Hydro-Québec reçoit plusieurs demandes de la part de compagnies minières pour pouvoir utiliser la crête de leurs ouvrages en remblai comme route d'accès aux ressources naturelles. La problématique liée à ces demandes d'autorisation de passage est le fait que lors de la conception d'un barrage en remblai, la circulation des charges lourdes en crête n'est pas considérée. Il est donc pertinent de développer des outils décisionnels pour les gestionnaires des barrages de manière à ce qu'ils soient en mesure d'octroyer ou d'appliquer certaines restrictions sur les passages demandés. Ces critères décisionnels doivent être basés, entres autres, sur la déformation permanente subie par le noyau du barrage. Concrètement, des instruments de mesure de contraintes et de déformations ont été installés dans l'extrémité supérieure du noyau d'argile du barrage en remblai de St-Timothée. Les contraintes horizontales et verticales mesurées lors du passage de camions en crête permettent de reproduire le cheminement de contraintes en laboratoire lors des essais de déformations permanentes. L'échantillon d'argile recompacté en laboratoire est soumis à des contraintes déviatorique cycliques allant jusqu'à des valeurs très élevées par rapport à ce qui a été enregistré sur le terrain. La contrainte axiale cyclique à laquelle l'argile accumule une certaine déformation permanente suite à sa post-compaction est de 5 kPa et celle à laquelle l'instabilité du matériau est observée correspond à 55 kPa. La charge en crête de l'ouvrage qui engendre ces incréments de contraintes axiales au sein du noyau est déterminée avec les données enregistrées avec les instruments mis en place dans le barrage. Le nombre de passages nécessaire pour engendrer des déformations permanentes de 50 mm et 100 mm au sein du noyau peut être estimé en fonction de différentes charges circulant en crête du barrage. Ceci est effectué en considérant une variation de la profondeur dans le noyau sur laquelle la charge en crête contribue à sa déformation permanente.

Les systèmes de sécurité active du véhicule de distribution sont utilisés pour réduire la survenue de situations accidentogènes ou aider le conducteur dans de telles situations pour éviter l'accident. Dans cette étude, nous nous intéressons à la prévention des accidents liés à la perte de contrôle du véhicule par le conducteur. Une partie de ces accidents peut être prévenue par l'utilisation de systèmes de sécurité active de type ESP, qui résout les problèmes d'instabilité du véhicule de type "porteur" en lacet et en roulis. Nous étudions la possibilité d'améliorer les performances de tels systèmes en combinant les actions de freins aux actions d'autres actionneurs disponibles sur le véhicule de distribution, tels que les directions actives avant et arrière. Le véhicule de distribution considéré dans notre cas est sur-actionné car le nombre d'actionneur dépasse le nombre de degrés de liberté contrôlés par ces actionneurs. Nous appliquons deux types de commande adaptés au contrôle des systèmes sur-actionnés: le premier est basé sur la structure hiérarchisée (connu sous le nom de structure avec "allocation de contrôle") et le deuxième est basé sur la structure non-hiérarchisée par "commande prédictive à base de modèle". Dans ce travail, nous adaptons ces deux approches à la problématique du contrôle du véhicule poids lourd de type "porteur". Le développement de la commande passe par la modélisation de la dynamique du véhicule, la validation des modèles et l'analyse de sa stabilité. Les résultats de simulation de prestations ISO, reproduisant des situations réelles et déstabilisantes pour le véhicule, sur le modèle représentatif du comportement réel du véhicule poids lourd démontrent l'efficacité de la commande développée et permettent d'évaluer le gain d'utilisation des actions combinées des actionneurs du véhicule par rapport au schéma classique. Ils permettent en outre de porter un jugement sur les deux types de commandes mises en œuvre.

