INRETS - GRETIA

Responsabilités assurées dans la conception et l'organisation de cursus d'enseignement supérieur (LMD)

• Jean Patrick Lebacque, responsable du cours de Recherche Opérationnelle et du cours de Modélisation du Transport à l'ENTPE

• Cours d'Ingénierie du trafic à l'ENPC (3 ème année, Mastère et DEA Transport, S. Cohen, professeur responsable)

• Animation, coordination de la formation continue de l'ENPC « Recueil des données et techniques de base de l'exploitation routière » (S. Cohen).

• Cours « Systèmes de détection automatique des incidents » à l'École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Bourges (3 ème année, Mastère, S. Cohen).

• Cours de "Sécurité du trafic maritime", DESS Sécurité des Transports à l' Université de Versailles/ Saint-Quentin en Yvelines (T. Degré)

• Cours de "Transport maritime : sécurité du trafic et logistique", 3 ème année de l'Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Bourges (T. Degré)

• Cours de « Systèmes de transports intelligents et multimodalité » ; Master Recherche « Transport et Logistique » à l'Ecole supérieure de Transport et logistique à Sousse (N. Bhouri).

• Cours de Réseaux de Neurones à TELECOM ParisTech, 3 ième année d'école d'ingénieur (S. Midenet)

• Cours d'Automatique et d'Electronique IUP d'Evry Val d'Essonne, Licence et Maîtrise (H. Haj Salem)

• Cours en informatique à l'ILPGA (Institut Linguistique et de Phonétique Générale Appliquées), Paris III La Sorbonne Nouvelle , (R. Seidowsky)

• Cours de Recherche Opérationnelle, trimestriel, EIVP, JP Lebacque, professeur, Bac + 3, + 5.

• Cours de Recherche Opérationnelle, trimestriel, ENTPE, JP Lebacque, professeur principal, Bac + 3.

• Cours de modélisation et régulation du trafic, trimestriel, ISSAT, Sousse, Tunisie, Bac+5

• Cours sur « la régulation du trafic sur autoroutes» dans le cadre du Master MSIAG « Systèmes Intelligents de Transport », à l'ENPC (1/2 journée, Haj-Salem H.)

• Cours de Modélisation du trafic, semestriel, ENTPE, JP Lebacque, professeur, Bac + 5.

• Cours de Calcul scientifique, trimestriel, ENTPE, JP Lebacque, professeur, Bac + 5.

• Cours sur « la régulation des carrefours à feux » dans le cadre du Master MSIAG « Systèmes Intelligents de Transport », à l'ENPC (1/2 journée, F. Boillot)

• Cours de Master 2 « Séries temporelles ». Département Mathématiques, Informatique, Décision, Organisation de l'Université Paris-Dauphine. (R. Bergel)

Titre de la thèse : « Développement d'un modèle de simulation macro-microscopique de trafic »

Résumé : L'objet de cette thèse est le développement théorique d'un modèle de simulation générique intégrant les deux aspects : microscopique et macroscopique communément appelé modèle Hybride et comprenant la possibilité de contrôler les véhicules individuellement. Plusieurs difficultés théoriques seront à résoudre et en particulier l'interface entre les deux modèles correspondants à des conditions limites dynamiques. Concernant le macroscopique, les travaux à entreprendre seront axés sur le modèle macroscopique existant appelé METACOR (Modèle d'Ecoulement du Trafic sur un CORridor) développé à l'INRETS/GRETIA et rétrocédé à la société PHOENIX. Concernant le modèle microscopique, une attention particulière sera dédiée aux variables utilisées dans le nouveau modèle afin de faciliter la possibilité d'inclure le contrôle du véhicule (contrôle longitudinal, latéral etc). Par ailleurs, des investigations théoriques seront menées sur l'identification des paramètres. Ce problème est déjà abordé pour l'aspect macroscopique, il s'agit d'étudier son extension au nouveau modèle hybride. Principaux résultats obtenus : Cinq articles soumis à des revues internationales à comité de lecture sur la thématique : modélisation et contrôle du trafic.

