Ce travail présente des modèles d'écoulement en temps continu de flux de trafic routier. En premier lieu, il s'agit de modèles microscopiques de poursuite. Un modèle par systèmes d'équations différentielles couplées est proposé, basé sur le temps inter-véhiculaire. Ce modèle intègre un temps de réaction et des possibilités d'anticipation pour chaque véhicule. Les paramètres sont estimés par maximum de vraisemblance dans un modèle statistique à deux niveaux. Des simulations permettent de caractériser le comportement d'une file de véhicules. Dans une approche stochastique, un modèle d'évolution de la distance inter-véhiculaire est étudié à l'aide du processus Markovien de saut zero-range. L'introduction d'un temps de réaction tend à produire des ondes cinématiques. D'autre part, un modèle d'écoulement de trafic par le processus Markovien de saut des misanthropes est proposé. Il s'agit d'une modélisation au niveau mésoscopique, adaptée à la simulation de flux de trafic sur un réseau / This work presents different continuous-time traffic flow models. Microscopic models are considered first. A model by coupled differential equation system is proposed, based on the time gap. It incorporates a reaction time parameter and some anticipation possibilities, for each vehicle. The parameters are estimated by maximum likelihood over a two-level statistical model. Simulations allow to characterise the behaviour of a vehicles line. In a stochastic approach, a model of the distance gap evolution is studied with a zero-range process. The introduction of a reaction time parameter produces kinematics waves. On the other hand, traffic flow model by a misanthropes process is proposed. It is a mesoscopic approach, adapted to the simulation of traffic flow on a network

La première partie de cette thèse a consisté à proposer des modèles d'insertion de trafic sur une bretelle d'entrée d'autoroute. Deux types de modélisation ont été élaborés. Une approche statistique utilisant les techniques de régression logistique nous a permis de sélectionner les variables jouant un rôle dans le choix par les véhicules provenant de la voie d'accélération du lieu où ils s'insèrent. Dans un second temps, nous effectuons une modélisation comportementale basée sur le principe d'acceptation de créneaux. Les modèles proposés ont été validés à l'aide de données issues d'un site d'observations expérimentales situé près d'Angers, le site SAROT. La seconde partie est consacrée au développement d'une méthode particulaire probabiliste permettant de simuler un modèle mésoscopique de trafic : le modèle cinétique de Paveri-Fontana. La complexité algorithmique de cette méthode proposée comme alternative aux méthodes déterministes couramment utilisées est optimisée. La comparaison des résultats obtenus à ceux d'une méthode déterministe plus standard de différences finies sur des cas-tests bien choisis a permis de valider la méthode particulaire. Ces expériences numériques ont mis en valeur ses qualités notamment sa rapidité (coût numérique) par rapport à la méthode déterministe ainsi que sa capacité à mieux reproduire certains phénomènes observés dans le trafic / The first part of this thesis is dedicated to the optimization of the lengths of acceleration lanes using microscopic data collected from real traffic. The insertions on the highway junctions can indeed be especially dangerous considering the difference between the speeds on the on ramp merge lane and those on the highway lanes. We develop and analyse some microscopic merging models. We first propose a statistical model based on the logistic regression techniques. Statistical hypothesis tests allow to select the most significant descriptive variables in the merging decision process. A behavioural modelling taking those variables into account is next proposed to better capture the interactions by including some thresholds on the gaps between the merging vehicles and freeway vehicles. The models are validated using real traffic data collected at the SAROT site near Angers. Secondly, traffic simulation at the mesoscopic scale is mostly based on deterministic numerical schemes. However, these methods have a high computational cost. The objective of the second part of this thesis is to present a new method to simulate the Paveri-Fontana kinetic model through a probabilistic approach. We interpret the evolution equation in this model as a Fokker-Planck equation and deduce an approximation based on a system of interacting particles. The algorithmic complexity of this method is optimized. We have performed a numerical comparison between the probabilistic method and a deterministic method on some cases study. The qualitative analysis highlights the benefits of the particle method such as its computation cost and its ability to reproduce some typical traffic effects

