Hocine IMINE
Chercheur / Researcher
Institut Français des
Sciences et Technologies des Transports,
de l'Aménagement et des
Réseaux (IFSTTAR)
Laboratoire d'Exploitation,
Perception, Simulateurs et Simulations (LEPSIS)
58 Boulevard Lefebvre,
75732
Paris 15, France
Tel: +33 (01) 40 43 53 56
Fax: +33 (01) 40 43 54 99
Mail: hocine.imine@lcpc.fr
Web: http://perso.lcpc.fr/imine.hocine
Thématiques
de Recherche
Etude et maîtrise des risques de perte
de contrôle des poids lourds
Cette thématique
traite le développement des outils d'aides à la conduite des poids lourds afin
de minimiser les risques d'accidents tels que le renversement, la mise en portefeuille
ou encore la sortie de voie. Une compréhension fine et précise du comportement
du poids lourd est donc nécessaire. Pour y arriver, différents modèles de
dynamiques de poids lourds sont développés, simulés et analysés.
L'identification
des zones à risques et des améliorations de l'infrastructure pour la sécurité
des poids lourds est l'autre aspect de mes recherches. Le calcul d'une vitesse
maximale à envoyer au chauffeur sur des zones susceptibles d'être dangereuses
est l'une des réponses à cette problématique. Cependant, l'étude du
comportement du poids lourd et le développement de systèmes d'alerte ne peut se
faire sans une connaissance préalable de la base de données d'infrastructure
(dévers, pente, rayon de courbure, uni, adhérence…). Celle-ci ne peut être
mesurée que sur des itinéraires bien connus. L'estimation de ces
caractéristiques ou du moins quelques unes d'entre elles pour étudier leur
influence sur la dynamique du poids lourd, constitue une autre thématique à
laquelle je me suis intéressé. Elle consiste à développer un système capable en
fonction de la dynamique du véhicule et de la disponibilité de quelques mesures
capteurs, et en se basant sur des estimateurs, tels que les observateurs à
modes glissants ou le filtre de kalman étendu, de
reconstruire en temps réel quelques paramètres de l'infrastructure, tel que
l'uni de la chaussée ou l'adhérence, et ceci sur tout le trajet que fait le
poids lourd. C'est une recherche qui fait suite à mes travaux de thèse sur
l'estimation on-line du profil de route.
D'autre part, les
études citées précédemment, considèrent que les paramètres dynamiques du poids
lourds et les caractéristiques de l'infrastructure sont bien connus et
invariables dans le temps. C'est pourquoi nous nous sommes intéressés à une
problématique aussi importante, qui est celle de l'approche fiabiliste et
mécanique du comportement des poids lourds et de leur sécurité. Cette recherche
consiste à détecter les risques et les modes de défaillance du poids lourd et
de générer une alerte au chauffeur. En se basant sur une modélisation
probabiliste des caractéristiques du poids lourd, de l'infrastructure et de
l'environnement, celle-ci permet de prendre en compte les aléas de chacune de
ces entités. Dans un premier temps une modélisation par variables aléatoires
est réalisée, et les lois des variables de base du modèle sont estimées. Les
techniques de la théorie de la fiabilité des structures sont mises en œuvre
pour estimer les probabilités de défaillance (perte de contrôle), vis à vis des
divers états limites. Ensuite, la théorie des processus stochastiques a été
utilisée pour une approche par la dynamique aléatoire du problème. Parmi les
aléas qui sont considérés pour le véhicule, Nous citons ses caractéristiques
mécaniques, sa charge, la hauteur du centre de gravité ainsi que les
caractéristiques du pneumatique ; et pour l'infrastructure et son
environnement, on a considéré l'adhérence, le dévers et le profil en long de la
chaussée. Les risques d'accident et la pertinence des alertes sont étudiés en
utilisant les outils de la théorie de la fiabilité des systèmes. Nous avons mis
en œuvre des outils de la fiabilité afin de réaliser la modélisation de poids
lourds par approche probabiliste et la génération d'alerte en cas de risque de renversement.
Par ailleurs, les modèles de poids lourds développés, sont associés à un module de contrôle commande afin de corriger les situations accidentogènes telles que la sortie de voie, ou le renversement, une fois que celles-ci sont prédites par les systèmes d'alerte déjà développés ou en cours de réalisation. Cette thématique de recherche présente des résultats satisfaisants que nous présentons dans ce mémoire.
