Le présent mémoire a pour objet de présenter ma candidature à l’habilitation à diriger des recherches auprès de l’Université de Paris Est. Il s’inscrit dans l’école doctorale 'Ville, Transports et Territoires', dans la spécialité transport. À l’intérieur du domaine des transports, mes recherches ont concerné essentiellement la mobilité des personnes, et en général la mobilité quotidienne et locale. Le vélo est en effet à mon avis une partie importante de la réponse aux grands enjeux de société que posent les transports aujourd’hui.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (Ph.D) -- Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 24 mars 2004). Bibliogr.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1998. / Titre de l'écran-titre (visionné le 13 juillet 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Les patrouilleurs à vélo se doivent d'avoir une bonne condition physique pour effectuer leur travail adéquatement et efficacement à vélo. Cependant, il existe peu d'informations sur la charge de travail réelle associée à cette patrouille et son impact sur la santé. Le but de ce projet de recherche était de quantifier les effets de la patrouille à vélo non seulement sur la condition physique générale des policiers, mais également sur les habitudes de vie des patrouilleurs. Nous avons effectué deux évaluations de la condition physique – avant et après la saison de patrouille - comprenant la prise de mesures anthropométriques, cinq tests musculaires et un test de capacité aérobie sur vélo. De plus, les policiers ont répondu à une série de questionnaires sur la santé musculosquelettique, le sommeil, le stress et la pratique d'activité physique. Les résultats montrent que la charge de travail associée à une saison de patrouille à vélo contribue à améliorer plusieurs composantes de la condition physique incluant la capacité cardiovasculaire et la puissance développée sur vélo. Une amélioration du sommeil, une diminution du stress ressenti et une augmentation du niveau d'activité de loisir ont été observées. L'ensemble des résultats obtenus permet de considérer que la patrouille à vélo pourrait être bénéfique pour la santé globale des policiers patrouilleurs. Toutefois, de futures recherches sont nécessaires pour pouvoir déterminer davantage l'impact de ce type de patrouille sur la santé des policiers-patrouilleurs / Police bike patrollers must be in good physical condition to do their job properly and efficiently on a bike. However, there is little information on the actual workload associated with this patrol and its impact on the police officer's health. This research project aimed to quantify the effects of bicycle patrol not only on the general physical condition of police officers but also on the lifestyle habits of patrollers. We conducted two physical fitness assessments - before and after the patrol season - including taking anthropometric measurements, five muscular tests, and a test of aerobic capacity on a bicycle. In addition, the patrollers answered a series of questionnaires on musculoskeletal health, sleep, stress, and the practice of physical activity. The results show that the workload associated with a bicycle patrol season contributes to improving several components of physical fitness, including cardiovascular capacity and power development on the bicycle. An improvement in sleep, a decrease in perceived stress, and an increase in the level of leisure activity have been observed. All the results obtained allow us to consider that the bicycle patrol could benefit the patrollers' overall health. However, future research is needed to determine further the impact of this type of patrol on the health of patrol officers.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / L'adoption d'un mode de vie physiquement actif permet de contrer les effets associés à la sédentarité. Un moyen simple d'y parvenir est de promouvoir l'activité physique de transport. Cette étude vise donc à déterminer le rôle des cognitions et de l'environnement perçu dans la prédiction de l'activité physique de transport pour se rendre au travail ou à l'école. Au début de l'étude, une mesure des variables environnementales, cognitives et sociodémographiques a été prise par questionnaire. Deux semaines plus tard, l'activité physique de transport (marche/bicyclette) a été rapportée par questionnaire. L'analyse de la régression multiple montre que 41,1 % (p<.OOOl) de la variance comportementale est expliquée par l'intention, l'habitude et l'âge. Les résultats illustrent l'importance des cognitions dans la pratique d'activité physique de transport comparativement à celle de l'environnement perçu. Les cognitions liées à ce comportement doivent donc être un élément clef des programmes d'intervention.

