Ce travail de thèse est centré sur les effets de la distraction sur les performances de conduite. Lorsqu'il conduit, un conducteur doit non seulement être capable de maintenir le contrôle du véhicule, mais également être en mesure de prélever et de traiter les informations pertinentes provenant de l'environnement routier. Ces capacités peuvent être mises à défaut par l'introduction des systèmes de communications et d'informations dans les véhicules qui le placent en situation d'attention partagée et augmentent les sources de distraction. Ce travail a tenté de déterminer comment la population des jeunes conducteurs novices, caractérisée par un fort taux d'accidents (Clarke et al. 2005) et des compétences de conduite faiblement développées (Whelan at al. 2004) gère ces situations d'attention partagée. Deux expérimentations ont alimentés cette thèse. La première, en environnement réel de conduite, visait à analyser les effets de l'utilisation conjointe d'un système de navigation et d'un téléphone portable sur la qualité de la prise d'information et du traitement de l'information (au travers de différents paramètres comportementaux). La seconde, réalisée en laboratoire, était destinée à compléter les résultats de la première expérimentation en se concentrant exclusivement sur les modalités de recherche et de prise d'informations selon que le conducteur soit novice ou expérimenté. En fonction de l'expérience de conduite, les résultats offrent des conclusions mitigées en matière de traitement de l'information en situations d'attention partagée.

Ce travail de thèse est centré sur les effets de la distraction sur les performances de conduite. Lorsqu’il conduit, un conducteur doit non seulement être capable de maintenir le contrôle du véhicule, mais également être en mesure de prélever et de traiter les informations pertinentes provenant de l’environnement routier. Ces capacités peuvent être mises à défaut par l’introduction des systèmes de communications et d’informations dans les véhicules qui le placent en situation d’attention partagée et augmentent les sources de distraction. Ce travail a tenté de déterminer comment la population des jeunes conducteurs novices, caractérisée par un fort taux d’accidents (Clarke et al. 2005) et des compétences de conduite faiblement développées (Whelan at al. 2004) gère ces situations d’attention partagée. Deux expérimentations ont alimentés cette thèse. La première, en environnement réel de conduite, visait à analyser les effets de l’utilisation conjointe d’un système de navigation et d’un téléphone portable sur la qualité de la prise d’information et du traitement de l’information (au travers de différents paramètres comportementaux). La seconde, réalisée en laboratoire, était destinée à compléter les résultats de la première expérimentation en se concentrant exclusivement sur les modalités de recherche et de prise d’informations selon que le conducteur soit novice ou expérimenté. En fonction de l’expérience de conduite, les résultats offrent des conclusions mitigées en matière de traitement de l’information en situations d’attention partagée. / This PhD thesis aims to study the distraction effects on driver performances. While driving, a driver must be able to maintain the vehicle control and also to process the relevant information from the road environment. These abilities can be impaired by the introduction of information and communication systems inside the car which put the driver in dual-task situation and increase the sources of distraction. This work tries to determine how the population of young novice drivers, characterized by a high crash rate (Clarke et al. 2005) and by poorly developed driving skills (Whelan et al. 2004) manages these situations of time sharing.Two experimentations were conducted. The first one, on real road, aims at analyzing the effects of simultaneously use of a navigation system and a mobile phone on the information processing (achieve by analyzing behavior parameters). The second one, in laboratory, aims at completing the first results, by focusing on modalities of research and handling information according to the drivers’ experience (novice or experienced). According to the driving experience, results are ambivalent in terms of information processing during divided attention situations.

