Sujet de thèse

« automatisation du pilotage d'un deux-roues motorisé :

modélisation dynamique et contrôle»

Établissement : Laboratoire central des ponts et chaussées (LCPC) / Institut national de Recherche sur les transports et leur sécurité (INRETS)

Unité : Unité mixte INRETS/LCPC MSIS/ESE

Implantation : LCPC, 58 boulevard Lefebvre, 75732 Paris Cedex 15

École doctorale : STITS (Sciences et Technologies de l'Information des Télécommunications et des Systèmes), Numéro 422.

Conseiller d’étude : H. Imine (Chercheur)

Directeur de thèse : S. Bouaziz (UPSud Orsay, HdR),

Co-encadrement : S. Espié (INRETS, HdR), H. Arioui (UEVE, MdC)

Contacts :

Hocine IMINE, 01 40 43 53 56, hocine.imine@lcpc.fr

Stéphane ESPIÉ : 01 40 43 65 54, espie@inrets.fr

Motivation et contexte

La nouvelle unité mixte de recherche INRETS/LCPC LEPSIS est le résultat de la fusion de l’unité de recherche MSIS de l’INRETS et de la division ESE du LCPC. Le LEPSIS est composée 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).

L'équipement en actionneurs est d'ores et déjà financé par l'INRETS (Action Spécifique 2008 de la Direction Scientifique) et la sous-traitance est en cours. L'instrumentation reprendra les solutions développées sur les motos déjà instrumentées, la pose des capteurs sera réalisée par le LCPC-ESAR en collaboration avec le LEPSIS. Les essais seront conduits sur la piste de Nantes.

Travaux de recherche

Les travaux proposés dans le cadre de cette thèse sont relatifs à la mise au point d'un modèle de dynamique moto et d’un algorithme de contrôle de la trajectoire d’une moto et à leur validation par le biais d'une confrontation entre les résultats simulés et les résultats issus des expérimentations réalisées sur piste avec la moto automatisée. On s'appuiera sur le prototype de moto « automatisée » et sur les dispositifs de mesure et d'enregistrement de la dynamique moto disponibles dans l'unité de recherche pour mener les expérimentations sur piste (cf ci-dessus projet ROBOMOTO).

Les travaux de recherche conduits dans le cadre de cette thèse porteront sur :

• une analyse bibliographique sur les modèles de dynamique moto et sur les méthodes de contrôle/commande
• le développement d'un modèle de dynamique moto (on s'appuiera sur les travaux existants qu'il s'agira de raffiner et notamment ceux réalisés dans le projet SIMACOM)
• le développement d'un algorithme de contrôle/commande (on adaptera à la moto des résultats acquis pour d'autres modèles de véhicules)
• l'intégration du système de contrôle/commande dans l'architecture embarquée existante (on s'appuiera sur les travaux d'UPsud IEF)
• la réalisation de tests de validation sur piste (collaboration LCPC-ESAR)
• la valorisation des résultats obtenus (publications) et la production du mémoire de thèse

A terme, les travaux menés dans cette thèse permettront de tester les systèmes de sécurité actifs en autorisant des séquences reproductibles sur piste ou sur simulateur.

Connaissances et qualités requises

Connaissances souhaitables en

- Mécanique et modélisation

- Automatique : Estimation, identification, commande non linéaire

- Électronique embarquée et informatique industrielle