La régulation ferroviaire sur de vastes zones est un problème complexe. Elle intervient dans la phase opérationnelle de la production. Son rôle consiste à trouver de nouvelles solutions en termes de planification des mouvements de trains suite à l'apparition d'un incident empêchant la réalisation normale du plan de transport préétabli dans les phases amont de la production.La contribution de ce travail s'organise autour de trois axes.Le premier consiste à définir une formalisation exhaustive du système ferroviaire, associé à une représentation plus cohérente (modèle multiniveau).Le deuxième axe s'articule autour de l'étude des modèles mathématiques pour la régulation du trafic ferroviaire: évolutions d'un modèle en temps continu complet (espacements dynamiques), proposition d'un modèle innovant à temps discret et d'un modèle mixte (continu-discret) adossé au modèle multiniveau.Enfin, le dernier axe traite de la mise en oeuvre concrète au niveau industriel, en particulier des gains attendus du couplage avec un outil de simulation. / On-line re-scheduling of trains aims to find accurate solutions after an incident has occurred on the railway network. When we consider a large area, solutions consist in calculating new timetables, sequences and routes of trains. This problem asks for decision support tools based on operational research techniques.This thesis aims to develop solutions toward an operational tool, it articulates around three main parts. The first part defines an exhaustive model of the railway system operations and a multiscalable description of the infrastructure.The second part presents three mathematical models of the rescheduling problem associated with this description. We preset a exhaustive continuous time based model including headways that take into account speeds of trains, plus a discrete time based model and an hybrid model combining both formulations.The last part describes first implementations and the global framework we need to develop in order to solve the real world problem. It emphases on expected synergies, specilaly between simulation and optimization techniques.

Le présent travail étudie le comportement couplé hydromécanique de la couche intermédiaire des plates-formes ferroviaires anciennes. L'objectif principal est de vérifier le fonctionnement des plates-formes sans drainage et d'optimiser les travaux de modernisation de voies anciennes en déblai. Premièrement, les essais d'identification ont été réalisés sur les matériaux prélevés sur le site de Sénissiat. Les résultats ont montré que le sol de la couche intermédiaire de ce site présente une granulométrie bien étalée de 0 à 63 mm et une densité très élevée (d = 2,39 Mg/m3). Deuxièmement, une nouvelle colonne d'infiltration et un moule de compression de 300 mm de diamètre ont été développés permettant d'étudier le comportement hydraulique de la couche intermédiaire. Une faible perméabilité (ks  2,2.10-7 m/s) de cette couche a été estimée à partir des résultats expérimentaux. Troisièmement, une étude expérimentale sur le comportement mécanique de la couche intermédiaire a été réalisée. Cette étude a mis en évidence l'influence marquée de la teneur en eau sur le comportement mécanique de la couche intermédiaire. Un modèle de fatigue avec prise en compte de l'influence du nombre de cycles, du niveau de contrainte appliqué et de l'état hydrique a été élaboré en se basant sur les résultats expérimentaux. Finalement, les mesures de succion, de température et de paramètres météorologiques ont été réalisées sur les plates-formes en déblai sans drainage du site de Moulin Blanc pour compléter l'étude du comportement des plates-formes sans drainage. Une analyse globale des résultats obtenus au laboratoire avec les mesures in-situ a montré que la décision de ne pas mettre en place un dispositif de drainage devra être assortie de justificatifs permettant de s'assurer de la limitation de la teneur en eau de la couche intermédiaire, en se basant sur une étude approfondie sur le cycle d'eau pour chaque site concerné / The present work deals with the coupled hydro-mechanical behaviour of the blanket layer of the old railway trackbed. The main aim is to check the operation of the trackbed without drainage and to optimize the works of modernization of old railway in cutting. Firstly, identification tests were carried out on materials taken from the site of Sénissiat. The results showed that the blanket layer soil of this site is well graded from 0 to 63 mm and has a very high density (d = 2.39 Mg/m3). Secondly, an infiltration column of 300 mm in diameter were developed to study the hydraulic behaviour of the blanket layer. A low hydraulic conductivity (ks  2.2x10-7 m/s) of this layer was estimated