Pesage
dynamique et embarqué des PL
Cette thématique consiste à développer un système
de pesage embarqué de poids lourd, par l'estimation des forces d'impact
dynamiques. Le choix d'un modèle approprié de poids lourds tenant compte des
caractéristiques de l'infrastructure est étudié et les paramètres du modèle
tels que les coefficients de raideur ou d'amortissement sont identifiés pour
augmenter la fiabilité de l'estimation.
Afin de valider les algorithmes
d'estimation, différentes expérimentations ont été réalisées. On pourra citer celles
effectuées sur un manège de fatigue sont effectuées en mars 2010 en
collaboration avec ARRB (Australian Road Research Board), un laboratoire
de recherche australien.
Le pesage en marche des PL constitue une
thématique majeure à laquelle le ministère s'intéresse depuis plusieurs années.
Ces derniers temps, plusieurs chercheurs et industriels se sont intéressés à
cette problématique, notamment le pesage en marche embarqué.
Les poids lourds sont soumis à différentes
règles concernant la qualification des chauffeurs, la vitesse mais aussi le
poids du chargement. Chaque poids lourd possède un poids maximal en charge à ne
pas dépasser sous peine d'être en surcharge. Les poids lourds en surcharge
deviennent instables et par conséquent peuvent provoquer des accidents puisque
les distances de freinage augmentent et les risques de renversement deviennent
élevés notamment en présence de forts vents en virage. Un véhicule en surcharge
provoque également des dégradations sur l'infrastructure et sur les ponts. De
même, les sociétés de transport ayant des camions en surcharges, bénéficient
d'un avantage compétitif par rapport à celles qui respectent la législation
mais également aux autres modes de transport (ferroviaire et maritime) ce qui
engendre de la concurrence déloyale. Le pesage des poids lourds présente donc
une utilité commerciale, économique et sociale.
A l'aide d'un système de pesage, les
transporteurs chargent correctement leurs véhicules en évitant des surcharges
ou des sous-charges. Ils atteignent ainsi un chargement optimal ce qui leur
permet d'utiliser leurs véhicules au maximum de leur capacité. Les
gestionnaires des routes et des infrastructures ont recours au pesage pour
verbaliser les contrevenants en surcharge sources de danger sur la route.
La connaissance du poids en temps réel du
véhicule peut être appliquée :
- dans les systèmes d'aide à la conduite:
en effet la connaissance en temps réel de la force d'impact dynamique est très
importante pour par exemple, calculer le transfert de charge et de ce fait,
prévenir le risque de renversement des PL.
- pour le contrôle des surcharges: la
charge dynamique peut dans certains cas, présenter un risque d'endommagement de
la chaussée. Sa connaissance permet d'éviter ce risque en retardant ou en
interdisant l'accès du PL surchargé à l'infrastructure.
- pour calibrer les stations de pesage en
marche déjà présentes dans quelques sites.
Nous nous sommes donc intéressés à cette
thématique et nous avons proposé des solutions afin de développer un système
économique et fiable de pesage embarqué dans les poids lourds basé sur
l'estimation des forces d'impact dynamiques.
Etude du comportement des deux roues motorisés
La nouvelle unité mixte de recherche LEPSIS
est le résultat de la fusion de l'unité de recherche MSIS de l'ex l'INRETS et
de la division ESE de l'ex LCPC. Le LEPSIS est composé d'une cinquantaine
d'agents dont 20 chercheurs, travaillant dans le domaine des infrastructures
routières et de leurs équipements pour en connaître et en améliorer les
conditions d'exploitation tout en améliorant la sécurité des usagers et en
prenant en compte les contraintes du développement durable. Elle conduit des
recherches, définit des concepts, développe des outils et des méthodes qualifiées
pour répondre aux besoins des décideurs, des gestionnaires et des usagers du
système de trafic routier.
La simulation de conduite est un outil
privilégié pour conduire des recherches prenant en compte les facteurs humains.
Cet outil, dont l'usage est de plus en plus répandu est toutefois toujours
objet de recherche. La question de la transférabilité
des résultats obtenus en situations virtuelles vers les situations réelles pose
celle de la validité de l'outil et de sa capacité à permettre l'étude des comportements
humains sans biaiser ces derniers. Cette question cruciale, en particulier dès
qu'il s'agit de traiter de problèmes liés à la sécurité routière, est difficile
et peu abordée dans la littérature scientifique.