Ces travaux de thèse traitent des problèmes de maintenance associés aux véhicules industriels. Ils se concentrent sur la planification des opérations de maintenance et sur le développement d'une méthodologie de conception pour la maintenance. Le but est de proposer une offre de maintenance personnalisée en fonction de chaque véhicule et capable de s'adapter aux contraintes des utilisateurs. Dans l'industrie du transport, ces contraintes se caractérisent par un nombre d'opportunités de maintenance limité et des immobilisations à fortes conséquences financières. Cette offre a vocation à garantir un niveau de disponibilité élevé tout en réduisant l'impact de la maintenance sur les coûts globaux d'exploitation. Dans ce cadre, la politique de maintenance développée vise à assurer, moyennant un certain risque, l'autonomie d'un système multi-composant sur des périodes d'opérations données. Pendant ces périodes, aucune opération de maintenance et aucune défaillance du système ne doivent venir perturber la réalisation des missions. A la fin de chaque période, la politique considérée évalue la nécessité d'une intervention de maintenance pour assurer la prochaine période avec un niveau de confiance spécifié. Lorsque la maintenance est jugée indispensable, des critères intégrant les coûts et l'efficacité de la maintenance sont introduits pour sélectionner les opérations à réaliser. Cette forme originale de regroupement dynamique s'appuie à la fois sur les modèles de fiabilité des composants, sur la structure fiabiliste du système et sur les informations de surveillance disponibles en ligne. Celles-ci se composent d'informations liées à l'état de santé des composants mais également à leurs conditions d'utilisation. La flexibilité du processus permet d'intégrer, dans la décision, des niveaux d'informations différents suivant les composants. Les paramètres de cette politique, à savoir la longueur de la période et le niveau de confiance, sont optimisés en fonction du coût total de maintenance. Ce coût, évalué sur un horizon fini, intègre les coûts directs associés aux opérations de maintenance et les coûts indirects engendrés par les immobilisations. Pour envisager une réduction significative des coûts d'exploitation du système, l'optimisation de la politique de maintenance seule ne suffit pas. Il est primordial de mener une réflexion plus large associant le système et sa maintenance dès la conception. Pour diriger cette réflexion, la méthodologie de conception proposée hiérarchise, à l'aide d'un facteur d'importance original, l'impact des composants sur les coûts d'exploitation. Différentes options de conceptions sont ensuite évaluées, par simulation, sur les composants jugés prioritaires. Les options retenues conduisent à réduire les coûts globaux d'exploitation. Des résultats de simulation permettent d'illustrer les méthodes développées. Une application sur un sous-système du véhicule industriel est également réalisée. / This thesis research work focuses on the maintenance operations scheduling and the development of a design methodology for maintenance. The aim is to suggest a customized maintenance service offer for each vehicle and able to adapt to user constraints. In the transport industry, these constraints are defined by a limited number of maintenance opportunities and vehicle unplanned stops with significant financial consequences. This service offer should enable both to improve the vehicle uptime and to reduce the maintenance impact on operating costs. In this framework, the developed maintenance policy ensures, with a given risk probability, maintenance free operating periods for a multi-component system. During these periods, the system should be able to carry out all its assigned missions without maintenance actions and system fault. And the end of each period, the considered policy evaluates if a maintenance action is required to ensure maintenance-free and fault-free operation on the next period with a specified confidence level. When a maintenance action is mandatory, decision criteria considering the maintenance costs and the maintenance efficiency are used to select the operations to be performed. This form of dynamic clustering, called time-driven clustering, integrates both the component reliability models, the system structure and the available monitoring information. In our case, the monitoring information refers to the component state information and information on the component operating conditions. The process flexibility makes possible to make a maintenance decision in using different information levels for system components. The policy parameters, namely the period length and the confidence level value, are optimized based on the total maintenance cost. This cost, evaluated on a finite horizon, is composed of directs costs related to maintenance operations and indirect costs generated by system immobilizations. In order to reach a significant operating costs reduction, the maintenance policy optimization alone is not sufficient. It is essential to have a broader approach to involve the system and its maintenance since the conception. In this context, the developed design methodology suggests to prioritize the components impact on the operating costs. This prioritization is performed thanks to a defined importance factor. Then, multiple design options are evaluated by simulation in priority component. The selected options lead to reduce the operating costs. This work contains simulation results that illustrate the methods mentioned above. Moreover, a heavy vehicle sub-system is used as a test-case.