Les Systèmes d'Information Géographique (SIG) gèrent des informations complexes localisées dans un espace géographique. Durant la dernière décennie, ces systèmes ont vu l'émergence d'une part des SIG en trois dimensions et plus particulièrement des modèles numériques de terrain (MNT) et d'autre part de l'intégration de données temporelles. Les travaux de recherche en informatique présentés dans ce manuscrit s'attaquent à ces deux thématiques et sont appliqués au domaine maritime. En termes de MNT, ces recherches ont essentiellement porté sur l'intégration de MNT terrestre et maritime. Une méthode de fusion générant un MNT continu a été définie. Elle est basée sur l'appariement d'éléments caractéristiques linéaires (crêtes, talwegs, lignes de rupture de pente). Elle emploie des distances linéaires discrètes introduites par Fréchet. Ces distances fournissent des vecteurs d'appariement autorisant la fusion de MNT à l'aide d'une technique de déformation élastique. En ce qui concerne les SIG spatio-temporels, ces travaux concernent les déplacements d'objets mobiles et plus particulièrement les navires. Dans le cadre de la navigation maritime, les SIG ont une place prépondérante via les aides à la navigation, les systèmes de surveillance du trafic et les simulateurs de formation. Dans ce cadre, un nouveau modèle de représentation des déplacements, la vue relative, a été formalisé. Ce formalisme s'appuie sur la perception humaine de l'espace spatio-temporel et des objets mobiles. Cette représentation est complémentaire de la représentation absolue. Les déplacements relatifs vis-à-vis d'un objet référent sont ainsi plus facilement analysables. Les évolutions des distances et des vitesses relatives sont mieux perçues. Parallèlement, une simulation des activités de navires à l'aide de systèmes multi-agents a été conçue. Les déplacements simultanés d'un grand nombre de navires dans un environnement maritime sont ainsi simulés. Elle prend en compte les différentes activités concurrentes des objets mobiles et les contraintes géographiques. Qui plus est, elle intègre des raisonnements à base de patrons pour reproduire les raisonnements humains. Finalement, à partir des bases de données historiques des positions d'objets mobiles dans un environnement ouvert, des techniques d'extractions des trajectoires et de fouille de données spatio-temporelles ont été réalisées. Elles permettent pour chaque itinéraire et chaque type d'objets de définir des routes types spatio-temporelles et de détecter à la volée des comportements inhabituels. Ces travaux, bien qu'appliqués au domaine maritime, sont génériques. Les méthodes de fusion de MNT peuvent être appliquées à tous types de MNT ayant des zones de recouvrement. De même, les travaux de modélisation, d'analyses et de simulation sur les objets mobiles sont adaptables à tous les déplacements d'objets mobiles dans des espaces ouverts.

Le travail effectué au cours de cette thèse tente d’apporter une solution algorithmique à la problématique de l’estimation de l’état d’un mini-drone en vol qui soit compatible avec les exigences d’embarquabilité inhérentes au système. Il a été orienté vers les méthodes d’estimation non linéaire à base de modèles. Les algorithmes d’estimation, d’état ou de paramètres, et de contrôle apparaissent primordiaux, lorsque la technologie des capteurs et des actionneurs, pour des raisons de coût et d’encombrement essentiellement, ne permet pas de disposer de capacités illimitées. Ceci est particulièrement vrai dans le cas des micro- et des mini-drones. L’estimation permet de fusionner en temps réel les informations imparfaites provenant des différents capteurs et de fournir une estimation, par exemple de l’état du drone (orientation, vitesse, position) au calculateur embarqué où sont implémentés les algorithmes de commande de l’engin. Ce contrôle de l’appareil doit garantir sa stabilité en boucle fermée quelque soit l’ordre de consigne fourni directement par l’opérateur ou par tout système automatique de gestion du vol et assurer que celle-ci soit correctement recopiée. Estimation et commande participent donc grandement au succès de toute mission. Une dimension extrêmement importante qui a conditionné les travaux entrepris tout au long de cette thèse concerne la capacité d’emport des mini-drones que nous considérons. En effet, celle-ci, relativement limitée, et couplée à la volonté de ne pas grever les budgets de développement de tout mini-drone, autorise uniquement l’intégration de matériels dits bas-coûts. Malgré les progrès significatifs de la miniaturisation et l’augmentation continuelle des capacités de calcul embarqué (loi de Moore), les mini-drones d’intérêt considérés ici n’embarquent donc que des capteurs aux performances limitées dans un contexte où cette catégorie d’engins autonomes est amenée à être de plus en plus fréquemment exploitée pour remplir des missions elles-mêmes toujours plus nombreuses. Celles-ci requièrent notamment que de tels drones puissent de manière sûre s’insérer et partager l’espace aérien civil moyennant le passage d’une certification de leur vol au même titre que pour les avions de transport des différentes compagnies aériennes. Dès lors, face à cet enjeu de sécurisation des vols de mini-drones, la consolidation de la connaissance de l’état de l’aéronef par des techniques d’estimation devient un tâche essentielle pour en assurer le contrôle, y compris en situations dégradées (pannes capteurs, perte occasionnelle de signaux, bruit et perturbations environnantes, imperfections des moyens