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Titre de la thèse : « Incidence de la régulation d'un carrefour à feux sur le comportement, la gêne et le risque subis par les usagers »

Résumé : Cette thèse d'intelligence artificielle s'inscrit dans le cadre de la régulation des carrefours à feux et le développement d'outils intégrés de gestion du trafic aux carrefours, alimentés par capteurs vidéo. Il existe déjà un dispositif expérimental d'observation automatique d'un carrefour réel, appelé laboratoire ‘carrefour intelligent', sur les données duquel nous nous appuierons. Le problème consiste à analyser des données dynamiques d'occupation du carrefour, à définir des indicateurs pertinents qui caractérisent les dysfonctionnements opérationnels ou sécuritaires, et à développer un système automatique de détection (les techniques employées font appel aux systèmes à base de règles et à l'apprentissage automatique pour la reconnaissance des formes). On utilisera pour cela des connaissances disponibles en accidentologie, notamment la technique de description des conflits de trafic traditionnellement utilisée de manière manuelle pour le diagnostic sécuritaire des carrefours.

Titre de la thèse : « L'utilisateur au centre des plans de transport : étude des systèmes de transport à la demande (TAD) »

Résumé : Les objectifs de la thèse et les résultats attendus sont multiples : sur le plan transport : proposer une architecture de système de transport à la demande répondant aux exigences mises en avant par les professionnels de l'industrie - sur le plan informatique : proposer un modèle permettant la conception efficace et la réalisation d'un système TAD, et proposer un système d'aide à la décision qui doit permettre d'évaluer différents systèmes TAD selon différents scénarios d'exploitation. Ce travail nécessite le recours à différentes méthodologies, essentiellement la conception des systèmes d'information, les systèmes multi-agents (SMA) et l'aide à la décision, notamment l'approche multi-critères. Principaux résultats obtenus : Un panorama des systèmes TAD effectivement implantés, simulés est en cours. Une étude du volet recherche opérationnelle se focalisant sur l'aspect calcul d'itinéraires. Une ébauche d'architecture multi-agents innovante, qui rompt avec les méthodes classiques de conception des systèmes TAD.

Titre de la thèse : «Nouvelle approche de l’optimisation en temps réel des feux d’un carrefour complexe isolé par la programmation linéaire mixte en nombres entiers »

Résumé : Le carrefour à feux constitue un nœud important dans le réseau de transport urbain. Il permet d’écouler ou de stocker des flux de véhicules selon la variation du trafic. Il est considéré comme un levier important en matière de régulation du trafic urbain. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons au problème d’optimisation en temps réel des feux d’un carrefour complexe isolé afin de minimiser le temps d’attente de ses usagers. La formulation de ce problème par un programme linéaire mixte en nombres entiers nous a permis d’appréhender toute sa dynamique et sa complexité. Le système Bonsai proposé est une stratégie adaptative qui permet d’adapter les durées des états vert et rouge des feux en fonction des débits d’arrivée et des longueurs de files d’attente aux tronçons qui leur sont associés, et déterminer l’ordonnancement optimal des états des feux. Une approche exacte fondée sur une méthode de recherche arborescente, algorithme de Branch and Bound a été adoptée. Des simulations sur des carrefours ont révélé des temps de convergence très courts pour des instances du problème de 400 à 640 variables binaires. Deux heuristiques ont été proposées pour réduire encore le temps de convergence. Les performances sur le temps d’attente ont montré des gains importants.

Titre de la thèse : «ESAC : Un modèle d’Interaction Multi-Agent utilisant l’Environnement comme Support Actif de Communication. Application à la gestion des transports urbains »

