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Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 31 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 19 Mo |
Extrait
THESE
Pour l’obtention du grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE D’EVRY – VAL D’ESSONNE
Spécialité : Automatique, Systèmes productiques et Robotique
Présentée par
Jamil Dakhlallah
Risque Intégré de Sortie de Route et Proposition d’une Assistance à la Conduite
Directeur de thèse : M. Saïd Mammar
Soutenue le 13-01-2010
Devant la commission d’examen
COMPOSITION DU JURY
M. N. M’Sirdi Professeur, LSIS, Marseille Rapporteur
M. P. Bonnifait Professeur, UTC, Compiègne Rapporteur
M. F. Goulette Chercheur, Mines-paristech, Paris Examinateur
M. P. Lepert DDiirreecctteeuurr ddee RReecchheerrcchhee,, LLCCPPCC,, NNaanntteess EExxaammiinnaatteeuurr
M. M. Benjelloun Directeur de Recherche, LASL, Calais Examinateur
M. S. Glaser Chercheur, LIVIC/LCPC, Versailles Encadrant
M. S. Mammar Professeur, IBISC, Evry Directeur de thèse Remerciement
Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire ont été réalisés au Laboratoire sur les
Interactions Véhicule - Infrastructure - Conducteur (Unité mixte INRETS/LCPC). Mes remerciements
s’adressent, donc, à toute l’équipe du LIVIC qui m’a accueilli pendant 3 ans pour venir à bout de
cette thèse.
Je remercie particulièrement Monsieur Saïd Mammar, Professeur à l’université d’Evry,
chercheur au CEMIF-LSC et chercheur associé à l’INRETS, pour avoir accepté d’être mon directeur
de thèse, ainsi que Monsieur Sébastien Glaser, chercheur au LIVIC pour avoir encadré ma thèse. Je
tiens à leur exprimer toute ma gratitude pour leur soutien et les connaissances qu’ils ont pu me
transmettre.
C’est aussi un grand plaisir pour moi de remercier les membres du jury, Messieurs Nacer
M’Sirdi, Professeur au LSIS Marseille, Philippe Bonnifait, Professeur à l’UTC Compiègne, François
Goulette, chercheur à l’école des mines Paris, Minh Tan Do, chercheur au LCPC Nantes, et
Mouhamad Benjelloun, directeur de recherche LASL Calais.
Je remercie spécialement mes parents qui ont beaucoup sacrifié pour me permettre d’être là où
je suis.
Un grand merci à Rita, pour toute l’affection et le soutien moral qu’elle m’a prodigués pendant
les années de préparation de ce travail.
Enfin,
A mes sœurs qui m’ont soutenue et encouragée à continuer,
A tous mes amis en France, qui sont devenus ma deuxième famille, qui étaient toujours là pour
m’encourager, me pousser, et surtout me supporter quand j’étais insupportable,
Je vous remercie pour tout et je vous dédie ce travail.
i
A mes Parents,
A Rita,
A Ahmad,
iii
Résumé
La sortie de route est l’une des causes principales des accidents. En dehors de l’inattention du
conducteur, elle est principalement due à une vitesse inadaptée, que ce soit par rapport aux limites
légales de vitesses ou à l’environnement. Or les systèmes visant à alerter le conducteur de
dépassements de la limite ou à le contraindre à une certaine vitesse existent et ont un impact positif sur
les accidents. Cependant, ils n’ont pas encore atteints la maturité de systèmes d’assistance agissant en
fonction de toutes les conditions de conduite.
Cette thèse a pour objet d’étudier le risque intégré de sortie de route et donc de développer un
système d’alerte à des vitesses excessives qui permet de déterminer la vitesse limite en fonction de
toutes les conditions extérieures (environnement, infrastructure), du comportement du conducteur et de
la dynamique du véhicule.
Pour atteindre cet objectif, nous proposons de définir les différents facteurs de l’infrastructure,
de l’environnement, du véhicule et du conducteur, limitant la vitesse. Certains de ces facteurs sont
mesurables, les autres seront estimés par des observateurs. Ainsi, nous établirons des relations entre
ces facteurs et la vitesse du véhicule en se basant sur des modèles mathématiques. Ces modèles nous
permettront de définir des facteurs d’ajustement d’une vitesse de référence. La vitesse ajustée pourra
ensuite être utilisée soit pour alerter le conducteur dans un système d’assistance, soit pour évaluer les
limites existantes.
Un modèle de véhicule étant nécessaire à la synthèse des observateurs et à la qualification de la
dynamique véhicule, nous avons opté pour le modèle à quatre roues. Le filtre de Kalman étendu a été
utilisé comme technique d’estimation. Pour le développement théorique du système d’alerte, nous
utilisons le profil de la SAVV comme vitesse de référence après quelques améliorations. Ensuite,
plusieurs modèles mathématiques sont utilisés pour lier la vitesse aux autres facteurs influents.
Le système développé a été implanté sous SimuLink/MatLab et nous avons pu présenter
quelques scenarios pratiques. Enfin, des expérimentations en temps réel sur un véhicule prototype du
LIVIC ont permis de valider les résultats des simulations.
v
Table des matières
Partie I : Introduction et recherche bibliographique ..................................... 1
Chapitre 1 : Introduction .................................................................................................... 3
Chapitre 2 : État de l’art ..................................................................................................... 7
1. Introduction ...............................................................................................................................7
2. Accidentologie ............................................................................................................................7
3. Vitesse et sortie de route ...........................................................................................................8
3.1. L’enjeu de la vitesse ............................................................................................................. 8
3.2. La sortie de route : conséquence d’une vitesse excessive .................................................. 10
4. Limitation de la vitesse ............................................................................................................12
4.1. Méthodes de calcul de la vitesse limite .............................................................................. 12
4.1.1. Systèmes nationaux de limitations de la vitesse .......................................................... 13
4.1.2. Modèle mathématique ................................................................................................. 14
4.1.3. Modèle réel .................................................................................................................. 15
4.1.4. Simulation et comparaison .......................................................................................... 16
4.2. Systèmes de lutte contre les vitesses excessives ................................................................ 18
4.2.1. Les indicateurs ............................................................................................................. 19
4.2.2. Les systèmes d’alerte ................................................................................................... 20
4.2.3. Les systèmes actifs ...................................................................................................... 21
4.2.4. Nouvelle technologie d’assistance à la vitesse et de contrôle du véhicule .................. 21
5. Conclusion ................................................................................................................................23
Chapitre 3 : Architecture du système d’alerte et méthodes de calcul .......................... 25
1. Introduction .............................................................................................................................25
2. Architecture générale du système développé ........................................................................26
3. Fonctionnement des différentes parties du système .............................................................28
3.1. Mesures .............................................................................................................................. 28
3.1.1. Paramètres du véhicule ................................................................................................ 28
3.1.2. Paramètres de l’infrastructure ...................................................................................... 29
3.1.3. Paramètres de l’environnement ................................................................................... 29
3.1.4. Mesures nécessaires..................................................................................................... 29
3.2. Développement théorique .................