Résumé : Au Québec, les limites de vitesse sont déterminées de façon à maintenir un équilibre entre la mobilité et la sécurité. Il existe d'ailleurs une procédure destinée à l'établissement des limites de vitesse en fonction des caractéristiques de la route et ses abords. Toutefois, certaines municipalités aux prises avec des plaintes venant de leurs citoyens ont décidé, depuis quelques années, de modifier la vitesse affichée sur leur réseau mais sans faire de réaménagement de la route. Comme aucune étude de suivi n'a été réalisée à la suite de ces changements d'affichage, il est opportun de se demander si une telle baisse entraîne véritablement un changement dans le comportement de conduite et la sécurité. La recherche propose d'effectuer une comparaison de la situation avant et à la suite de l'abaissement de la limite de vitesse en ce qui a trait au comportement des conducteurs et à la sécurité routière. La collecte de données comprend une évaluation quantitative qui repose sur des mesures et observations directes ainsi qu'une évaluation qualitative qui consiste à recueillir la perception des citoyens à l'égard des vitesses pratiquées, des comportements de conduite et de la sécurité des lieux. Les informations ont été recueillies grâce à une campagne de terrain réalisée dans 20 sites d'étude répartis dans le sud-est du Québec. Les résultats révèlent que la vitesse moyenne, le 85e centile et l'écart-type des vitesses pratiquées n'ont pas changé de façon significative à la suite de l'abaissement de la limite de vitesse. Malgré cela, un resserrement de la distribution des écarts de vitesse autour de leur moyenne générale a été constaté. L'analyse des données d'accidents a révélé une légère baisse significative du nombre moyen annuel d'accidents. Par contre, la réduction des accidents remarquée sur nos sites d'étude a également été observée sur 188 sites de comparaison n'ayant subi aucun changement d'affichage. La baisse significative des accidents correspond donc à un phénomène généralisé et ne peut être attribuée à l'abaissement de la limite de vitesse. La perception des citoyens résidant aux abords des zones étudiées est d'ailleurs venue corroborer ces résultats dans la mesure où ils affirment que la situation n'a pas changé à la suite du changement de signalisation. En conclusion, la baisse de la limite de vitesse n'a pas eu les effets escomptés sur les vitesses pratiquées par les conducteurs et la sécurité des lieux. Seule la distribution des écarts-types s'est resserrée. Par ailleurs, les riverains semblent conscients de l'inefficacité de cette mesure sur les vitesses et les accidents mais désirent quand même la maintenir.||Abstract : In Quebec, there is a procedure intended for the establishment of the speed limits according to the characteristics of the road and its accesses. However, certain municipalities immersed with complaints coming from their citizens have decided to modify the posted speed limits on their roadways without changing their properties. Since no follow-up study were conducted following these changes of posting, it is convenient to wonder whether lowering the speed limits involves truly a change on driver behavior and reported accidents. The experiment was conducted as a before-and-after study. The data acquisition includes a quantitative evaluation which rests of direct observations and measures as well as a qualitative evaluation that consists in collecting the perception of the citizens regarding practiced speeds, driver behaviors and road safety. Information was collected through field measurements carried out in 20 study sites distributed in the south-east of Quebec. All sites were non-limited access two-lane secondary roads. The volume, speed, headway data and road characteristics were collected at the same point as the before period to permit comparisons and eliminate location differences"--Résumé abrégé par UMI

In Quebec, the way speed limits are managed is mainly not quite adapted to the urban environment. As a rule, to be effective, speed limits should instinctively be respected by most drivers. Studies that have been led to discover how exactly to achieve this goal have showed that drivers are more influenced by their environment than by the speed limit sign itself. The main objective of this study is to determine exactly what roadsides aspects of urban areas will influence the driver's chosen speed. This objective will be achieved by the following methodological steps: identification of roadside variables, development of a observations sheet, choice of the criteria for selecting study sites, collection of field data, description of studied sites, data analysis and linking of speed practiced with roadside variables. The study is conducted in urban sites located in cities of the province of Quebec whose posted speed limit does not exceed 60 km / h. Results of the study will help us to learn more about the influence of different roadsides constituents on driver's speed and discern which ones are most influential. According to the regression analysis, peripheral vision, occupancy rate of on-street parking, presence of institutional buildings or accesses, distance from street poles and the density of cyclists all have an influence on changes in average speeds. The identification of these variables is an advantage in determining appropriate speed limits on roads in urban areas in Quebec.