Résumé : L'objectif de ce travail est de proposer un système d'aide à la décision afin de soulager, dans son travail, le régulateur d'un réseau de transport. Nous proposons une architecture originale, se situant entre le Système d'Aide à l'Exploitation (S.A.E.) et le régulateur (intervenant humain) du poste de contrôle qui est le dernier maillon de la chaîne de décision. Notre système, doit analyser les informations extraites du S.A.E. afin de fournir au régulateur un ensemble de solutions possibles pour atténuer une perturbation. Ce travail a donné lieu à la définition des étapes suivantes : Réalisation d'un réseau de transport virtuel : Cette étape, indispensable à toute étude, permet d'assurer un suivi des bus afin de détecter un dysfonctionnement du réseau au plutôt. Afin d'obtenir ce résultat nous avons choisis le paradigme multi-agent, l'organisation initiale des agents assurant la gestion normale de la ligne (calcul dynamique des horaires, suivi des véhicules, gestion des incohérences). Le second avantage lié à ce formalisme est de faciliter la reconstitution du contexte de la décision, une perturbation n'étant que la résultante d'une organisation particulière des agents. Une réflexion sur la notion d'incident : Le modèle d'incident que nous proposons permet de synthétiser l'ensemble des informations concernant une perturbation au sein d'une même entité. Le modèle synthétise les alarmes mais également toutes les informations définies comme utiles à sa compréhension. Proposer une solution : L'étude du poste de régulation, nous a montré qu'il n'existait pas de réponse unique à une perturbation. Chaque régulateur possède sa méthode de travail, ses habitudes. Au-delà du régulateur chaque réseau possède ses propres règles de régulation. Ces réflexions nous ont amenées à ne pas rechercher pour un incident «la solution optimum» mais à définir un ensemble de solutions possibles. Chacune de ces actions est calculée au niveau des agents BUS en fonction de leurs propres contraintes.

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Titre de la thèse : «Régularisation Statistique & prévision du Trafic Routier »

Résumé : Ce travail propose une nouvelle approche de la régression linéaire, et de l’analyse de la variance lorsque l’objectif principal de ces méthodes est d’obtenir des prévisions. Le fait d’analyser la qualité des estimateurs de ces dernières, plutôt que celle des estimateurs des observations de l’historique, permet d’introduire la nature des données à prédire dans les procédures couramment utilisées pour construire le modèle, ou calculer les estimations. Les résultats développés donnent également une validation du dernier modèle de prévision du trafic routier journalier utilisé par le logiciel Bison Futé.

Dans la première partie, nous mettons en parallèle la notion de problème mal posé utilisée en analyse numérique, et celles d’estimabilité et de risque quadratique issues de la statistique pour analyser l’estimateur des moindres carrés d’un ensemble donné de prévisions. Ceci nous amène à retenir le critère du risque quadratique minimum, et nous abordons sous cet angle dans la deuxième partie les méthodes de sélection de variables, et dans la troisième celles d’estimation biaisée. Les outils que nous avons choisi de développer sont plus spécifiquement adaptés aux modèles de régression qui utilisent un grand nombre de paramètres explicatifs. En particulier, dans l’optique d’une application sur des données réelles de ce type, nous privilégions l’étude des techniques de sélection de variables, ou d’estimation biaisée qui ne nécessitent pas la mise en place de procédures itératives complexes.

Le critère empirique de sélection de variables que nous proposons est une combinaison de ceux de Mallows et de Shibata, et nous le validons lorsque le phénomène à expliquer par la régression dépend d’une infinité de paramètres. Il est à noter que, par sa structure, ce critère a une mise en œuvre plus rapide que celle des critères classiques.

Quant aux méthodes d’estimation biaisée, lorsque leur utilisation est justifiée, nous montrons qu’il est possible d’utiliser l’objectif d’obtenir des prévisions de risque quadratique minimum pour estimer, sous certaines hypothèses, le coefficient de pondération d’une méthode de régularisation. Ceci aboutit à la construction d’un algorithme qui donne un estimateur raccourci des prévisions, cas particulier de l’utilisation de la régularisation. Nous étudions également les méthodes de régression en composantes principales et des moindres carrés partiels. Ces deux dernières méthodes reviennent en fait à un problème de sélection de variables, et notre critère de sélection adapté à un problème de prévision peut alors être mis en place pour obtenir des prévisions de risque quadratique inférieur à celui de l’estimateur des moindres carrés.

Mots clés : Régression multiple - Analyse de la variance - Prévision - Trafic routier - Risque quadratique minimum - Sélection de variables - Estimation biaisée - Régularisation.