according to the experimental results. Thirdly, an experimental study on the mechanical behaviour of the blanket layer was performed. This study shows a significant effect of the water content on the mechanical behaviour of the blanket layer. A permanent deformation model accounting for the influence of loading cycles, loading level and hydric state was elaborated based on the experimental results. Finally, the measurements of suction, temperature and weather parameters were carried out in a cutting without drainage at the site of Moulin Blanc to complete the study of the behaviour of the trackbed without drainage. A global analysis of the laboratory results with in-situ measurements shows that the decision regarding the setup of the drainage system required to establish justifications showing limited effects of the water content, based on a in-depth study on the water cycle for each site concerned

Durant les cinquante dernières années le développement technologique du train et des infrastructures ferroviaires ainsi que la rapide augmentation des vitesses en ligne ont provoqué une forte augmentation du besoin d'outils numériques pour la conception des infrastructures et des véhicules. Les principaux objectifs de mes travaux de recherche sont de deux ordres : d'une part contribuer à faire progresser les méthodes numériques en développant un outil rapide et simple, capable de simuler les principaux comportements physiques et d'autre par étudier, comprendre et décrire deux phénomènes particuliers: la vitesse critique et le tassement du ballast. La thèse est composée de deux parties. Dans la première partie on montre le modèle numérique adopté pour simuler le système véhicule/infrastructure. Les innovations fondamentales introduites dans cette partie de la thèse résident dans le modèle de liaison entre les attaches et le rail, et dans le nouvel algorithme proposé pour résoudre la non linéarité du problème. En effet, afin de rendre plus rapide la résolution, la méthode du point fixe a été couplée avec la méthode de Newton Raphson. La deuxième partie de la thèse est consacrée à la présentation des résultats numériques obtenus. Enfin, les résultats des simulations ont été utilisés pour la compréhension et la description de l'origine de la vitesse critique et des effets du train sur le tassement du ballast. La vitesse critique peut être définie comme une certaine valeur de vitesse qui provoque un fort incrément des vibrations et des déplacements verticaux et latéraux de l'infrastructure. Ce phénomène a été étudié par plusieurs équipes et a été attribué à un effet de résonance comparable au phénomène aérodynamique du mur du son: «Mach effect». Le train produit des vagues de déformation sur l'infrastructure; la vitesse de ces vagues, nommée «vitesse de Rayleigh», dépend principalement des caractéristiques du ballast et du sol. En effet même si l'effet «Mach» est physiquement plausible pour ces conditions, les trains n'atteignent pas, pour le moment, ces vitesses. Néanmoins des résultats expérimentaux ont permis l'observation du phénomène de la vitesse critique pour des trains roulant à la vitesse de 135 km/h (nombre Mach proche à 0.4). Donc, pour le moment, il n'y a ni estimation exacte ni explication physique de la vitesse critique dans l'intervalle inférieur à la vitesse de Rayleigh. Dans cette thèse une nouvelle explication a été proposée. La masse du train et les suspensions ont une influence non négligeable qui modifie la réponse du système véhicule/infrastructure en termes de modes de vibration. Pour cette raison, il est nécessaire de lier les fréquences d'excitation, et donc la vitesse du train, avec les modes de vibration du système couplé. Des comparaisons entre les analyses modales du système couplé et la déflexion de la traverse en fonction de la vitesse du train ont été menées. Lorsque la vitesse du train, qui excite le système suite aux passage des traverses, rejoint la valeur critique, un phénomène de résonance s'observe. La deuxième étude développée concerne les coûts des entretiens liés au tassement du ballast. Le but est de trouver une fonction de coûts liés aux caractéristiques et aux variables du véhicule, et de proposer une nouvelle méthode pour calculer la partie du péage ferroviaire lié au tassement du ballast (50 % environ du coût total). En calculant la déflection du ballast grâce au modèle présenté dans cette thèse, il est possible d'évaluer l'effet de chaque véhicule sur le tassement. Une fois calculé le coût total d'un certain type de ligne, lié à une certain seuil d'intervention (somme des intervention des bourrages plus la substitution total du ballast), il est possible d'évaluer le coût de chaque passage de train et de le lier à toutes