Des études démontrent que les conducteurs n'ajustent pas leur vitesse en fonction de la limite affichée. Elles concluent que les vitesses pratiquées sont davantage affectées par l'environnement routier, dont sa géométrie. La littérature identifie quatre facteurs géométriques pour expliquer les vitesses pratiquées : le profil en travers, le tracé en plan, le profil en long et l'état de la chaussée. Bien que ces études nous donnent l'effet de la géométrie routière sur les vitesses pratiquées, elles ne permettent pas de déterminer le paramètre qui a le plus d'influence sur la vitesse. La recherche propose d'évaluer l'impact de la géométrie routière sur le comportement du conducteur en procédant à une analyse statistique entre la vitesse moyenne et les paramètres géométriques de la route (largeur de la chaussée, largeur de la plateforme, nombre de voies, largeur des accotements, rayon de courbure, pente et qualité de la chaussée). Pour ce faire, des données de vitesses et des mesures géométriques sont collectées sur 94 sites répartis dans les régions de Québec, Montréal, de la Montérégie et de l'Estrie. Des analyses de régression linéaire sur l'ensemble des variables échantillonnées ont permis d'identifier quatre variables ayant un impact significatif sur la vitesse moyenne. Il s'agit de la largeur de la plateforme, du type de milieu, de la longueur de la rue et du taux de stationnement occupé sur rue. Le poids respectif de ces variables est de 38 %, de 19 %, de 4 % et de 1 %. Les résultats montrent que la largeur de la plateforme et la longueur du site ont un effet positif sur les vitesses. Ainsi une plateforme large ou un long segment favorise des vitesses élevées. Le type de milieu fait référence à l'environnement de la zone, soit son niveau de développement (urbain, plutôt urbain, transition). Les analyses révèlent une diminution des vitesses avec l'augmentation du niveau de développement. Finalement, le taux de stationnement occupé sur rue affecte de deux façons les vitesses. Il a d'abord un effet géométrique puisque les voitures stationnées sur la rue empiètent dans l'espace disponible à la circulation, ce qui réduit la largeur de la chaussée et induit une baisse de vitesse. Également, il contribue à réduire les vitesses avec l'accroissement de l'achalandage. En effet, un plus haut taux d'occupation du stationnement sur rue implique plus de manoeuvres de stationnement et demande plus de vigilance de la part du conducteur. En conclusion, la recherche permet de mesurer l'impact de la géométrie et plus particulièrement des caractéristiques de la route sur le comportement du conducteur. Ces résultats permettent d'améliorer la gestion des limites de vitesse sur nos routes.

