Les systèmes avancés d'assistance à la conduite automobile ont comme objectif d'apporter de l'intelligence au véhicule en l'équipant d'un ensemble de capteurs extéroceptifs et proprioceptifs. L'approche classique consiste à doter le véhicule de capacités de perception pour lui permettre de connaître son environnement sans interaction intelligente avec cet environnement. Cette approche dite autonome a montré cependant des limites liées à la portée et à la précision des capteurs utilisés. Le grand développement et l'évolution rapide dans le domaine des télécommunications sans fil ont rendu possible de re-penser le modèle de conduite automobile en introduisant la notion de coopération entre les véhicules. Le travail de standardisation d'un protocole de communication est en cours d'élaboration mais le succès de l'introduction de cette technologie dans le domaine véhiculaire est fortement corrélé à la mise en oeuvre de services et d'applications réalistes et à forte valeur ajoutée pour l'utilisateur final. L'établissement d'une liste d'applications réalistes requiert un soin particulier surtout que les applications proposées dans la littérature ne sont pas actuellement réalisables techniquement et leur acceptabilité par le grand public n'est pas encore établie ni garantie. Pour combler ce manque, nous avons essayé à travers cette thèse de nous focaliser sur la conception de nouveaux systèmes coopératifs d'assistance à la conduite pour l'amélioration de la sécurité routière. Le but de la thèse est de prouver la faisabilité des applications coopératives avec le matériel de communication existant et d'étudier l'apport de cette technologie dans la prévention des collisions entre les véhicules. Le travail réalisé pendant la thèse couvre un domaine très large. D'abord, nous proposons une architecture de communication sans fil basée sur la norme 802.11 et nous étudions à travers des campagnes de test l'adéquation de cette architecture avec les exigences des applications coopératives en termes de portée, de débit et de latence. Sur la base de cette architecture et après une étude statistique des accidents sur les routes, nous avons expérimenté notre système dans deux types d'applications dans lesquelles la coopération peut avoir une valeur ajoutée par rapport au système autonome : - La prévention de risque à l'approche d'une intersection - L'assistance lors d'un changement de voie Pour chacun de ces deux scénarios, nous avons mis en application un système de prédiction et de prévention de risque de collision entre les véhicules à travers des tests réels sur la plateforme expérimentale de véhicules intelligents LaRA.

Depuis 2005, le réseau routier montréalais accueille de nouveaux aménagements cyclables afin de promouvoir le vélo comme mode de transport à part entière. Cette stratégie vise à faciliter l'usage utilitaire du vélo afin de réduire l'empreinte carbone du transport motorisé. Cet objectif de doubler le nombre actuel de kilomètres de voies cyclables d'ici la prochaine décennie est prévu à l'intérieur d'une structure urbaine montréalaise compacte et déjà consolidée. Cette structure est plus propice aux infrastructures cyclables partageant la chaussée sans une barrière physique : bandes cyclables et chaussées désignées. De telles solutions sont novatrices pour ne pas dire osées en Amérique du Nord du fait qu'elles requièrent une plus grande interaction entre véhicules à moteur et cyclistes. Ce projet de recherche se donne pour objectifs de dresser un portrait de l'accueil des cyclistes sur le réseau routier à Montréal afin de constater si les nouveaux aménagements sont plus à risque que les premières solutions. Cette démarche est rendue possible par la disponibilité de données secondaires des accidents impliquant cyclistes et véhicules motorisés de 2003 à 2007. Les conclusions des analyses descriptives, de distributions spatiales et de statistiques n'ont pas permis de démontrer de manière significative que ces aménagements à même la chaussée sans barrière physique constituent un environnement de transport dangereux ou semblent contribuer à augmenter le niveau d'insécurité routière. Les chiffres ont plutôt montré une stabilité relative du nombre d'accidents et une chute des cas les plus sévères. Il y a eu une poussée en 2004 mais elle est antérieure à l'implantation des nouvelles infrastructures. De plus, le taux d'accidents entre cyclistes et circulation lourde n'est pas plus alarmant vu la structure économique actuelle, le pourcentage de camions à Montréal et la localisation des nouveaux aménagements cyclables sur rue plus probables sur le réseau artériel pour leur capacité d'hébergement. Les analyses descriptives sur la distribution spatiale des accidents montrent qu'ils ne sont pas uniformément distribués à Montréal. Certains arrondissements semblent être plus périlleux pour les cyclistes que d'autres. En agrégeant les données d'accidents en deux grandes catégories à l'intérieur du périmètre où les accidents cyclistes sont les plus fréquents (ceux ayant eu lieu sur les nouveaux liens cyclables et ceux survenus sur la piste cyclable plus familière à Montréal), les résultats de l'analyse comparée ont montré une grande similitude dans les patrons des accidents. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cyclistes, bandes cyclables, pistes cyclables, chaussées désignées, blessures graves, dommages matériels, mobilité soutenable, sécurité routière, site propre intégral, aménagement hors rue