L'utilisation du vélo à des fins utilitaires est en croissance dans les villes nord-américaines depuis plusieurs années. Les avantages à faire du vélo sont nombreux pour la santé physique, mentale et pour l'environnement. Plusieurs types d'aménagements peuvent être privilégiés pour étendre le réseau cyclable, mais les types d'aménagements ne sont pas tous égaux pour ce qui est de la sécurité. Afin de mieux comprendre ce phénomène et d'identifier quels aménagements cyclables sont plus sécuritaires, nous nous penchons sur les conflits entre cyclistes et autres usager·ère·s de la route dans la Ville de Québec. L'objectif de la recherche vise à évaluer l'influence de l'aménagement urbain sur l'occurrence de conflits entre les cyclistes et les autres usager·ère·s de la route. Pour ce faire, nous proposons deux objectifs spécifiques, soit de comparer l'occurrence de l'ensemble des conflits selon leur type dans la Ville de Québec et de vérifier si l'occurrence ainsi que le type de conflit varient selon les types de rues et d'aménagements cyclables, et autres caractéristiques de l'aménagement urbain. La collecte de données a été réalisée principalement dans la Ville de Québec et Lévis, sur 1741 km parcourus à l'aide de vélos équipés d'appareils. Dix types de conflits ont été analysés, sur différents axes et types d'aménagements, afin de pouvoir donner des recommandations quant aux installations à privilégier. Le comptage des conflits a été effectué à l'aide du logiciel Vifeco, par trois experts. Les données ont ensuite été analysées avec des tests du khi-deux et un modèle généralisé additif de type logistique multinomial. Nous verrons que les aménagements cyclables ainsi que le type d'axe ont effectivement un effet sur les conflits. Les bandes cyclables ne sont pas à privilégier et il est préférable d'avoir des aménagements protégés des véhicules dans les zones plus problématiques, en plus de prévoir des trottoirs pour éviter les nombreux conflits avec les piéton·ne·s. / In recent years, there has been an increase in utilitarian cycling in North American cities. Cycling offers a lot of advantages for physical health, mental health, and the environment. Several types of infrastructure can be used to expand cycling networks, but not all types are equally secure for cyclists. For a better understanding of this phenomenon and to identify which infrastructure is safer, we will study the conflicts between cyclists and other road users in Quebec City and Levis. The overall objective of this research is to evaluate the influence of urban planning on the occurrence of such conflicts. To do so, we suggest two specific objectives: First, to compare the occurrence of all cyclists-centered conflicts in Quebec City and Levis depending on their type. Second, we propose to investigate whether the occurrence and type of conflicts vary depending on the type of road, cycling infrastructure, and other urban planning decisions. We collected data by riding 1,741 km on specially equipped bikes in Quebec City and Levis. We analyzed ten different types of conflict in order to make recommendations regarding the best cycling-specific infrastructure to put in place. Three experts tallied the conflicts using Vifeco, an open-source software. Chi-square tests and logistic regression generalized additive models (GAM) were built to predict the likelihood of traffic-related incidents. Results show that cycling infrastructure and urban planning do have an impact on conflicts. Standard bike lanes are not the safest solution and should be replaced by buffered bike lanes, especially in congested areas. Sidewalks are also essential in preventing incidents with pedestrians.

Cette thèse traite de la modélisation dynamique des systèmes non-holonomes intermittents et de son application à la bicyclette 3D de Whipple. Pour cela, nous nous sommes appuyés sur un ensemble d'outils en mécanique géométrique (réduction Lagrangienne et projection dans le noyau des contraintes cinématiques essentiellement). Dans un premier temps, nous avons traité le cas de la bicyclette persistante. En définissant l'espace des configurations du vélo comme un fibré principal de groupe structural SE(3), nous avons obtenu un modèle des points de contact et des contraintes exempt de toute non-linéarité associée à un paramétrage de type coordonnées généralisées. Cette formulation nous a permis d'obtenir le noyau des contraintes sous une forme symbolique sans singularité. Nous avons alors produit un modèle symbolique de la dynamique de la bicyclette persistante en utilisant la méthode de réduction par projection de sa dynamique libre dans le sous espace de ses vitesses admissibles. Cette approche étend le cadre général mis au point ces dernières années pour la locomotion bio-inspirée. Profitant de la structure de SE(3), un modèle de la bicyclette intermittente a été proposé dans le cadre d'une approche événementielle. L'adoption du modèle physique de l'impact plastique, nous a permis d'étendre la méthode de réduction par projection au cas intermittent. Nous avons alors comparé notre approche "réduite" à l'approche classiquement utilisée et avons montré qu'elles partageaient une interprétation géométrique commune. Ces outils ont finalement été appliqués à la simulation de la bicyclette intermittente afin d'illustrer la richesse de sa dynamique. / This thesis deals with the dynamic modelling of intermittent non-holonomic systems andits application to the Whipple 3D bicycle. To that end, we relied on a set of tools in geometric mechanics (mainly Lagrangian reduction and the projection in the kernel of the kinematic constraints). In the first instance, we have addressed the case of the bicycle subjected to persistent contacts. By defining the space of the bicycle configurations as a principal fibre bundle with SE(3) as structural group, we obtained a model of the contact points and of the constraints free of any non-linearities associated with a generalized coordinate type configuration. This formulation allowed us to obtain the kernel of the constraints in a symbolic form without singularity. We then produced a symbolic model of the dynamics ofthe bicycle subjected to persistent contacts using the projection reduction method of its free dynamics in the subspace of its permissible speeds. This approach extends the general framework developed in recent years for bio-inspired locomotion. Taking advantage of the structure of SE(3), a model of the intermittent bicycle was proposed as part of an event-driven approach. Moreover, the adoption ofthe physical model of plastic impact has allowed us to extend the projection reduction method to the intermittent case. We then compared our "reduced" approach to the conventional approach and showed that they shared a common geometric interpretation. These tools were finally applied to the simulation of the intermittent bicycle to illustrate its rich dynamics.

