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

• Auteur / Autrice : Olivier Orfila
• Direction : Said Mammar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 12/10/2009
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Evry ; 2008-2015)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Meizel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fahim Belarbi, Alex Coiret, Sébastien Glaser
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Basset, Fawzi Nashashibi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique

Véhicules automobiles

Sécurité routière

Mots clés libres

Contrôle

Control

Résumé

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.

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.