L'introduction de systèmes d'aide à la conduite dans les voitures a de nombreuses conséquences, notamment sur le comportement des conducteurs et leur interaction avec le véhicule. Le gain de sécurité recherché lors de l'introduction de systèmes d'aide peut s'en trouver menacé. Pour évaluer la sécurité réelle en résultant, les simulateurs de conduite présentent une alternative sûre et peu coûteuse. Ce travail doctoral s'appuie sur des études expérimentales menées sur des simulateurs de conduite avec différents systèmes d'aide. Une première partie expérimentale porte sur l'assistance au contrôle longitudinal : la familiarisation des conducteurs avec un Forward Collision Warning lors de situations critiques a été étudiée. Une deuxième partie expérimentale porte sur l'assistance au contrôle latéral : le comportement des conducteurs avec un Lane Departure Warning et un Lane Keeping Assistant a été étudié, notamment lors d'une situation d'évitement d'obstacle d'urgence. Cette partie expérimentale a été réalisée sur un simulateur statique et sur un simulateur dynamique. Les résultats obtenus sur les deux simulateurs ont alors été mis en perspective, afin de discuter de l'intérêt de la restitution de mouvements pour l'étude du comportement des conducteurs en présence de systèmes d'aide à la conduite.

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

Ce travail de thèse apporte une contribution aux recherches visant une meilleure connaissance des mécanismes d'accidents se produisant en ville et le développement de méthodes et d'outils permettant à des praticiens réalisant des études locales de sécurité, de disposer d'une meilleure connaissance des processus d'accident à l'oeuvre localement et des mesures possibles pour leur prévention. Dans un premier temps, à partir de l'analyse approfondie de plusieurs centaines de cas d'accidents s'étant produits sur le territoire français, nous décrivons quarante scénarios types d'accidents urbains n'impliquant pas de piétons. Une discussion relative aux moyens de prévention est proposée pour chacun d'entre eux en référence à la littérature internationale en sécurité routière. Ces résultats permettent de disposer, avec les travaux récemment achevés à I' sur les scénarios d'accidents de piétons, d'une connaissance d'ensemble des processus d'accidents les plus fréquemment à l'oeuvre en ville et sur les moyens susceptibles de les prévenir. Ils permettent également, avec un ensemble de méthodes de reconnaissance permettant l'affectation des accidents d'un échantillon local aux scénarios types préétablis, d'envisager leur utilisation dans le cadre d'études de sécurité réalisées par des ingénieurs locaux sur des terrains d'étude délimités. Dans un second temps, les investigations ont porté sur lopérationnalité d'outils méthodologiques de diagnostic s'appuyant sur ces scénarios types de référence. L'utilité relative de ces outils est d'abord évaluée sur deux terrains d'étude par comparaison avec des démarches d'étude diagnostique plus traditionnelles. Leur «utilisabilité» est ensuite étudiée au moyen d'entretiens auprès de praticiens ayant mis en oeuvre de tels outils méthodologiques, et par l'examen des résultats de leurs analyses. Les résultats confirment que l'accident urbain peut être modélisé sous forme de pathologies routières. Les scénarios types d'accidents constituent ainsi des outils utiles à la prévention.

L'activité neurovégétative est un corrélat de la charge mentale et émotionnelle, même lorsque les stimulations sontbrèves et de faible intensité. Elle est notamment sensible à la difficulté perçue mais aussi à une forme particulièred'induction affective, l'injustice. Par conséquent, nous avons utilisé ces mesures neurovégétatives comme variablesdépendantes de la charge mentale/émotionnelle subie par les conducteurs automobiles, dans des conditions plus oumoins astreignantes.Un freinage appuyé induit des réponses neurovégétatives longues et amples, corrélat d'une charge importante. Lafocalisation de l'attention est élevée dans des situations de conduite stressantes, nécessaire pour répondre auchangement possible de la couleur d'un feu tricolore.Nous avons montré, à partir d'enregistrements magnétoencéphalographiques, que sous forte contrainte temporelle,les conducteurs qui avaient tendance à enfreindre les feux présentaient une activation plus élevée au niveau ducortex dorsolatéral gauche. Ils opéraient en permanence un compromis entre le respect simultané du code de laroute et des consignes expérimentales ce qui complexifiait la sélection de la réponse motrice.L'activité végétative s'avère être un témoin fiable de l'activité centrale. L'activation du cortex cingulaire antérieurgauche semble être à l'origine d'une diminution de l'activité électrodermale et cardiaque.Du fait de l'altération de leurs capacités cognitives, les seniors pourraient devenir anxieux face à des situations deconduite pourtant considérées comme anodines pour les plus jeunes. Il est nécessaire de leur dispenser desrecommandations simples afin qu'ils abordent la route plus sereinement.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