Le présent travail de recherche s'inscrit dans le cadre de la caractérisation de l'émission de bruit des véhicules routiers. On désire identifier les sources de bruit d'un véhicule en mouvement, lors de son passage sur une voie de circulation en conditions réelles, à partir de mesures acoustiques effectuées à poste fixe en bord de voie. Les méthodes d'imagerie acoustique utilisées actuellement présentent des performances insuffisantes sur véhicules routiers. Un état de l'art a permis d’identifier une méthode existante, MSA-PSF, consistant à effectuer sous certaines hypothèses une déconvolution sur sources mobiles dans le domaine fréquentiel, et originellement utilisée en aéronautique. Cette méthode est ici adaptée au contexte des véhicules routiers. Dans un deuxième temps, une approche originale est introduite pour répondre spécifiquement aux contraintes de ce contexte : CLEANT. Il s’agit d’une méthode itérative, dans le domaine temporel avec une approche large bande, qui prend en compte les effets du déplacement des sources et qui comporte deux paramètres permettant d’affiner les résultats : le facteur de boucle et le critère d’arrêt. Une version filtrée en fréquence est également proposée et montre une amélioration de l’identification de sources secondaires dans certains cas. CLEANT présente l’avantage d’obtenir des signaux-sources temporels reconstruits, ouvrant la voie à d’autres analyses, en particulier l’utilisation de la cohérence avec des signaux issus de mesures embarquées pour la séparation des contributions de sources décorrélées. MSA-PSF et CLEANT sont évaluées sur des simulations numériques à l'aide d'indicateurs mesurant leurs performances sur les aspects localisation et quantification de sources. Elles sont par la suite testées expérimentalement en conditions contrôlées de laboratoire, par l'utilisation d'une source mobile. Cette expérience permet une première application à un cas pratique, impliquant un mouvement linéaire, la présence de deux sources simultanées et des signaux de différentes natures (tonale et large bande). Enfin, elles sont comparées à l’approche classique de formation de voies sur source mobile, dans le cadre d’une expérience avec véhicule en conditions réelles. L'approche originale CLEANT fournit des résultats très encourageants, représentant une amélioration de la formation de voies classique, notamment en basse fréquence sur les cas testés. L'application à un véhicule en conditions réelles illustre certains comportements potentiellement problématiques de CLEANT et les solutions apportées par sa version filtrée en fréquence ou par l'ajustement de ses différents paramètres. Un premier test des approches par référencement avec des signaux issus de mesures embarquées est également présenté pour discriminer l'origine physique des sources, et souligne l'incidence de la brièveté des signaux inhérente au contexte de sources au passage. / The study detailed in this manuscript is part of the effort to characterize the noise emission from road vehicles. We wish to identify the noise sources of a moving vehicle, when driven on a roadway in real-world conditions, with roadside acoustic measurements. The current acoustic imaging methods do not provide sufficient performance on road vehicles. A state of the art led to the selection of an existing method, MSA-PSF, which consists in deconvolving signals from mobile sources in the frequency domain under certain assumptions, and was originally developed for aeroacoustics. This method is adapted here to the context of road vehicles. Then, an original approach is proposed in order to tackle the specific constraints of this context: CLEANT. This is an iterative method, performed in time domain with a wideband approach, which takes into account the effect of sources motion and includes two parameters designed to refine the result: the loop factor and the stopping criterium. A further version of the algorithm, including a frequency filter, is also proposed and shows significant improvement in identifying secondary sources in some particular cases. An interesting point of CLEANT is the availability of the sources reconstructed time signals, which enables other types of analysis, especially the use of the coherence with signals from on-board measurements in order to separate the contributions of uncorrelated sources. MSA-PSF and CLEANT are evaluated with numerical simulations and a set of indicators to measure their source localization and quantification performance. They are then tested in a controlled laboratory conditions experiment, using a moving source. This experiment represents a first application of the methods to a practical case, involving a linear motion, two simultaneous sources and different kinds of signals (tone and wideband). They are finally compared to the classical approach of moving source beamforming, within the frame of an experiment on a road vehicle, in real-world conditions. The original approach CLEANT yields very encouraging results, and is a clear improvement from the conventional beamforming, especially at low frequency for the tested cases. Applying it to a road vehicle in real-world conditions highlights a potentially troublesome behavior of the method, and the solution brought by CLEANT's frequency filtered version, or by adapting its various parameters. The coherence with reference signals to discriminate the physical origins of the sources is also tested and underlines the role of the short duration of the signals related to the sources passing-by context.