L'unité mixte de recherche développe en
partenariat avec l'UPSud-IEF et l'UEVE-IBISC des
motos instrumentées et un simulateur de conduite moto, notamment dans le cadre
de projets ANR/PREDIT (SUMOTORI, puis SIMACOM et DAMOTO).
En interne, et afin d'approfondir la
connaissance sur le comportement dynamique des motos, l'unité travaille à la
mise au point d'une moto (Aprilia Mana 850) à
pilotage automatisée (projet ROBOMOTO). A cet effet, j'ai proposé une méthode
basée sur les approches que j'ai déjà appliquées aux VL et aux PL et qui sont
déjà citées précédemment.
Les travaux de recherche conduits portent
sur :
- une analyse bibliographique sur les
modèles de dynamique moto et sur les méthodes de contrôle/commande
- le développement de modèles dynamique de
motos
- le développement d'outils de commande
afin de contrôler la trajectoire de la moto
- Instrumentation de la moto robotisée et
intégration du système de contrôle/commande
- la réalisation de tests de validation sur
piste.
Projets et Opérations de
Recherche
·
Opération
PLINFRA : Je suis responsable
de cette nouvelle opération de recherche qui commence en 2008.
L'opération
PLINFRA a pour objectif d'étudier comment améliorer la sécurité du trafic et
des infrastructures vis à vis des risques liés aux poids lourds, et limiter les
impacts du transport routier de marchandises sur les infrastructures et
l'environnement.
·
Opération
TRUCKS : J’interviens
dans le sujet 1 intitulé : Détection des défaillances et prévention des
accidents.
Il
s'agit de trouver des méthodes et dispositifs efficaces pour la détection
précoce de certaines situations accidentogènes et de
générer des alertes informatives à destination du chauffeur, des véhicules
suiveurs, ou des gestionnaires de flotte ou de l’infrastructure (projet
ARCOS2004, thème 11). La prévention des accidents passe aussi par la définition
de cahiers des charges pour des infrastructures et des poids lourds et
pneumatiques plus sûrs (projet VERTEC).
·
Projet VIF : Je suis le responsable coté LCPC de ce projet national.
Le
projet VIF (Véhicule Interactif du Futur) financé par
Le
projet est divisé en 2 phases : la première phase (année 2005) est
destinée à réaliser la définition fonctionnelle et la validation du projet.
La
seconde partie du projet (2006-2007) sera consacrée à l’intégration,
l’expérimentation et l’évaluation du projet.
Le
projet est coordonné par Renault Trucks (aspects véhicule). Les autres
partenaires sont le LCPC (aspects infrastructure), associé au CETE de Lyon et
au CETE de l’Est, Michelin (aspects pneumatique), et SODIT (aspects
télécommunication).
Dans
le cadre de ce projet, un système de prédiction de renversement a été développé
par le LCPC et a été testé sur site en temps réel.
·
Projet ARCOS: Pour obtenir une bonne évaluation des forces de
frottement et des couples agissant sur le contact pneu/chaussée, il est
nécessaire d'avoir une bonne évaluation des charges des roues. Cela peut être
obtenu seulement si les profils de route, entrées du modèle dynamique sont
corrects. Ma contribution et participation à ce projet ARCOS, consiste alors à
intégration l'algorithme de reconstruction de profile de route estimé par
observateurs à modes glissants dans l'application "ARCOS
Adhérence". L’autre aspect de mon
implication dans ce projet AROCS, est la modélisation d’un poids lourd et
estimation de sa dynamique. C’est un travail qui rentre dans le cadre d’une
thèse de doctorat en collaboration avec le Laboratoire Central des Ponts et
Chaussées de Paris.
·
Projet
HEAVYROUTE : C’est un projet européen du 6éme PCRD (2006-2009). C’est
un projet qui portait sur la gestion du trafic et les aides à a conduite des
poids lourds vis à vis de la sécurité routière, de l’économie des transports et
de la préservation des infrastructures routières. Globalement il s’agit, à
partir de données statiques issues de bases de données d’infrastructures
(profils et caractéristiques routiers, données sur les ponts et les tunnels),
et de données « dynamiques » sur les poids lourds (poids et
dimensions, caractéristiques dynamiques et de suspension, etc.), de prévoir et
estimer les interactions et impacts de poids lourds ou séquences de poids
lourds sur les infrastructures, et d’agir, à l’aide d’outils de localisation et
de communication embarqués et de signalisation variable, sur la conduite ou la
« guidance » de ces poids lourds pour réduire les impacts négatifs
sur la sécurité, les infrastructures et l’environnement.
Publications
CV détaillé