Influence de l'infrastructure routière sur l'occurrence des pertes de contrôle des véhicules légers en virage : modélisation et validation sur site expérimental, Road infrastructure influence on the occurrence of control loss of lightweight vehicles in curves : modelisation and validation on test track

Olivier Orfila

Description

Sous la direction de Saïd Mammar
Thèse soutenue le 12 octobre 2009: Evry-Val d'Essonne
L’infrastructure routière joue un rôle très important dans l’occurrence des pertes de contrôle des véhicules légers en virage. Dans le but d’évaluer le niveau de risque associé à une infrastructure, les gestionnaires routiers utilisent actuellement des méthodes reposant sur des études statistiques ou empiriques, sachant que leur validité peut évoluer au cours temps. Le but de ces travaux est donc de compléter ces méthodes par une évaluation physique des tracés routiers basée sur la dynamique des véhicules. Tout d’abord, le problème a été abordé de manière théorique par une écriture de critères issus des modèles de la dynamique des véhicules (modèles point et bicyclette) visant à identifier et quantifier l’impact des paramètres routiers sur l’occurrence des pertes de contrôle. Ensuite, pour représenter avec plus de précision le comportement du conducteur, une modélisation numérique complète de contrôle du système véhicule-infrastructure-conducteur, basée sur un algorithme génétique, a été mise en œuvre. Enfin, ces deux approches ont été validées expérimentalement pour différentes adhérences, rayons de courbure et véhicules sur la piste de référence du LCPC de Nantes et sur routes interurbaines et urbaines. Ces travaux de thèse ont permis d’approfondir la connaissance du rôle de l’infrastructure et de développer deux méthodes (analytique et numérique) d’évaluation des tracés routiers. En perspectives à cette étude, un logiciel basé sur ces méthodes sera développé.
-Contrôle
Road infrastructure plays a major role in the occurrence of control loss of lightweight vehicles in curves. To evaluate the risk level associated with an infrastructure, road managers are currently using methods founded on statistical or empirical studies, knowing that their reliability can vary over time. The aim of this work is to complete these methods with a physical evaluation of road plans based on vehicle dynamics. First of all, the problem has been dealt on the theoretical way by writing criteria coming from vehicle dynamic models (point and bicycle models) aiming to identify and quantify the influence of road parameters on control loss occurrence. Then, to faithfully take into account the driver behaviour, a complete numerical modelling of the vehicle-infrastructure-driver, resting on a genetic algorithm, has been introduced. Finally, these two approaches has been validated for various grip, curvature radius and vehicles on the LCPC test track in Nantes and on interurban and urban roads. These thesis works has permitted to improve the knowledge of road infrastructure influence and to develop two road plan evaluation methods (analytical and numerical). As a prospect of this study, a software based on these two methods will be developed.
-Control
Source: http://www.theses.fr/2009EVRY0014/document