le variables du modèle. / A numerical model to predict train induced vibrations is presented. The dynamic computation considers mutual interactions in vehicle/track coupled system by means of a finite and discrete elements method. The vehicle is modeled by 7 bi-dimensional rigid elements representing: the body, the two boogies and the four wheels. The railway is discretized as finite Timoshenko beam elements. Axial deformation is assumed insignificant. The substructure is made-up of: rail-pads, sleepers, ballast, and background. Rail-pads are modeled as spring/damper couples without mass and sleepers are modeled as rigid elements. The rail-sleeper contact is assumed extended to a connection-area, rather than a single point assumption. To model this area many spring/damper couples are disposed along the length of sleepers. The ballast is modeled as blocks of mass made-up of rigid elements, connected to sleeper by spring/damper couples. To allow the transmission of vibrations in longitudinal direction too, spring/damper couples connect ballast elements horizontally.The dynamic interaction between the wheel-sets and the rail is accomplished by using the non-linear Hertzian model with hysteresis damping. The rail defects and the case of out-of-round wheels are considered too.A modal analysis of supporting structure is done to validate the substructure model comparing it to experimental data.Comparisons between numerical results of our model, experimental data and numerical results of others literature models are done on contact-force, rail accelerations and sleepers accelerations to validate the coupled vehicle/track system.Moreover a modal analysis of the coupled vehicle/track system is done to analyze the relationship between resonance frequencies, train velocities and ballast displacements.A sensitivity analysis is done to evaluate the variables more affecting the maintenance costs. The parameters more conditioning the ballast maintenance costs are the ballast modulus and the train mass.The effects of train velocity on the ballast displacements are analyzed in relationship with substructure properties. A new formulation to evaluate the railway toll connected to ballast wear is introduced.A new interpretation of the critical velocity in the range 100-300 km/h is proposed.

Cette thèse décrit de façon précise les éléments techniques et les fondements économiques qui permettent de caractériser la problématique de la contrainte de capacité ferroviaire dans son ensemble. Jusqu’à présent, la question de la contrainte de capacité ferroviaire a principalement été étudiée d’un point de vue ingénierie, dans un univers monopolistique où la répartition de la capacité et les ajustements en cas de conflit étaient gérés par des processus internes. Néanmoins, compte tenu d’une ouverture progressive à la concurrence du monde ferroviaire, analyser économiquement cette question devient un enjeu clé pour le gestionnaire d’infrastructure, dans un contexte de plus en plus régulé.Ce manuscrit aborde dans un premier temps, la définition de la contrainte de capacité selon la perspective de l’ingénieur, à travers la conception de l’horaire, un élément majeur de la rencontre entre l’offre et la demande pour les transports programmés. Une meilleure connaissance des méthodes de construction horaire a permis de mettre en évidence les arbitrages implicites entre la capacité offerte et la qualité de service en termes de fiabilité. La vision technique de l’ingénieur combinée à la vision économique développée dans les autres modes de transport, nous a permis d’élaborer dans un second temps, un modèle microéconomique du coût généralisé de l’usager, considérant les spécificités ferroviaires de la construction horaire. Cette modélisation a mis en évidence le double effet d’une fréquence ferroviaire supplémentaire, d’une part sur le coût de « deshorage » (effet Mohring) et d’autre part sur l’espérance du coût du retard, lié à un usage intensif du réseau. Une fois la fonction de coût généralisé spécifique au ferroviaire déterminée, nous avons construit un modèle d’équilibre offre-demande, en considérant le comportement des usagers ainsi que les coûts des opérateurs. Ce modèle décrit les interactions entre l’offre et la demande selon les différentes structures de marché. L’analyse développée démontre que sous certaines conditions, le régulateur peut être amené à valider une tarification de la contrainte de capacité, afin d’internaliser les effets externes générés et d’envoyer les bons signaux-prix aux agents économiques. Néanmoins, dans certains cas, une fréquence additionnelle génère une externalité positive (effet Mohring), justifiant ainsi une subvention pour intensifier l’usage de la ligne et non une