En 2010, 130 enfants ont perdu la vie lors d’un accident sur les routes françaises. Une meilleure connaissance des mécanismes lésionnels lors d’un accident pourrait permettre d’améliorer leur sécurité. Si les modèles de mannequins de crash-test existants permettent d’obtenir certaines informations sur les niveaux d’effort subis localement et sur la cinématique, les modèles numériques par éléments finis peuvent fournir des informations complémentaires sur le comportement des organes internes. Or il n’existe actuellement que très peu de modèles numériques d’enfants. L’objectif de ce projet est de développer et évaluer un modèle éléments finis d’un enfant de 6 ans passager d’un véhicule (FEMOCS6). L’acquisition géométrique de ce modèle a été réalisée à partir d’images scanner d’enfants pour le tronc et la tête et de la mise à l’échelle de géométries d’adultes pour les membres. La géométrie maillée est composée d’environ 390 000 éléments triangulaires et 460 000 éléments tétraédriques. L’étude de la problématique de l’enfant nous a permis de définir certaines hypothèses de modélisation et de déterminer les propriétés mécaniques implémentées dans le modèle. Les propriétés matériaux proviennent en partie de travaux de caractérisation des tissus de l’enfant mais par manque de données la plupart des propriétés sont issues des valeurs de l’adulte. Le comportement mécanique du modèle a ensuite été évalué par la simulation d’essais décrits dans la littérature : impacts, compressions dynamiques et chocs avec utilisation d’un dispositif de retenue. Le modèle évalué pourra alors permettre d’étudier l’efficacité des différents dispositifs de retenue d’enfants existants. / 130 children died in the French roads in 2010. A better knowledge of the mechanisms of injuries could lead to an improvement of their safety. Crash test dummies provide data on the local forces and on kinematics but finite element models can provide further data on the mechanical behaviour of internal organs. However, few numerical models of children currently exist. The purpose of this project is to develop and assess a finite element whole-body model of a 6 year old child (FEMOCS6). The geometry of this model was provided by medical imaging data of children for the trunk and the head and by a scaling down of an adult geometry for the limbs. Meshed geometry is made up of about 390 000 tria elements and 460 000 tetra elements. The study of the specificities of children led to the definition of modelling hypotheses and of the mechanical properties. Material properties were partly provided by characterizations of paediatric tissues from literature but a lack of data led to the use of adult data for the most of the tissues. The mechanical behaviour of the model was assessed by the numerical simulations of paediatric tests from the literature: impacts, dynamical compression and sled tests with a restraint system. The model could allow to study efficiency of existing child restraint system.