En industrie automobile la créativité et l'innovation technologique sont les principaux atouts de développement et croissance économique. Le potentiel des constructeurs à innover et à rester compétitive font que la concurrence soit intense et durable. Ces évolutions technologiques des moyens de conception ont permit l'émergence de solutions orientées vers un perfectionnement continu du confort et de la sécurité active. Concevoir de tels systèmes requière une bonne connaissance du comportement du véhicule. Ceci peut être fait par une modélisation rigoureuse des différents organes afin de constituer un modèle dont la représentativité soit la plus proche possible du véhicule réel. A ce jour, il existe une multitude de modèles analytiques généralement issus d'une linéarisation individuelle du comportement de chaque composante du véhicule (surtout au niveau le comportement du pneumatique) autour d'une gamme d'excitation définie, comme le modèle bicyclette linéaire ou le modèle linéaire 4 roues. La maniabilité et la simplicité des méthodes d'analyses linéaires font que ces modèles soient largement utilisés dans l'industrie automobile pour l'analyse des réponses du véhicule. Cependant, ces modèles linéarisés sont très limités en termes de domaine de validité. En effet, pour les grandes sollicitations, le véhicule est généralement soumis à de fortes accélérations latérales (supérieurs à ) qui provoquent un fonctionnement non linéaire saturé des pneumatiques. Dans ce cas les modèles non linéaires deviennent obsolètes et ne permettent pas de prédire correctement les réponses d'un véhicule. Afin d'obtenir des modèles représentative dans le domaine non linéaire, l'approche principale est de considérer la totalité du modèle de pneumatique dans le modèle du véhicule à savoir la formule de Pacejka. De cette procédure résulte un modèle non linéaire complexe dont la résolution analytique pour extraire les caractéristiques des réponses est quasi-impossible. Dans ce cas la résolution numérique reste préférable. Afin d'éviter l'utilisation de la formule de Pacejka nous proposons d'utiliser un modèle bicyclette non linéaire basé sur une approximation polynomiale. L'idée principale est l'utilisation de méthodes non linéaires avancées dans le but d'obtenir les caractéristiques statiques et dynamiques des réponses du véhicule. Notre travail est orienté principalement dans l'analyse des non linéarités causées par de forts glissements latéraux des pneumatiques. Trois méthodes ont été retenues : La première est la méthode des séries des séries de Volterra et qui permet d'étudier l'impact des non linéarités sur les réponses d'un système dans le domaine temporel et fréquentiel. La deuxième méthode est l'équilibrage harmonique qui permet de déterminer analytiquement les fonctions réponses fréquentielles et des paramètres modaux non linéaires et leurs dépendances à l'amplitude d'excitation. La dernière technique est la méthode de Krylov-Bogoliubov qui permet l'analyse des réponses transitoire harmonique du véhicule pour excitations sinusoïdales. A l'issu de notre travail de recherche, nous avons réussi à répondre aux besoins de la problématique et nous avons abouti à des résultats innovants et très concluants concernant la dynamique non linéaire du véhicule. Ces résultats n'ont jamais été obtenus auparavant et ont donné lieu à deux publications internationales. Une première publication dans le journal de la dynamique de véhicule et une deuxième publication au congrès international de la dynamique de véhicule de la SIA (Société des Ingénieurs de l'Automobiles) à Lyon.

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