tarification complémentaire. / This PhD dissertation addresses the foundations of a detailed characterisation of rail capacity constraints from an economic perspective.Traditionally, railway capacity has been studied from the standpoint of engineering in a monopolistic world where capacity choices were considered as an organisational issue and set out in internal procedures. However, there is now a growing interest in analysing this issue from an economic perspective, specially regarding the ongoing deregulation tendency.Firstly, the definition of railway capacity constraints is presented from an engineering perspective via timetable design, a key element in matching supply and demand for planned transport services. A better understanding of timetable construction methods led to highlighting the implicit trade-offs between the capacity supplied and service quality in terms of reliability in the current graphic timetable construction processes in European infrastructure managers. Secondly, this technical vision of the engineer is combined with the economic vision developed for other modes of transport. It allows us to formulate a microeconomic model of the consumer generalized cost function, specific to the railway services. This model highlights the dual effects for the users of a higher frequency of rail traffic. It impacts the expected scheduled delay cost (Mohring effect) on the one hand, and a congestion effect linked to the intensive use of the network on the other. Once the detailed generalised cost function for train users has been determined, we develop an equilibrium model, by considering users’ behavior, operators’ costs and by describing how supply and demand interact under different market conditions. We analyse the interactions between demand and supply and show that, under some conditions, it is optimal from a welfare point of view to charge the cost of capacity constraints in order to internalize the negative external effects generated, and send the right price signals to economic operators. Nevertheless, in certain cases, an additional frequency generates a positive externality (Mohring effect), thereby justifying a subsidy to encourage using the railway line rather than increases access charges.

Malgré la prédominance actuelle du mode routier, pour le transport de marchandises en milieu urbain, une alternative durable est nécessaire, au vu des enjeux environnementaux et sociétaux. Dans cette thèse, nous proposons l’étude d’une des perspectives possibles, pour absorber une partie de ce flux de marchandises toujours plus dense, en utilisant le réseau ferroviaire urbain, initialement dédié aux voyageurs. Une méthodologie intégrant le fret dans ce dernier est proposée, avec comme première étape, l'identification et la classification de tous les niveaux de mixité fret / voyageurs possibles. Le niveau le plus contraint est retenu, car sa faisabilité induira celle des autres. Notre seconde contribution est relative à une approche par décomposition du problème d’insertion du flux de fret en plusieurs sous-problèmes interdépendants, selon les trois horizons temporels (long, moyen et court). Dans le but d’évaluer la capacité du système global, à absorber un flux supplémentaire de nature différente, le problème de détermination du meilleur plan de transport des marchandises est identifié comme central et critique. La troisième contribution concerne la simulation du système de transport, puis sa formalisation par un PL en variables mixtes, pour affecter chaque commande à un train, en déterminant le moment auquel elle sera chargée et en minimisant les temps d’attente cumulés des commandes. Plusieurs variantes de colonies de fourmis sont développées, pour la résolution d’instances de grande taille. La quatrième contribution concerne le couplage du modèle de simulation, qui permet l’évaluation des performances de cette nouvelle solution de transport, avec les différents algorithmes optimisant le plan de transport. Enfin, nous proposons une approche de replanification par horizon glissant, pour absorber les perturbations de la demande, en minimisant les changements du plan de transport / Urban freight transport is almost exclusively carried out by truck. Beyond the drawbacks caused in the city, this transport mode is nearly saturated. This study discusses an alternative way of transporting freight by using urban rail infrastructure. The first contribution deals with the identification and classification of all different sharing possibilities of mixing freight with passenger’s traffic using rail network. The second contribution is the definition of global freight/passenger transport problem, which is decomposed into several optimization interdependent sub-problems