Les systèmes de sécurité active du véhicule de distribution sont utilisés pour réduire la survenue de situations accidentogènes ou aider le conducteur dans de telles situations pour éviter l'accident. Dans cette étude, nous nous intéressons à la prévention des accidents liés à la perte de contrôle du véhicule par le conducteur. Une partie de ces accidents peut être prévenue par l'utilisation de systèmes de sécurité active de type ESP, qui résout les problèmes d'instabilité du véhicule de type "porteur" en lacet et en roulis. Nous étudions la possibilité d'améliorer les performances de tels systèmes en combinant les actions de freins aux actions d'autres actionneurs disponibles sur le véhicule de distribution, tels que les directions actives avant et arrière. Le véhicule de distribution considéré dans notre cas est sur-actionné car le nombre d'actionneur dépasse le nombre de degrés de liberté contrôlés par ces actionneurs. Nous appliquons deux types de commande adaptés au contrôle des systèmes sur-actionnés: le premier est basé sur la structure hiérarchisée (connu sous le nom de structure avec "allocation de contrôle") et le deuxième est basé sur la structure non-hiérarchisée par "commande prédictive à base de modèle". Dans ce travail, nous adaptons ces deux approches à la problématique du contrôle du véhicule poids lourd de type "porteur". Le développement de la commande passe par la modélisation de la dynamique du véhicule, la validation des modèles et l'analyse de sa stabilité. Les résultats de simulation de prestations ISO, reproduisant des situations réelles et déstabilisantes pour le véhicule, sur le modèle représentatif du comportement réel du véhicule poids lourd démontrent l'efficacité de la commande développée et permettent d'évaluer le gain d'utilisation des actions combinées des actionneurs du véhicule par rapport au schéma classique. Ils permettent en outre de porter un jugement sur les deux types de commandes mises en œuvre. / The active safety systems for the delivery heavy vehicle are used to reduce the hazardous situations and assist the driver in such situations to avoid accidents. This study is focused on the prevention of accidents associated with the loss of control by the driver. Some of these accidents can be prevented by the use of active safety systems such as ESP, which solves the problems of the roll and yaw instability of the single unit heavy vehicles. We study the possibility of improving the performances of such systems by combining the braking actions to actions of other actuators available on the vehicle, such as active front and rear steering systems. The heavy vehicle considered in this study is over-actuated, since the number of actuators exceeds the number of degrees of freedom controlled by these actuators. We apply two control strategies to the over-actuated vehicle control: the first one is the hierarchical control also known as control structure with control allocation, the second one is the model predictive control. In this work, we adapt these two approaches to the single unit heavy vehicle control. The control development passes through vehicle dynamics modeling, models validation and stability analysis. Simulation results of the ISO features, representing real hazardous situations, performed on the high-fidelity model, demonstrate the effectiveness of the developed control and allow evaluating the gain of using the combined actions of actuators in comparison with the classical scheme. The obtained results also allow to judge on two implemented control strategies.