Titre de la thèse : « Les systèmes de communication entre les véhicules et l'infrastructure : leur contribution aux pratiques d’exploitation de la route. Cas du système AIDA »

Université de rattachement : Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC)

Résumé : La thèse aborde dans une première partie l’aptitude des systèmes de communication route-véhicule à assurer les fonctions essentielles des systèmes classiques d’exploitation.

Dans une seconde partie, elle se concentre sur le cas du système de communication route-véhicule AIDA. Développé en France par l’opérateur autoroutier Cofiroute, AIDA est fondé sur la communication à courte portée (balises DSRC). L’évaluation complète du système AIDA est traitée, incluant les aspects techniques, ergonomiques et l’estimation de ses impacts – temps et sécurité – sur un réseau autoroutier (A10/A11). Les diverses potentialités du système sont établies, en simulation et à partir de données réelles. En s’appuyant sur les principes de l’analyse coûts-avantages, le travail de thèse dresse, dans une dernière partie, un bilan socioéconomique et financier du déploiement du système, sur une autoroute interurbaine concédée.

Financement : ACI-NIM « Nouvelles interfaces des mathématiques » : Modélisation mathématique du trafic automobile

Résumé : Afin de simuler de façon pertinente le trafic sur les réseaux routiers de grande taille, l’utilisation des outils théoriques permettant une modélisation adéquate de chaque élément du réseau est indispensable. En réponse à ce besoin, plusieurs techniques de modélisation existent à ce jour. Cependant, l’ajout de contraintes supplémentaires notamment liées à l’évolution des infrastructures routières et à l’intensification du trafic, impose le développement de nouveaux outils de modélisation. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans cette perspective. Plus précisément, l’objet de nos recherches est d’introduire des méthodes et des modèles à la fois simples et rigoureux, permettant une description plus pertinente du trafic sur un réseau routier en tenant compte de sa spécificité au niveau des éléments singuliers (tels que les intersections, les bretelles d’accès à l’autoroute, les gares de péage, etc. . .). A l’issue de ce travail, plusieurs techniques de modélisation ont été proposées. La première approche utilise les modèles purement macroscopiques, et est basée sur la résolution du problème de Riemann, tout en optimisant le flux de véhicules au niveau des intersections. Par la suite nous proposons une extension de cette approche aux modèles macroscopiques multiflots. Une deuxième approche qui a été abordée dans cette étude, est la modélisation hybride. Nous avons proposé dans un premier temps un modèle hybride basé sur un couplage classique Eulérien-Lagrangien du modèle macroscopique du second ordre de Aw & Rascle et une classe de modèles microscopiques. Dans ce type d’approche, les interfaces entre les modèles couplés sont fixes en coordonnées eulériennes, ce qui entraîne une certaine complexité pour la mise en oeuvre de leur fonctionnement. Afin de contourner ce problème, nous avons proposé une approche purement lagrangienne. L’originalité de cette nouvelle approche hybride est que les interfaces sont mobiles en coordonnées lagrangiennes. Cette propriété confère au modèle une grande simplicité dans sa mise en oeuvre. Enfin, nous avons proposé un modèle sur la formation et l’évolution de bouchons, dérivé du modèle macroscopique de Aw & Rascle qui est basé sur une formulation réaliste de la dynamique des bouchons. Nous avons analysé les solutions du problème de Riemann associé et nous avons étudié le problème d’existence de solutions pour ce modèle.

Titre de la thèse : «Modèle dynamique de transport basé sur les activités»

Université de rattachement : Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC)

Résumé : Le travail de recherche porte sur deux thèmes: 1. développement d’un modèle dynamique multimodal basé sur les activités ; 2. développement de méthodes de résolution de l’équilibre du réseau multimodal dynamique. Nous proposons un modèle dynamique multimodal simulant l’enchaînement des déplacements basé sur les activités. Deux nouvelles méthodes de résolution du problème d’équilibre du réseau sont proposées : 1. l’algorithme de colonie de fourmis en discrétisation temporelle ; 2. la méthode de l’Entropie Relative. Cette dernière constitue une avancée méthodologique qui considère que l’équilibre du réseau est un événement rare parmi les états possibles du réseau. Pour réduire les besoins en moyens de calcul pour l’application dans un grand réseau, nous simulons les voyageurs par paquets en nous appuyant sur un nouveau modèle macroscopique de trafic en coordonnées Lagrangiennnes. Ce modèle permet de décrire la propagation des paquets conformément au modèle macroscopique du premier ordre.