L’OMS évalue à 1.2 million le nombre de tués sur les routes par an et environ 20 à 50 millions le nombre de blessés (données de 2004). Même si on observe une nette amélioration dans certains pays développés, l’OMS a prévu une augmentation mondiale des décès et des traumatismes d’ici 2030 si rien de nouveau n’est effectué. Pour faire face à cette problématique, les recommandations reposent sur la mise en œuvre de stratégies globales d’amélioration. Celles-ci doivent prendre en compte l’ensemble des enjeux liés à la sécurité routière (santé publique, technologique, économique, juridique, etc.) et être conduites en collaboration par l’ensemble des acteurs du système routier. Par exemple, le travail des constructeurs automobiles consiste en partie à développer des systèmes de sécurité qui agissent dans l’objectif de réduire et/ou d’éviter les accidents (ceinture de sécurité, ABS, airbag, châssis adapté aux déformations, etc.) à partir de connaissances en accidentologie et en biomécanique dans l’objectif de répondre aux exigences de tests consuméristes. L’activité d’évaluation fait partie intégrante de ce processus d’amélioration de la sécurité routière. Elle a pour objectif de fournir des connaissances aux différents acteurs pour les aider à atteindre leurs objectifs. Plus précisément, elle est focalisée sur le calcul d’indicateurs qui renseignent sur les performances des actions de sécurité routière. Le travail de recherche que nous avons effectué est issu d’une réflexion globale sur la réalisation de ces évaluations. Nous avons identifié des enjeux que nous considérons comme levier pour améliorer leur réalisation. Ils concernent la formalisation d’un cadre de l’évaluation pour aider les évaluateurs à dépasser leurs habitudes de travail et ainsi mieux répondre aux besoins des destinataires des évaluations dans un contexte complexe. En se basant sur les connaissances expertes de l’évaluation en sécurité routière et la littérature sur l’évaluation, l’épistémologie, la modélisation des connaissances et les théories de conception, nous avons proposé un modèle générique, créatif et multipoints de vue de l’évaluation. Ce modèle est défini comme une description systémique de l’activité d’évaluation. Il est composé de modèles structurels et fonctionnels à destination des évaluateurs. Dans notre recherche, nous nous sommes focalisés sur les étapes d’analyse du cas d’étude et sur la conception des indicateurs d’évaluation. Notre modèle a été mis à l’épreuve sur des exemples d’évaluation. Les résultats montrent que la formalisation des cas d’évaluations engendre une réflexion plus détaillée sur les questions à traiter et les indicateurs à utiliser. Un outil logiciel permet de rendre opérationnel ce modèle. Il est basé sur la gestion de bases de données et sur des algorithmes de traitement des données. / The WHO estimates the number of road deaths per year is 1.2 million and the number of casualties is about 20 to 50 million (2004). Even if there is a marked improvement in some developed countries, the WHO has planned a global increase in deaths and injuries by 2030 if nothing new is done. To address this issue, the recommendations are based on the implementation of safety strategies for improvement. These latter must take into account all issues related to road safety (public health, technological, economic, legal, etc..) and be conducted in collaboration with all actors of the road system. For instance, work of carmakers is partially to develop safety systems that operate in the goal of reducing and / or to avoid accidents (safety belt, ABS, airbag, chassis adapted to deformation, etc.). They are constructed from knowledge in biomechanics and accidentology with the aim to meet the demands of consumerist tests. The evaluation activity is part of this process of improving road safety. It aims to provide knowledge to different actors to help them to achieve their goals. More specifically, it focuses on the calculation of indicators that provide information on the performance of road safety strategies. The research we've done is from a general thought on these evaluations. We have identified issues which we consider as leverage to improve their achievement. They concern the formalization of a framework to help the evaluators to look beyond their work habits and better meet the needs of the recipients of evaluations in a complex context. Based on the expert knowledge of road safety evaluation and literature on evaluation activity, epistemology, knowledge modelling and design theories, we proposed a generic, creative and multipoint of view model of evaluation. It is composed of structural and functional models intended for evaluators. In our research, we focused on the stages of case studies analysis and the design of the indicators. Our model was tested on examples; the results show that the formalization of the evaluation case generates a more detailed reflection on issues to be addressed and indicators to be used. Software is used to address operational side of this model. It is based on the management of databases and algorithms for data processing.

Cette thèse analyse les répercussions économiques des accidents de la route sur les victimes blessées. Nous étudions les conséquences en termes de dépenses de santé et en termes d’arrêt de travail. Les analyses s’appuient sur une base de données originale issue d’une procédure d’extraction spécifique du système d’information de l’Assurance Maladie. Ce système d’information constitue une base de données quasi exhaustive des victimes des accidents de la route.Différentes analyses descriptives et économétriques sont menées. Dans un premier temps, nous utilisons des modèles d’équations estimantes généralisées pour analyser les déterminants du préjudice en termes de dépenses de santé, et des modèles de survie pour l’analyse des déterminants du préjudice lié à un épisode d’arrêt de travail. Dans un deuxième temps, nous analysons l’évolution de ces préjudices dans le temps, au moyen de la méthode dite des trajectoires de développement (Group-Based Trajectory). Cette méthode nous a permis aussi d’établir une typologie des victimes blessées sur la base de la similitude des devenirs à long terme. Enfin, pour éclairer l'opinion et les décideurs sur les coûts occasionnés aux différents types de victimes d’accident nous évaluons l'effet causal moyen d’un accident avec la méthode de l’appariement exact. / This thesis analyzes the economic consequences of road accidents for the injured victims. We study the impacts in terms of health spending and in terms of sick leave. The analyses rely on an original dataset obtained by a specific extraction from the information system of the French Health Insurance. This information system constitutes an almost exhaustive database of victimsof road accidents.Different descriptive and econometric analyses are conducted. First, we use generalized estimating equations models to analyze the determinants of extra health expenses, and survival models for the analysis of the determinants of economic loss related to a sick leave episode. Secondly, we analyze the evolution of these extra expenses and losses over time by means of agroup-based trajectory model. This method also allowed us to establish a typology of injured victims based on the similarity of long-run outcomes. Finally, to inform the public and decision makers on the costs occasioned for the different types of accident victims we evaluate the averagecausal effect of an accident with the exact matching method.