La conduite automobile est l'une des rares tâches nécessitant un apprentissage et le passage d'un examen initial, qui ne prévoit pas de mise en situation critique ni l'obligation de recyclages réguliers. En conséquence, les conducteurs ne connaissent pas les nouveaux systèmes d'aide et de sécurité proposés par les constructeurs automobiles et risquent de ne pas ou de mal s'en servir en conduite nominale. L'objectif de ce travail a été de vérifier, auprès de conducteurs novices et expérimentés, leur réelle capacité à utiliser les systèmes d'aide et de sécurité impliqués dans la régulation longitudinale du véhicule, en situation nominale et en situation d'urgence. Des essais ont été menés sur route, piste et simulateur de conduite. L'originalité de l'étude a porté sur la mesure du comportement du conducteur et de ses performances, pour approcher au mieux leur état fonctionnel (éveil physiologique, attention) induit par la charge mentale lorsqu'ils étaient confrontés à ces situations. On a privilégié l'utilisation de mesures physiologiques en continu et, en particulier, celles de l'activité électrodermale. Les résultats obtenus ont permis de conclure que les conducteurs -soumis à une situation critique, et en conséquence à une charge mentale élevée - utilisaient ces systèmes d'aide de manière inappropriée. Découlent de ces conclusions, deux offres de formations pour pallier la méconnaissance et la mauvaise utilisation des systèmes d'aide et de sécurité

La conduite automobile est l’une des rares tâches nécessitant un apprentissage et le passage d’un examen initial, qui ne prévoit pas de mise en situation critique ni l’obligation de recyclages réguliers. En conséquence, les conducteurs ne connaissent pas les nouveaux systèmes d’aide et de sécurité proposés par les constructeurs automobiles et risquent de ne pas ou de mal s’en servir en conduite nominale. L’objectif de ce travail a été de vérifier, auprès de conducteurs novices et expérimentés, leur réelle capacité à utiliser les systèmes d’aide et de sécurité impliqués dans la régulation longitudinale du véhicule, en situation nominale et en situation d’urgence. Des essais ont été menés sur route, piste et simulateur de conduite. L’originalité de l’étude a porté sur la mesure du comportement du conducteur et de ses performances, pour approcher au mieux leur état fonctionnel (éveil physiologique, attention) induit par la charge mentale lorsqu’ils étaient confrontés à ces situations. On a privilégié l’utilisation de mesures physiologiques en continu et, en particulier, celles de l’activité électrodermale. Les résultats obtenus ont permis de conclure que les conducteurs -soumis à une situation critique, et en conséquence à une charge mentale élevée - utilisaient ces systèmes d’aide de manière inappropriée. Découlent de ces conclusions, deux offres de formations pour pallier la méconnaissance et la mauvaise utilisation des systèmes d’aide et de sécurité / Driving is one of the few activities which require both training and initial examination, but for which there are neither critical situation testing nor regular refresher courses. This creates two key problems: Through a lack of knowledge of the driving aids and safety systems offered by car manufacturers, drivers may fail to use or may misuse them in normal driving situations; secondly, an emergency situation may become critical if the driver has not previously experienced it in controlled conditions. The aim of this study was to check novice and experienced drivers’ ability to use the driving aids and safety systems proposed for vehicle longitudinal control in both nominal and critical situations. Trials were carried out in the field, on tracks and on driving simulators. The uniqueness of the study comes from combining driver behaviour and performance measurements to best correspond to the attention and workload observed when drivers were subjected to these situations. We therefore favoured the use of continuous physiological measures, and in particular electrodermal activity. The results enabled us to conclude that the use of these systems in critical situations was often inappropriate and necessitated a high workload. These conclusions led to the development and deployment of two training programmes in order to compensate for the lack of knowledge and misuse of the driving aids and safety systems