with different temporal decision horizon. In order to show the capacity of the global system to absorb an additional flow with different nature, the Freight Rail Transport Schedule Problem “FRTSP” is identified as the bottleneck of transportation system and is formalized with MIP model. As third contribution, this problem determines train and loading time for each demand to be assigned respecting several constraints while minimizing total waiting time. The fourth contribution deals with a discrete event simulation approach, which studies this alternative and validates several proposed decision algorithms. Finally, the fifth contribution consists in a dynamic approach based on a rolling horizon, which is proposed in order to update the initial plan. The updated plan allows to determine a new assignment regarding new demand such as the modifications from the previous plan are minimized

La conception d’un plan de transport d’un service ferroviaire est un processus qui se réalise entre deux ans et six mois avant la mise en service de celui-ci. Les principales phases de la conception sont la définition des dessertes, le calcul de la grille horaire et enfin l’organisation des roulements de rames et des conducteurs. La manière dont le plan de transport est conçu peut avoir de nombreuses conséquences sur la qualité de service : fréquence en gare insuffisante qui peut entrainer une perte de clients, robustesse de la grille horaire face à de petits incidents... En zone dense, tous ces éléments sont à prendre en compte, dès la conception de la grille horaire.Aujourd’hui, SNCF Transilien conçoit ses plans de transport en prenant d’abord en compte l’optimisation des ressources de production (sillons, rames et agents de conduite). Toutefois, l’augmentation des ressources mises en œuvre n’améliore plus l’adéquation du plan de transport à la demande des voyageurs. Ce mode de conception ne permet donc plus de faire face à l’augmentation de la demande de mobilité. C’est pourquoi il faut repenser la conception du plan de transport en intégrant immédiatement la dimension voyageuse.Nos travaux se concentrent sur les problématiques de conception de dessertes et de grille horaire, en prenant en compte le point de vue des voyageurs. Nous présentons un modèle multiobjectif de conception de dessertes, puis nous présentons un modèle de conception de grille horaire intégrant le choix d’itinéraire des voyageurs. Ensuite, nous présentons une méthode cherchant à intégrer ces deux modèles. Enfin, nous présentons une évaluation de nos résultats grâce à des indicateurs de fiabilité / The design of a railway transportation plan is a process achieved between two years and six months before it is put into service. The main phases in the design of a transportation plan are the line planning, the timetabling, the rolling stock and the crew scheduling.The design of the transportation plan can have many consequences on the quality of service: an inadequate frequency in station can cause a loss of passengers, sufficient number of seated places, robustness of the timetable in the face of small incidents... In dense area, as in the Ile-de-France region, all these elements must be taken into account as the transportation plan is designed.Today, SNCF Transilien designs its transportation plans by first taking into account the optimization of production resources (train paths, rolling stock units and drivers). However, today, the increase in resources implemented no longer improves the adequacy of the transportation plan to passengers’ demand. This design method no longer makes it possible to cope with the increase in the demand for mobility (+3% each year since 2000). This is why we must rethink the design of the transport plan by immediately integrating the passenger dimension. Our work focuses on issues of line planning and timetabling in a passenger-oriented approach. First, we present a multi-objective model for line planning. Then, we present a model of timetabling incorporating passenger route choice. Then, we initiate a method to integrate these two models. Finally, we present an evaluation of our results thanks to reliability indicators from the literature and a macroscopic simulation of the timetables