Le marché des véhicules électriques est animé par une dynamique très positive. Il s'agit cependant essentiellement d'un marché de niche. Il est donc légitime de s’interroger quant à son avenir.D'une part, cette dynamique est portée par de fortes préoccupations environnementales et bénéficie d'un large soutien des autorités publiques. Les constructeurs automobiles ont ces dernières années fortement investi dans cette technologie, les progrès technologiques sont rapides et offrent des perspectives intéressantes.D'autre part, des subventions conséquentes sont aujourd’hui nécessaires pour permettre aux véhicules électriques d’être compétitifs. Il est inévitable que ces subventions diminuent si le marché grandit. Deux mécanismes opposés sont donc en jeu et rendent incertain le développement du marché des véhicules électriques pour les années à venir.Notre recherche propose d'analyser ces mécanismes pour les véhicules utilitaires légers, et plus particulièrement pour le transport urbain de marchandises. Les besoins des entreprises de transport de marchandises sont évalués à travers une quarantaine d'entretiens, menés dans quatre pays européens et analysés à la lumière de la théorie de la diffusion de l'innovation. Ces entretiens mettent en évidence les obstacles opérationnels et économiques à l'utilisation de véhicules électriques, qui sont liés à la technologie elle-même mais aussi à sa nouveauté.Une approche quantitative complète cette étude. Elle s’appuie sur un modèle de prédiction de parts de marché, qui quantifie la façon dont les contraintes économiques et opérationnelles évoluent avec les développements technologiques. Ces contraintes sont mesurées par deux indicateurs: l'adéquation de l'autonomie du véhicule avec son usage et les comparaisons de coûts totaux de possession (TCO). Une originalité du modèle est qu’il traite le montant des subventions à l’achat d’un véhicule électrique comme une variable endogène, qui s’adapte dynamiquement aux évolutions du marché.Afin de compenser le manque de données disponibles sur les usages des véhicules utilitaires, un modèle statistique a été développé. Ce modèle permet d’exploiter au mieux les données d'une enquête sur les véhicules utilitaires légers en France, menée par le service de la donnée et des études statistiques (SDES) du Ministère de la Transition Écologique et Solidaire / Freight transport. The needs of freight transport companies are assessed through some forty interviews conducted in four European countries and analyzed in the light of innovation diffusion theory. These interviews highlight the operational and economic obstacles to the use of electric vehicles, which are linked to the technology itself but also to its novelty.A quantitative approach completes this study. It is based on a market share prediction model, which quantifies how economic and operational constraints evolve with technological developments. These constraints are measured by two indicators: the vehicle's range adequacy given its use and total cost of ownership (TCO) comparisons. An original feature of the model is that it treats the amount of subsidies for the purchase of an electric vehicle as an endogenous variable that dynamically adapts to market developments.In order to compensate for the lack of available data on commercial vehicle uses, a statistical model has been developed. This model makes the best use of data from a survey on light commercial vehicles in France, conducted by the statistical department of the Ministry of the Environment (SDES).These analyses confirm that the development of the electric vehicle market is not certain and that it is currently extremely dependent on public support. Even in scenarios of continued financial support from public administrations, exponential market growth is unlikely. Rather, the market will grow slowly for many years to come, the time for technology to overcome its8dependence on public financial support. For example, our reference scenario forecasts a 13% market share for electric vans in 2032

La question générale de cette recherche porte sur l’identification et l’analyse de la diversité des usages de systèmes techniques complexes, les Véhicule Utilitaires Légers (VUL), réalisés par un groupe hétérogène d’utilisateurs professionnels pour contribuer à une typologie des usages. Cette dernière est destinée à servir de ressource informationnelle pour les acteurs de la conception de ces véhicules. Ce travail s’articule autour de deux orientations.■ La première orientation vise l’analyse de la diversité des usages afin d’en faire ressortir des critères structurant. Pour cela, nous proposons une unité d’analyse transverse à l’ensemble des activités : les « usages situés d’un système multi-instrumenté (SMI) ». Nous les définissons comme l’ensemble des actions de l’utilisateur dirigées vers un but et servant une activité générale et située, impliquant tout ou une partie du SMI en tant que médiateur ou objet de l’activité. Un SMI représente le sous-système d’instruments construit par l’utilisateur à partir d’un système technique complexe.Les analyses s’appuient sur deux séries d’observations (exploratoires et systématiques outillées) auprès d’une diversité d’utilisateurs. Les résultats montrent qu’il existe des dimensions plus larges que les différents pôles de l’activité instrumentée influençant la réalisation des usages. En effet, l’utilisateur entretient des interrelations complexes avec les ressources de son action ; les caractéristiques de l’activité générale que les usages permettent et les caractéristiques de la situation au sein de laquelle ils sont réalisés. Il existe ainsi différents types d’usages en fonction de la place du SMI au sein de l’usage et de l’objet de l’usage.