de mesure, etc). Tenter de répondre à cet enjeu conduit naturellement le chercheur à s’attaquer à des problèmes relativement nouveaux, en tout cas pas forcément aussi proches de ceux qui se posent dans le secteur de l’aéronautique civile ou militaire, où le système avionique est sans commune mesure avec celui sur lequel nous avons travaillé dans cette thèse. Ce travail à tout d’abord consisté à définir une modélisation dynamique descriptive du vol des mini-drones étudiés, suffisamment générique pour être appliquée à différents types de minidrones (voilure fixe, multirotor, etc). Par la suite, deux algorithmes d’estimation originaux, dénommés IUKF et -IUKF, exploitant ce modèle, ont été développés avant d’être testés en simulation puis sur données réelles pour la version -IUKF. Ces deux méthodes transposent le cadre générique des observateurs invariants au cas de l’estimation non linéaire de l’état d’un système dynamique par une technique de type Unscented Kalman Filter (UKF) qui appartient à la classe plus générale des algorithmes de filtrage non linéaire de type Sigma Point (SP). La solution proposée garantit un plus grand domaine de convergence de l’estimé que les techniques plus traditionnelles. / This thesis presents the study of an algorithmic solution for state estimation problem of unmanned aerial vehicles, or UAVs. The necessary resort to multiple miniaturized low-cost and low-performance sensors integrated into mini-RPAS, which are obviously subjected to hardspace requirements or electrical power consumption constraints, has led to an important interest to design nonlinear observers for data fusion, unmeasured systems state estimation and/or flight path reconstruction. Exploiting the capabilities of nonlinear observers allows, by generating consolidated signals, to extend the way mini-RPAS can be controlled while enhancing their intrinsic flight handling qualities.That is why numerous recent research works related to RPAS certification and integration into civil airspace deal with the interest of highly robust estimation algorithm. Therefore, the development of reliable and performant aided-INS for many nonlinear dynamic systems is an important research topic and a major concern in the aerospace engineering community. First, we have proposed a novel approach for nonlinear state estimation, named pi-IUKF (Invariant Unscented Kalman Filter), which is based on both invariant filter estimation and UKF theoretical principles. Several research works on nonlinear invariant observers have been led and provide a geometrical-based constructive method for designing filters dedicated to nonlinear state estimation problems while preserving the physical properties and systems symmetries. The general invariant observer guarantees a straightforward form of the nonlinear estimation error dynamics whose properties are remarkable. The developed pi-IUKF estimator suggests a systematic approach to determine all the symmetry-preserving correction terms, associated with a nonlinear state-space representation used for prediction, without requiring any linearization of the differential equations. The exploitation of the UKF principles within the invariant framework has required the definition of a compatibility condition on the observation equations. As a first result, the estimated covariance matrices of the pi-IUKF converge to constant values due to the symmetry-preserving property provided by the nonlinear invariant estimation theory. The designed pi-IUKF method has been successfully applied to some relevant practical problems such as the estimation of Attitude and Heading for aerial vehicles using low-cost AH reference systems (i.e., inertial/magnetic sensors characterized by low performances). In a second part, the developed methodology is used in the case of a mini-RPAS equipped with an aided Inertial Navigation System (INS) which leads to augment the nonlinear state space representation with both velocity and position differential equations. All the measurements are provided on board by a set of low-cost and low-performance sensors (accelerometers, gyrometers, magnetometers, barometer and even Global Positioning System (GPS)). Our designed pi-IUKF estimation algorithm is described and its performances are evaluated by exploiting successfully real flight test data. Indeed, the whole approach has been implemented onboard using a data logger based on the well-known Paparazzi system. The results show promising perspectives and demonstrate that nonlinear state estimation converges on a much bigger set of trajectories than for more traditional approaches.

Thèse qui propose d'analyser le processus de construction de la politique spatiale européenne. La question au coeur de la recherche est de comprendre pourquoi, alors qu’il fut initialement décidé de ne pas s’en remettre au cadre offert pas la Communauté pour européaniser les efforts naissants de coopération spatiale, put-on assister, à la fin des années 1980, à une implication grandissante de la Communauté européenne, qui se traduisit progressivement par une nouvelle européanisation du spatial ?La thèse défendue est que, loin de résulter uniquement de la confrontation et du choc des intérêts portés par les différents Etats, la politique spatiale européenne a été progressivement construite au travers d’un parcours historique dans lequel ont été impliqués différents espaces sociaux régis par des référentiels et des normes qui leur sont propres. / Doctorat en Sciences politiques et sociales / info:eu-repo/semantics/nonPublished