La cohérence entre transport et aménagement s’est imposée comme une figure incontournable des politiques de mobilité et d’urbanisme durables. Dans ce contexte, le transport ferroviaire régional est identifié comme devant être l’armature du développement métropolitain, tandis que les abords des gares régionales sont vus comme des lieux privilégiés de densification urbaine. A partir d’une analyse croisée des processus à l’œuvre dans deux métropoles françaises (Toulouse et Nantes), ce travail met ces nouvelles normes de l’aménagement à l’épreuve des pratiques. Il s’appuie sur un important travail empirique, permettant de saisir la fabrique des politiques ferroviaires régionales et des politiques d’aménagement, à plusieurs échelles (métropolitaine, locale, micro-locale). Cette recherche explicite les enjeux spécifiques liés à la coordination des politiques d’urbanisme et de transport ferroviaire régional et met au jour les contraintes (institutionnelles, territoriales, politiques et matérielles) qui interviennent dans leur mise en œuvre. Notre approche révèle aussi des formes de changement des pratiques de l’action publique et de dépassement « par le bas » des logiques sectorielles. Ces changements résultent alors moins de l’énoncé d’une injonction à la cohérence que de la nécessité, pour les acteurs publics, de répondre à des problèmes concrets en fonction des ressources dont ils disposent. / The coherence between transportation and planning has impose itself as a key figure of sustainable mobility and urbanism policies. In this context, regional rail transport is introduced as the framework of metropolitan development while regional stations and their surroundings are seen as the privileged places of urban densification. Thanks to a cross-analysis of two French metropolitain areas (Toulouse and Nantes) this dissertation confronts those new planning norms and the practices. Based on an important empirical work, this study analyses the regional rail and planning policy making processes at several scales (metropolitan, local, micro-local). This thesis explains the specific issues at stake in the coordination of urbanism and regional rail transport policies and highlights the constraints (institutional, territorial, political and physical) on their implementation. This work also reveals changing practices in public action and a bottom-driven overcoming of sectorial segmentations. These changes are the results of the necessity for public actors to respond to concrete problems with the resources available to them, more than they are the result of the injunction of coherence.

Cette recherche vise à caractériser les tensions prospectives sur l'usage de l'automobile en Île-de-France, et à tester la capacité du mode ferroviaire à y répondre. L’analyse des tensions est construite à partir de l’étude de travaux prospectifs sur l’usage de l’automobile, et de déterminants territoriaux et sociétaux. Une combinaison de ces éléments conclut à une tension effective, entre injonctions énergétiques et environnementales à la modération, déterminants jouant en partie en faveur de l’automobile, et solutions technologiques imparfaites. Ces tensions s’observent déjà. Deux approches sont sollicitées pour analyser les potentialités d’alternative du mode ferroviaire. La première compare l’accessibilité de l’automobile et du mode ferroviaire aujourd’hui et à horizon 2020, et aboutit à une typologie de gares en fonction de leur desserte et de leur distance à Paris. La question de la charge du réseau ferroviaire doit également être posée. Elle est abordée à l’échelle globale du réseau, à celle des trains et à celle des gares, en comparant l’évolution de l’offre et de la demande à horizon 2030. La démarche fait ressortir des lieux et des moments potentiels de saturation. Les deux approches constituent une évaluation des politiques de planification territoriale en Île-de-France, et permettent d’interroger la place des acteurs, notamment ferroviaires, à l’intérieur de ce système. / This research aims at identifying the prospective strains on car use in the Paris region, testing the response capacity of the rail system. Strain analysis is based on the data of prospective studies on car use, and territorial and societal determinants. A combination of these elements leads to an effective strain, between energy and environmental moderating factors, determinants partly in favor of car use, and flawed technological solutions. These strains can already be felt. Two approaches are used to analyze the potential alternatives to rail. The first one compares car and rail accessibility, today and by 2020. A typology of railway stations is then produced according to their services and distances from Paris. The question of the rail network capacity must also be raised. It is tackled at a comprehensive network scale, but also at the levels of trains and stations by comparing how supply and demand will change by 2030. The approach points out where and when railway networks may be potentially saturated. Both approaches lead to an assessment of territorial planning policies in the Paris region. They make it possible to question the role of stakeholders, especially in the rail market, within this system.