Titre de la thèse : «La prise en compte de variables explicatives dans les modèles de séries temporelles : applications à la demande de transport et au risque routier. »

Résumé : L’objet de la thèse est d’exposer une démarche méthodologique qui vise à prendre en compte, dans les modèles de séries temporelles, des effets exogènes mesurés à l’aide de variables additionnelles, et de l’illustrer par un certain nombre d’applications au secteur des transports. Dans ces applications, le pas de temps est le jour, le mois, le trimestre voire le semestre : il s’est agi de prendre en compte des effets exogènes, de nature transitoire ou de nature durable, qui se manifestent dans le court terme.

La première partie traite de la modélisation des séries temporelles. Nous nous intéressons à deux structures de modèles bien différenciées : les modèles de décomposition, et les modèles de type ARMA. Nous exposons la démarche suivie dans le cadre des modèles ARMA avec variables explicatives, puis dans le cadre des modèles markoviens avec variables explicatives. Nous détaillons le cas particulier des modèles structurels que l’on obtient en fixant la dimension de l’état et les matrices du système : dans ce cas contraint, l’état s’exprime en fonction des composantes non observables (niveau, pente, saisonnalité) d’un processus à tendance linéaire locale.

Les deuxième et troisième parties regroupent deux ensembles d’applications, à la demande multimodale de transport puis au risque routier.

Le premier groupe d’applications porte sur des données de trafics, de voyageurs et de marchandises, agrégées par mode de transport ou par grande catégorie de réseau. La période couverte par les données de trafic est 1970-2000, toutes applications confondues. Concernant les facteurs de demande, certains agrégats de la comptabilité nationales n’ont pu être reconstitués que sur une partie de la période et avec une périodicité trimestrielle.

Le deuxième groupe d’applications porte sur des données d’accidents corporels et de victimes de la circulation routière, agrégées par grande catégorie de réseau routier. La période couverte par les données de sécurité routière, toutes applications confondues, est 1970-2000. Concernant les facteurs de risque, les données climatiques n’ont été constituées qu’à compter de 1975.

La plupart des applications intègre la prise en compte des effets transitoires, de nature climatique et calendaire, sur la demande de transport et sur le risque routier, et nous donnons dans la thèse les premiers résultats détaillés démontrant pour la France la significativité du facteur climatique sur la mobilité agrégée et sur le bilan routier national, mesuré en nombres d’accidents corporels et de victimes de la circulation routière.

Nous donnons en conclusion les apports méthodologiques de la thèse, de nature théorique et de type applicatif. Nous donnons des perspectives par thème d’application, pour la modélisation de la demande de transport puis pour la modélisation du risque routier.

Mots-clés : Séries temporelles, modèles agrégés, ARMA, VARMA, espace état, représentation markovienne, effets exogènes, variables explicatives, climat, calendrier, demande de transport, trafic, exposition au risque, risque routier, sécurité routière.

Université de rattachement : Université Paris – Dauphine

Directeur de thèse : PINSON Suzanne, SCEMAMA Gérard

Encadrement : BALBO Flavien

Financement : INRETS

Master Informatique : Systèmes Intelligents (Université Paris – Dauphine)

Début de la thèse : avril 2005

Résumé : La complexité de la gestion d’une crise concerne autant la source de la crise que ses conséquences et les moyens mis en œuvre pour la résoudre. Si le meilleur moyen d’éviter une crise est de gérer au mieux la situation d’urgence qui la précède alors la conception d’un simulateur recréant des interventions de prévention et de maîtrise d’accidents dans des lieux sensibles devrait permettre d’atteindre cet objectif. Le domaine du transport est particulièrement sensible à cette problématique puisqu’il peut être source de la crise (un accident de matière dangereuse par exemple) en subir les conséquences (modification de réseaux par exemple) et pris en compte dans les moyens mis en œuvre (plan d’évacuation par exemple). La conception d’un simulateur de gestion de crise repose sur les constats suivants :
1. /Système multi acteurs/. Le partage des responsabilités plus ou moins précis par des acteurs de cultures différentes et la mise en commun des moyens couplés à des intérêts éventuellement divergents doit être pris en compte dans la simulation.

