Transportation agencies are constantly faced with the challenge of upgrading their road network systems; as infrastructure ages and traffic volumes increase. However, improvements to each roadway are not feasible due to limited available budgets and resources. A variety of design alternatives should be considered in order to achieve a safe, efficient and economical highway design. Therefore, there is a need for an approach or method to estimate the operational and safety benefits of different alternatives designs. For this reason, the authors have undertaken an analysis of the current and potential future safety performance of Autoroute 50, for which an undivided highway section was recently opened in the Outaouais area, in Québec. First, a scientific safety analysis was conducted to quantitatively measure the safety performance of the existing condition and compare it to adjacent roadways. Based on the outcome of the first analysis, a series of alternative designs were recommended to improve the safety performance of the existing condition. Then, a comparison of the existing and the future safety performance was completed for alternative designs. Finally, a benefit cost analysis was completed for the future 20 years in order to assess the cost‐effectiveness of the design alternatives. Les différentes juridictions doivent constamment relever le défi d’entretenir et d’améliorer le réseau routier alors que les infrastructures sont vieillissantes et que les débits de circulation augmentent. Pour optimiser les améliorations à réaliser, les juridictions doivent souvent considérer plusieurs alternatives, leur effet sur la sécurité routière, leur efficacité et leur coût. Elles ont donc besoin d’une méthode permettant d’estimer les bénéfices de chaque alternative considérée en termes de sécurité routière et de circulation. Pour tenter de répondre à ce besoin, les auteurs ont effectué une analyse de la performance actuelle et anticipée au niveau de la sécurité routière de l’autoroute 50 située dans la région de l’Outaouais, au Québec, où un nouveau tronçon a récemment été ouvert à la circulation. Tout d’abord, une analyse scientifique a été réalisée pour mesurer de façon quantitative la performance actuelle en sécurité routière de ce tronçon. Cette performance a été comparée à la performance d’une autre route de la région. Des alternatives de réaménagement ont par la suite été suggérées afin d’améliorer la performance actuelle de ce tronçon de l’autoroute 50. Ensuite, une comparaison des performances actuelle et anticipée au niveau de la sécurité a été réalisée pour chaque alternative. Finalement, une analyse avantages‐coûts de chaque alternative a été effectuée pour les 20 prochaines années afin de déterminer à quel moment il serait avantageux de mettre en place chaque alternative de réaménagement.