Sujets

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Informations

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Extrait

Numero d’ordre
THESE
pour l’obtention du grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE D’EVRY-VAL-D’ESSONNE
Specialite : Automatique
presentee et soutenue publiquement
devant la Commission d’Examen le XX octobre 2009
par
Olivier Orla
In uence de l’infrastructure routi ere sur l’occurrence des pertes
de contro^le de vehicules legers en virage : modelisation et
validation sur site experimental
Directeur de these
Sad Mammar
Composition du jury
Michel Basset Professeur, Universite de Haute-Alsace, Mulhouse Rapporteur
Fawzi Nashashibi HdR, INRIA, Paris-Rocquencourt Rapporteur
Fahim Belarbi Responsable Systemes d’Eploitation, Co route, Sevres Examinateur
Sebastien Glaser Charge de recherche, LCPC, Satory Examinateur
Dominique Meizel Professeur, ENSIL, Limoges Examinateur
Sad Mammar Professeur, Universite d’Evry-Val-d’Essonne, Evry Directeur de these
Alex Coiret Charge de recherche, LCPC, Nantes Encadrant
Laboratoire Central des Ponts et Chaussees
Centre de NantesiiA mon grand pere, Opa,
A ma famille,
A MarianneivRemerciements
M^eme si une these n’est signee que d’un auteur, elle est rarement le fruit d’un seul individu,
tant le soutien psychologique et technique de toute une equipe est indispensable. Pour cette
raison, il est d’usage de rediger quelques lignes de remerciements m^eme si celles-ci ne su ront
pas a exprimer l’estime et la reconnaissance que je porte a l’ensemble des personnes m’ayant
entoure et conseille.
Ce travail a ete mene au sein de la division Entretien, Securite et Acoustique des Routes
(ESAR). Pour cela, je remercie Monsieur Philippe Lepert, chef de la division ESAR au LCPC et
Monsieur Minh-Tan Do, chef de la section Infrastructure et Securite Routiere (ISR), de m’avoir
accueilli au sein de leur equipe et de l’inter^et porte a mon travail au cours de ces trois annees.
Je remercie particulierement Monsieur Sad Mammar, Professeur a l’universite d’Evry-Val-
d’Essonne, d’avoir accepte de diriger ma these et de m’avoir guide avec justesse au cours des
etapes di ciles de la these et Monsieur Alex Coiret, charge de recherche au Laboratoire Central
des Ponts et chaussees, de m’avoir encadre au quotidien avec patience, humour et determination.
Je suis honore et je remercie sincerement Monsieur Michel Basset, Professeur a l’Universite de
Haute-Alsace et Monsieur Fawzi Nashashibi, HdR a l’INRIA, d’avoir accepte d’^etre rapporteurs
et pour l’attention portee a mon memoire. Je remercie egalement les membres du jury, Monsieur
Dominique Meizel, Professeur a l’ENSIL et Sebastien Glaser, charge de recherche au LCPC,
d’avoir accepte de participer a mon jury de these.
Pendant ces quelques mois, un college de scientiques a suivi et apporte des critiques es-
sentielles a ce travail et je leur dois beaucoup. Parmi eux, Michel Berengier, chef adjoint de la
division ESAR et Marie-Line Galenne, adjointe au directeur technique ISR, ont su m’apporter
des conseils eclaires et partager leur experience. Je remercie aussi Hocine Imine, charge de re-
cherche au LCPC Paris, Bernard Jacob, directeur technique ISR et Jean-Michel Piau, directeur
scienti que delegue pour le LCPC Nantes d’avoir pris du temps pour participer aux dierents
comites de suivi et pour leurs indications tres interessantes sur mon travail.
Je tiens particulierement a remercier Gerard Louah, charge d’etudes au CETE de l’Ouest et
Veronique Cerezo, responsable de l’equipe adherence et securite au LR de Lyon d’avoir active-
ment participe a la realisation de mon travail en me fournissant des donnees et connaissances
indispensables. Merci a Pierre-Olivier Vandanjon, grand philosophe des sciences et charge de
recherche au LCPC, de m’avoir cone une partie de son experience et de ses ruses de calculs.
Bien evidemment, cette these etant constituee d’une importante quantite d’essais, parfois
tres complexes a mettre en place pour des raisons techniques, de securite et d’environnement,
vvi
je remercie toute l’equipe technique de la section ISR. Cette equipe a des competences tres
importantes dans des domaines varies comme la gestion de l’etat de glissance de la piste pour
Patrice Bernier, le pilotage extr^eme, l’enregistrement des donnees et l’instrumentation pour
Patrick Daburon, la correction des fautes d’orthographe et l’assistance aux essais pour Sylvie
Dauvergne, les mesures SRT pour Patrick Maisonneuve, la securite, l’environnement et la mise
au point des essais pour Alexandra Mosset et la communication sans l et la gestion de la piste
pour Jean-Marie Prual. Une petite pensee pour notre technicien retraite, Michel Lecerf, qui a
su faire parler son experience au cours de quelques essais de perte de contr^ole. Un grand merci
a Odile Dudouet, secretaire des sections ARU et ISR, pour son devouement a son travail et sa
bonne humeur. Sans la participation motivee de toutes ces personnes, cette these n’aurait jamais
pu arriver a son terme.
En n, pour tous les moments de detente passes ensemble, necessaire pour ne pas devenir mo-
nomaniaque, je remercie chaleureusement l’informaticien acousticien, docteur es water cooling,
Nicolas Fortin, l’ancien eleveur de dragons reconverti en redacteur de these et accessoirement
pere de famille, Gwenael Guillaume, la doctorante globe-trottineuse, Olivia Leroy et les deux
voyageurs vers l’ouest Zhengzhong Tang et Dan Zhao (xiexie).Table des matieres
Remerciements v
Liste des