■ La seconde orientation poursuit un travail de réduction de la diversité des usages dans une perspective de catégorisation. Créer une catégorisation induit la définition d’une unité d’analyse qui sous-tend la construction des catégories et les variables permettant leur discrimination. Pour cela, nous proposons de mobiliser une seconde unité d’analyse, les « classes de situations d’usages d’un SMI », permettant de monter en généralisation à travers l’identification de variables structurant les usages.Mais la simple construction d’une catégorisation n’est pas suffisante au regard des caractéristiques des processus de conception de l’entreprise et des différents besoins informationnels de ses acteurs. Nous proposons donc un premier travail de compréhension de ces processus, des tâches des différents acteurs qui y contribuent et de leurs besoins informationnels associés en termes d’usages des utilisateurs finaux. Pour cela, une série d’entretiens semi-directifs a été menée auprès d’acteurs de la conception : 1) dont certaines tâches impliquent la prise en compte des usages des VUL ; 2) réalisant des activités distinctes à différentes périodes et/ou processus de conception. Les résultats offrent des lignes directrices pour contribuer à l’évolution de la typologie des usages.Ces différents travaux permettent de proposer différentes pistes de développement de la typologie des usages existante dans l’entreprise. Celles-ci couvrent deux dimensions : 1) les données fournies par la typologie et leur mode de présentation ; 2) la méthode de mise à jour de ces données. / The main purpose of this research is based on identifying and analysing the usages diversity of complex technical systems, Light Commercial Vehicles (LCV), carried out by heterogeneous professional users so as to contribute to a typology of usages. The aim of the typology is to serve as an informational resource for the actors of the design process. This work revolves around two directions. ■ The first direction focuses on the analysis of the usages diversity so as to be able to put to the fore the structuring criteria. To this end, we propose a transversal analysis unit to all the activities: “the situated usages of a multi instrumented system (MIS)”. We define them as all the user’s actions directed towards a specific goal that performs a general and situated activity, and involves all or part of the MIS as a mediator or object of the activity. The MIS represents the sub-instrumental system built from a complex technical system by the user. The analyses are based on two sets of observations (exploratory and systematic ones) among a variety of users. The results show that there are wider dimensions to the several poles of the instrumented activity influencing the realization of the usages. Indeed, the user is having complex interrelations with the resources of his action and with the characteristics of the global activity allowed by the usages and the characteristics of the situation under which they are produced. Therefore there are different types of usages depending on the SMI position within the usage and the object of the usage.■ The second direction aims at a reduction of the usages diversity purpose so as to achieve of categorization. Creating a categorization implies the need to define an analysis unit that underlies the construction of categories and variables allowing their discrimination. To this end, we propose to highlight a second analysis unit, “the usages situations’ classes of a SMI”, to enable further generalization through variables that structure the usages.But the sole conception of a categorization is not sufficient enough compared to the company’s design characteristics and to the various informative needs of its actors. As a consequence we propose a first task to apprehend the understanding of the processes involved as well as the different agents’ assignments which contribute to this understanding and to the informational needs in terms of final users’ usages they may require. In order to do so, a series of semi structured interviews were held with those involved in design: 1) some tasks imply the necessity to take into account LCV usages; 2) the performing of distinct activities at various set times and/or design processes. The results offer guidelines to contribute to the evolution of the typology of usages.These various works conducted enable us to propose different ways of developing the existing typology of usages in the company. They cover two dimensions: 1) the data provided by typology itself and one’s way to present it; 2) the methodology used to update the data.