2. /Espace tridimensionnel d’évolution des risques/. Par extension des travaux de traitement des incidents sur un réseau de transport, nous pouvons considérer que les caractéristiques de l’évolution d’une crise peuvent se mesurer suivant trois axes, le temps l’espace et la forme. Le simulateur doit donc pouvoir faire évoluer la crise simulée sur chacun de ces axes.

3. /Connaissance morcelée/. Les connaissances nécessaires au traitement de la crise sont réparties dans le temps et l’espace. Alors qu’un système d’informations devrait envoyer la bonne information au bon acteur au bon moment, le simulateur devrait permettre de tester différents scénarios de gestion des connaissances, d’une organisation totalement distribuée à la simulation d’un poste de gestion de crise.

Afin de répondre aux différents points présentés ci-dessus, nous proposons de fonder notre simulateur sur le paradigme agent et plus particulièrement sur le modèle d’interaction EASI. Ce choix est d’autant plus motivé que le GRETIA a acquis une expérience dans l’utilisation de ce paradigme dans le transport pour la gestion de perturbations avec les systèmes SATIR, CLAIRE-SITI, la gestion d’information personnalisées avec le système SAIV ainsi que le transport à la demande. Chacun de ces systèmes s’appuie sur une mise en commun des interactions avec un partage des informations échangées entre les agents. Chaque agent perçoit dans l’ensemble des informations échangées uniquement celles qui correspondent à ses centres d’intérêts. Cette particularité ainsi que l’expérience acquise dans le développement des systèmes précédents constitue la base de notre proposition. Le simulateur comportera deux composants principaux :

- /moteur événementielle/ : ce moteur constituera le cœur du simulateur puisqu’il devra faire la synthèse entre les informations issues du scénario, des différents acteurs et sources d’information. Ce travail s’appuiera sur une analyse des schedulers disponibles notamment dans les plateformes multi-agent.

- /plateforme d’acquisition et de distribution des informations/ : ce composant devra permettre l’interopérabilité des différentes sources d’information en permettant l’utilisation d’un modèle standard d’échange (EASI). Ce travail s’appuiera notamment sur les travaux réalisés pour le développement du SAIV.

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Titre de la thèse : « Commande et Optimisation d’un système de régulation du trafic urbain multimodal : priorité pour les transports en commun de surface »

Résumé : L’objectif de la thèse est de proposer une stratégie de régulation des deux modes de transport : les véhicules de transport en commun de surface (TC) et les véhicules particuliers (VP). La stratégie doit favoriser l’écoulement des TCs en tenant compte, d’une part de leurs objectifs de régulation (régularité, respect de l’intervalle entre les véhicules), d’autre part de l’objectif de régulation des VPs.

La thèse s’intéresse à deux aspects fondamentaux. Le premier est la modélisation de l’écoulement des TCs et des VPS dans de larges réseaux urbains. Le deuxième aspect concerne la commande et l’optimisation des systèmes complexes de grandes dimensions.

Mots clés : trafic urbain, modélisation du trafic, modélisation comportementale, commande prédictive, optimisation multi-objectif, métaheuristiques, optimisation par essaims particulaires.

