Optimisation de la gestion des réseaux routiers sur les trois critères pondérés de consommations des véhicules, de sécurité, et d’efficience en mobilité

1/ Description du travail de thèse

Cette thèse vise à développer des modèles numériques de l’exploitation des routes. Par exploitation on entend le choix des vitesses autorisées le long d’un itinéraire, l’implantation de ralentisseurs, de rond-points, de feux tricolores, de sens uniques, de déviations, etc.

Les différents choix d’exploitation impactent la sécurité routière, mais aussi l’efficience de mobilité (temps de parcours, « bouchons »), et les consommations des véhicules.

En France, depuis 2002 la sécurité routière a été particulièrement mise en avant, comme étant l’un des chantiers prioritaires du président Jacques Chirac. Cela a été efficace, avec une réduction de la mortalité routière annuelle baissant de 8000 morts en 2000 à 3400 en 2023.

Néanmoins, le tout sécuritaire a parfois conduit à des solutions d’exploitation contre productives, avec par exemple récemment avec 14 panneaux « stop » sur une section de 500 mètres à La Rochelle… Ou à de multiples zones 30 se succédant dans des villages, ce qui peut conduire à en diminuer le respect, ou à reporter des excès de vitesse de rattrapage en dehors de ces zones.

On le pressent, donc, que la gestion des vitesses et des priorités sur un réseau routier est un problème à au moins trois critères principaux : modération énergétique, sécurité et mobilité.

La thèse vise à proposer des modèles de ces critères, sur les échelles d’un itinéraire ou d’un réseau local, sans néanmoins fixer les pondérations de ces critères.

En entrée de la thèse, une précédente thèse encadrée par le référent principal a mis en évidence le fait que plusieurs paramètres clés peuvent conduire à des réductions d’énergie des véhicules en un point routier (Deljanin, 2019). Il s’agit en particulier de veuillez à l’adéquation entre le changement de vitesse limite imposée en un point, la pente en ce lieu, la visibilité sur ce point, les diverses stratégies de conduite des usagers et les diverses caractéristiques des véhicules.

En seconde entrée, sur la sécurité routière, une autre thèse encadrée par le référent principal a permis de développer des modèles de contrôlabilité et de sécurité routière (Orfila, 2009).

Enfin, sur l’aspect efficience de mobilité, le doctorant pourra s’emparer de modèles numériques à l’échelle microscopique, tels que Sumo, ou à l’échelle mésoscopique (collaboration interne et suivi de thèse).

Chacun des trois aspects pourrait justifier la conduite d’une ou plusieurs thèses, mais l’enjeu ici est essentiellement de travailler sur les interactions entre des modèles simplifiés sur ces trois grands enjeux, d’éviter les effets négatifs d’une optimisation trop poussée sur l’un seul des critères.

2/ Produits et perspectives
La thèse se déroulera sur le campus de Nantes de l’université. En plus des modèles numériques le doctorant pourra réaliser des expérimentations sur véhicule instrumenté, sur les pistes d’essai du laboratoire et sur route ouverte. Ce volet expérimental profitera de l’expérience de l’encadrant (plusieurs thèses encadrées à Nantes avec des expérimentations sur véhicules).

En produit elle pourra déboucher sur des moyens d’analyse d’un réseau local, par l’établissement de modèles, de formules, de guides techniques.

3/ Profil de candidat

Le candidat devra avoir des connaissances en dynamique du solide, en bases de données, en calcul numérique.

Cette thèse est à l’intersection de compétences en mécanique des solides, systèmes d’information géographiques, réseaux, optimisation numérique et traitement de données.
Le candidat devra pouvoir rédiger son mémoire de thèse en français, utiliser des logiciels de calcul tels que scilab, et des logiciels existants tels que Sumo. La thèse se déroulera sur le campus de Nantes de l’Université Gustave Eiffel.

Références :

Coiret, A., Deljanin, E. & Vandanjon, PO. Vehicle energy savings by optimizing road speed-sectioning. Eur. Transp. Res. Rev. 12, 41 (2020). https://doi.org/10.1186/s12544-020-00432-8

Qi Cheng, Lydie Nouveliere, Olivier Orfila, A new eco-driving assistance system for a light vehicle: Energy management and speed optimization, 2013 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV).


Emir Deljanin, Ecodriving potentiality of road infrastructures according to the adequacy between infrastructure geometrical characteristics and vehicles speeds, Thesis, Université de Nantes, Univerzitet u Sarajevu, 2019, http://www.theses.fr/2019NANT4043/document

Olivier Orfila, Influence de l'infrastructure routière sur l'occurrence des pertes de contrôle des véhicules légers en virage : modélisation et validation sur site expérimental, Thèse, Université d’Evry, 2009, https://theses.fr/2009EVRY0014

laboratoire Cosys / SII

situation à Bouguenais 44340  (proximité de Nantes)

Le candidat devra avoir des connaissances en dynamique du solide, en bases de données, en calcul numérique.

Cette thèse est à l’intersection de compétences en mécanique des solides, systèmes d’information géographiques, réseaux, optimisation numérique et traitement de données.
Le candidat devra pouvoir rédiger son mémoire de thèse en français, utiliser des logiciels de calcul tels que scilab, et des logiciels existants tels que Sumo. La thèse se déroulera sur le campus de Nantes de l’Université Gustave Eiffel.