Les réseaux ferroviaires en milieu dense font face à des saturations importantes. Et l'adéquation entre l'offre théorique et la demande croissante impose des contraintes d'exploitabilités fortes. Un déséquilibre générera des points conflictuels comme des goulets d'étranglement avec pour effet des retards sur les trains amonts. Comme le facteur humain, parmi une multitude, influence l'exploitation ; le prendre en compte plus finement devrait améliorer la compréhension et la modélisation des lignes pour en accroître la capacité sans sacrifier le confort des passagers. Pour répondre à cet objectif, nos travaux reposent sur une visualisation adaptée des données remontées de l'exploitation et sur leur fouille automatisée. Elles ont été adaptées et appliquées au domaine ferroviaire notamment aux lignes des réseaux ferrés exploités par la RATP. Le processus « Visual Analytics », mis en œuvre dans nos travaux pour répondre à ces besoins, englobe les étapes nécessaires à la valorisation de la donnée, allant de leur préparation à l’analyse experte en passant par leur représentation graphique et par l’utilisation d'algorithmes de fouille de données. Parmi ces derniers, le CorEx et le Sieve nous ont permis par un apprentissage non supervisé basé sur une mesure de l'information mutuelle multivariée d'analyser les données d'exploitation pour en extraire des caractéristiques du comportement humain. Enfin, nous proposons aussi une visualisation intuitive d'une grande quantité de données permettant leur intégration et facilitant le diagnostic global du comportement des lignes ferroviaires. / Dense railway networks face significant saturation. And the balance between the theoretical offer and the growing demand imposes strong operability constraints. An imbalance will generate conflicting points such as bottlenecks with the effect of delays on the following trains. As the human factor influences the operation performance; taking it into account more accurately should improve understanding and modeling of railway lines to increase capacity without reducing passenger comfort. To fulfill this objective, we are working on an adapted visualization of the operating data and on their automated mining. These two solutions have been adapted and applied to the railway sector, particularly to the lines of rail networks operated by RATP. The "Visual Analytics" process, implemented in our work to meet these needs, encompasses the steps required to value the data, going from the preparation of the data to the expert analysis. This expert analysis is made through graphic representation and the use of data mining algorithms. Among these data mining algorithms, CorEx and Sieve allowed us to analyze operating data and then extract characteristics human behavior thanks to unsupervised learning based on a multivariate mutual information measure to. Finally, we propose an intuitive visualization of a large amount of data allowing their global integration and facilitating the overall diagnosis of the railway lines behavior.

Bien qu'actuellement considérés comme non sécuritaires (les fonctions de sécurité étant assurées par d'autres sous-systèmes) les systèmes de supervision du trafic ferroviaire peuvent contribuer à la sécurité dans certains scénarios de crise où une décision adaptée d'un opérateur de supervision pourrait réduire notablement la gravité des scénarios d'accident. Il est donc de toute première importance d'identifier ce type de scénarios afin d'envisager les systèmes de supervision du futur dans la perspective d'améliorer encore la sécurité des circulations dans un contexte d'augmentation du trafic ferroviaire prévisible et souhaitable dans les années à venir. La supervision impliquant des décisions prises par l'homme, la prise en compte du facteur humain est indispensable, et ce dès la conception des futurs systèmes.<br /><br />L'étude se focalise sur l'évaluation de l'interaction opérateurs humains -- machines et son impact sur la sécurité. Cette démarche nécessite la coopération de spécialistes de l'ingénierie ferroviaire (composante technique), des sciences humaines et sociales (composante humaine et organisationnelle) et de la sûreté de fonctionnement pour la synthèse et l'évaluation de la sécurité. Ces disciplines ont des approches différentes et quelquefois opposées, la thèse vise à établir un pont entre ces différentes disciplines dans un objectif commun de l'évaluation de la sécurité.<br /><br />Des études spécifiques du facteur humain ont été réalisées sur une plateforme de supervision de trafic ferroviaire. Installée dans les locaux de l'\textsc{utc}, cette plateforme comprend un système de supervision couplé à un simulateur de trafic permettant de recréer en laboratoire les conditions de travail d'un opérateur de supervision de trafic ferroviaire. L'objectif des expérimentations est d'obtenir des informations sur les processus cognitifs généraux impliqués dans la gestion d'un environnement dynamique de circulation de mobiles et de contribuer ainsi à l'évaluation du système de supervision en situation d'utilisation par des opérateurs confrontés à la gestion d'une situation nominale, normale et dégradée.