Titre de la thèse : «Estimation en temps réel des flux origines-destinations dans un carrefour à feux par fusion de données multicapteurs»

Université de rattachement : Université de Technologie de Compiègne (UTC)

Master Recherche : Technologie de l’information et de systèmes (UTC)
Début de la thèse : novembre 2006

Résumé : L’objectif de la thèse consiste à reconstituer à chaque cycle de feux les origines et les destinations des flux de véhicules traversant le carrefour à feux à partir des mesures des paramètres du trafic issues des différents capteurs (caméras vidéo et boucles électromagnétique). Ce travail de recherche s’appuie essentiellement sur la modélisation en temps réel des flux de véhicules traversant le carrefour à feux, ainsi que sur la modélisation de l’incertitude et de l’imprécision des données par la théorie des fonctions de croyance. La connaissance en temps réel des flux de véhicules traversant le carrefour permettra d’alimenter un outil de diagnostic du fonctionnement du carrefour régulé et une stratégie de commande des feux adaptative qui répond ainsi de façon optimale aux changements intervenant dans la demande de trafic à servir.

Mots clés : trafic routier, capteurs vidéo, boucles électromagnétiques, théorie des fonctions de croyance, théorie des possibilités, probabilités et statistiques, réseau de Petri temporisé coloré, optimisation non-linéaire, modélisation en temps réel des flux de véhicules

Titre de la thèse : « Modélisation pour l’estimation des probabilités d’incidents et pour le traitement de leur réponse sur les réseaux d’autoroutes »

Université de rattachement : Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC)

Encadrement : COHEN Simon, KARLAFTIS Matthiew (Université Nationale Technique d’Athènes)

Résumé : La thèse aborde dans une première partie la question de modélisation de la fréquence d’occurrence d’incidents sur des autoroutes à base de paramètres communs du réseau considéré et de paramètres dynamiques (par ex date, météo). En introduisant la notion de « risque dynamique », l’objectif visé est de hiérarchiser les sites en temps réel par rapport à leur dangerosité relative. L’application du modèle sur le réseau national grec aura comme objectif la vérification et l’illustration de la méthodologie conçue.

Dans une seconde partie, la thèse se concentrera sur l’exploration des possibilités du modèle, ainsi que de sa contribution potentielle à l’optimisation de la gestion des autoroutes. Les diverses potentialités du système seront établies, en simulation et à partir de données réelles provenant d’autoroutes françaises concédées.

Titre de la thèse : « Modélisation de l’intervalle (en temps ou en distance) entre deux véhicules routiers par temps sec et par temps de pluie sur route nationale ou départementale »

Université de rattachement : Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC)

Master Recherche : Cité et Mobilité – option transport (Paris VIII & ENPC)
Début de la thèse : septembre 2007

Résumé : Lorsque le trafic routier est faible, les temps intervéhiculaires (TIV) dépendent des instants de début des voyages et ont une forte composante aléatoire. Lorsque le trafic augmente, les véhicules sont contraints de circuler en pelotons, les temps intervéhiculaires (TIV) diminuent. Sur les routes où le dépassement est malaisé, la présence d’un véhicule (plus) lent provoque fréquemment une circulation en peloton

L’objectif de la thèse est d’analyser le phénomène en tenant compte des conditions (météorologiques, d’infrastructure, de niveau du trafic et d’homogénéité du trafic). Ceci permettra :

- de servir de base et de référence au calcul d’indicateurs de sécurité, par temps sec et par temps de pluie, indicateurs qui sont fondés sur le TIV, la vitesse, la vitesse relative

- de reconstituer, sans instrumentation supplémentaire, les temps intervéhiculaires courts sur route nationale et départementale.

Titre de la thèse : « Régulation adaptative multi-objectifs du trafic routier (multimodal) aux carrefours à feux »

M2R : Recherche Opérationnelle – Aide à la décision (Master MODO)
Début de la thèse : novembre 2008

Résumé : Cette thèse s'inscrit dans le projet de recherche INRETS « Carrefour Intelligent ». L'objet de celle-ci est tout d'abord la modélisation mathématique et algorithmique de la régulation du trafic en temps réel par commande de feux. Elle doit permettre de déterminer, dans un temps raisonnable, la couleur des feux sur un horizon de temps, en optimisant plusieurs critères. Plusieurs approches sont possibles, et peuvent intégrer en particulier tout ou partie du travail effectué dans le cadre de CRONOS. Cette méthode pourra prendre en compte à la fois des facteurs de fluidité, de sécurité, et d'environnement. En cela, la thèse porte sur l'optimisation multi-objectifs. Une fois la phase de modélisation effectuée, toute une partie du travail consistera en l'évaluation des modèles proposés, en simulation, et si possible sur site réel. Les différents objectifs ne sont pas seulement la fluidité, la sécurité, et la pollution, mais incluent les différents modes de transport utilisant la voie routière : Véhicules Particuliers (VP), Transports en Commun (TC), Piétons, qui par nature ont des objectifs différents (aspect multimodal).