L'objet de cette thèse est d'établir un cadre d'analyse des données recueillies sur les véhicules en vue de les mettre en correspondance avec des comportements. Pour cela, nous avons défini le modèle Semi-Markovien caché pondéré pour modéliser les signaux issus des capteurs et établi des résultats théoriques sur les modèles de régressions multi-phasiques dans le cas linéaire et nonlinéaire. Puis, nous avons établi une méthodologie d'analyse de l'activité basée sur un apprentissage semi-automatique, et structurée par les résultats des modèles cognitifs du conducteur. Pour valider cette méthodologie, nous avons effectué une expérimentation où furent enregistrées 1209 séquences de conduite. Ces données nous ont permis d'implémenter des modèles de Markov cachées décrivant l'évolution des capteurs associés à des situations de conduite caractérisées par l'objectif, l'infrastructure perçue par le conducteur et la vitesse initiale. Les modèles générés nous permettent dès lors de catégoriser, avec un taux satisfaisant, à quelle situation ou à quel groupe de situation appartient une séquence inconnue. Par ailleurs, nous illustrons l'utilité des modèles markoviens conjugués aux modèles multi-phasiques pour la recherche automatique de situation dans un ensemble de données. Mot clés libres: modèle Semi-Markovien cachés pondéré, modèles multi-phasiques, apprentissage semi-automatique, catégorisation du comportement du conducteur, analyse de l'activité de conduite analyse hiérarchique

Cette thèse présente une méthode de navigation autonome d’un véhicule routier robotisé dans un contexte de l’interaction conducteur - véhicule, dans lequel le conducteur humain et le système de navigation autonome coopèrent dans le but d’associer les avantages du contrôle manuel et automatique. La navigation du véhicule est réalisée en parallèle par le conducteur humain et le système de conduite automatique, basée sur la perception de l’environnement. La navigation coopérative est basée sur l’analyse et correction des gestes du conducteur humain par le système intelligent, dans le but d’exécuter une tâche de navigation locale qui concerne le suivie de voie avec évitement d’obstacles. L’algorithme d’interaction humain-véhicule est basé sur des composants de navigation référencée capteurs formés par des contrôleurs d’asservissement visuel (VS) et la méthode d’évitement d’obstacle « Dynamic Window Approach (DWA) » basée sur la grilles d’occupation. Ces méthodes prennent en entrée la perception de l’environnement fournie par des capteurs embarqués comprenant un système monovision et un LIDAR. Dû à des impossibilités techniques/légales, nous n’avons pas pu valider nos méthodes sur notre véhicule robotisé (une Renault Zoé robotisée), ainsi nous avons construit des structures « driver-in-theloop » dans des environnements de simulation Matlab et SCANeRTM Studio. En Matlab, le conducteur humain est modélisé par un algorithme appelé « Human Driver Behaviour controller (HDB) », lequel génère des gestes de conduite dangereux dans la partie manuelle de l’entrée de commande du système coopératif. En SCANeR Studio, la sortie de l’HDB est remplacée par des commandes manuelles générées directement par un conducteur humain dans l’interface utilisateur du simulateur. Des résultats de validation dans les deux environnements de simulation montrent la faisabilité et la performance du système de navigation coopérative par rapport aux tâches de suivie de voie, l’évitement d’obstacles et le maintien d’une distance de sécurité. / This thesis presents an approach of cooperative navigation control pattern for intelligent vehicles in the context of human-vehicle interaction, in which human driver and autonomous servoing system cooperate for the purpose of benefiting from mutual advantages of manual and auto control. The navigation of the vehicle is performed in parallel by the driver and the embedded intelligent system, based on the perception of the environment. The cooperative framework we specify concerns the analysis and correction of the human navigation gestures by the intelligent system for the purpose of performing local navigation tasks of road lane following with obstacle avoidance. The human-vehicle interaction algorithm is based on autonomous servoing components as Visual Servoing (VS) controllers and obstacle avoidance method Dynamic Window Approach (DWA) based on Occupancy Grid, which are supported by the environment perception performed carried out by on-boarded sensors including a monovision camera and a LIDAR sensor. Given the technical/legal impossibility of validating our interaction method on our robotic vehicle (a robotic Renault Zoé), the driver-in-the-loop structures of system are designed for simulative environment of both Matlab and SCANeRTM Studio. In Matlab environment human driver is modeled by a code-based Human Driver Behaviour (HDB) Controller, which generates potential dangerous behaviors on purpose as manual control of the cooperative system. In SCANeR Studio environment the HDB is replaced by real-time manual command (a real human driver) via driving interface of this simulator. Results of simulative validation show the feasibility and performance of the cooperative navigation system with respect to tasks of driving security including road lane following, obstacle avoidance and safe distance maintenance.