Titre de la thèse : « Nouvelles pratiques d'exploitation des réseaux routiers et mobilité durable »

Résumé : Les contraintes budgétaires et les exigences environnementales limitent les projets de voiries nouvelles et l'extension des réseaux existants. Comment alors utiliser au mieux l'espace routier pour faire face aux phénomènes de congestion ?

Pour répondre à ce défi, les exploitants imaginent des alternatives innovantes aux investissements de capacité, comme par exemple la gestion dynamique des voies. Un des objectifs de cette mesure est d'augmenter, au moindre coût, la capacité de la route par une réaffectation dynamique de l'espace de circulation. Déjà en vigueur aux Etats-Unis sous des formes diverses, les expériences de gestion dynamique des voies se multiplient depuis quelques années en Europe. En France, des solutions de cette nature commencent à être conçues et mises en œuvre, par exemple dans le Val-de-Marne, pour traiter l'un des plus gros bouchons routiers, sur le tronc commun aux autoroutes A4 et A86.

Ces pratiques alimentent des débats et suscitent des interrogations légitimes sur leurs impacts sur la congestion du trafic, sur la sécurité et surtout sur leur compatibilité avec les exigences d'une mobilité durable ? Peut-on alors imaginer des solutions à la fois efficaces et respectueuses de l'environnement, comme par exemple les voies de covoiturage (HOV), avec ou sans péage (HOT) ? Des alternatives sont-elles envisageables pour traiter les réseaux périurbains fortement saturés comme le réseau francilien ? Quelles sont leurs caractéristiques et les conditions techniques de leur mise en œuvre ? Quelles sont les technologies de contrôle de ces voies ? Quels sont les impacts potentiels sur la congestion du trafic, sur l'environnement ? Quels sont les critères de rentabilité de ces alternatives ?

L'objet de la thèse, proposée dans le domaine Transport, est de faire le point complet des solutions envisageables - caractéristiques techniques et impacts - en s'appuyant, par exemple, sur le réseau de voies rapides et d'autoroutes d'Île-de-France.

Dans cette perspective, on développera un ensemble d'outils statistiques permettant d'évaluer les divers impacts de ces pratiques d'exploitation. À partir d'une configuration de demande - scénario à court terme ou prévision à moyen terme - une modélisation macroscopique permettra de simuler les effets sur l'écoulement du trafic des mesures d'affectation de voies, de voies réservées (bus ou PL) ou de voies de covoiturage. Elle fournira les indicateurs clés de l'évaluation de l'efficacité d'une stratégie sur les axes d'un réseau : débits, densité, vitesse moyenne, retard, caractéristiques de congestion, etc.

Des formulations adaptées à une configuration du parc permettront, par la suite, d'élaborer un bilan environnemental (pollution, effet de serre, consommation) et d'approfondir les analyses de rentabilité de divers scenarii (prenant notamment en compte le critère du nombre de personnes transportées).

La recherche devra ainsi identifier les difficultés liées, par exemple, aux échangeurs routiers et mieux cerner les solutions faisables, compatibles avec les exigences d'une mobilité durable. Les stratégies d'exploitation retenues intéresseront à plus d'un titre les décideurs et les gestionnaires de réseaux, dans la perspective de projets franciliens.

Listes des thèses en cours au GRETIA

Listes des enseignements du GRETIA

Titre de la thèse : « Modélisation de l’intervalle (en temps ou en distance) entre deux véhicules routiers par temps sec et par temps de pluie sur route nationale ou départementale »