Ce travail porte sur la quantification d'incertitude dans la modélisation des émissions de polluants atmosphériques dues au trafic routier d'une aire urbaine. Une chaîne de modélisations des émissions de polluants atmosphériques est construite, en couplant un modèle d’affectation dynamique du trafic (ADT) avec un modèle de facteurs d’émission. Cette chaîne est appliquée à l’agglomération de Clermont-Ferrand (France) à la résolution de la rue. Un métamodèle de l’ADT est construit pour réduire le temps d’évaluation du modèle. Une analyse de sensibilité globale est ensuite effectuée sur cette chaîne, afin d’identifier les entrées les plus influentes sur les sorties. Enfin, pour la quantification d’incertitude, deux ensembles sont construits avec l’approche de Monte Carlo, l’un pour l’ADT et l’autre pour les émissions. L’ensemble d’ADT est évalué et amélioré grâce à la comparaison avec les débits du trafic observés, afin de mieux échantillonner les incertitudes / This work focuses on the uncertainty quantification in the modeling of road traffic emissions in a metropolitan area. The first step is to estimate the time-dependent traffic flow at street-resolution for a full agglomeration area, using a dynamic traffic assignment (DTA) model. Then, a metamodel is built for the DTA model set up for the agglomeration, in order to reduce the computational cost of the DTA simulation. Then the road traffic emissions of atmospheric pollutants are estimated at street resolution, based on a modeling chain that couples the DTA metamodel with an emission factor model. This modeling chain is then used to conduct a global sensitivity analysis to identify the most influential inputs in computed traffic flows, speeds and emissions. At last, the uncertainty quantification is carried out based on ensemble simulations using Monte Carlo approach. The ensemble is evaluated with observations in order to check and optimize its reliability

La voie romaine Lyon-Trèves est un axe de communication majeur, qui organise une part importante de la circulation routière dans la Gaule de l’Est. Si elle a fait l’objet, depuis le XVIIIe siècle, de nombreuses recherches, peu d’études s’intéressent directement à son architecture et à ses caractéristiques, et de nombreuses parts d’ombre demeurent.Cette thèse propose donc un examen archéologique de celle-ci et de son environnement proche entre Lyon (69) et Metz (57), afin d’en préciser les connaissances. Une première partie se concentre sur l’étude des modes de construction, des caractéristiques structurelles et du tracé de la voie. Elle révèle la diversité des solutions techniques employées, ainsi qu’une forte adaptabilité aux différents contextes rencontrés. Par ailleurs, l’utilisation d’outils SIG a permis la mise en place d’une importante réflexion sur les temps de déplacement le long de la route. Ce fut également l’occasion de mener des calculs de modélisation pour retrouver le tracé de la voie dans des secteurs où il restait incertain. Dans une seconde partie, l’environnement de la route est examiné afin de préciser nos connaissances sur l’organisation et l’évolution de cette dernière. Une attention particulière est portée aux zones funéraires et aux structures militaires et défensives jalonnant la voie, afin de comprendre leur relation avec l’axe routier. Les occupations rurales font l’objet d’une étude spécifique, qui met en avant leur complexité et leur aspect multifonctionnel. Enfin, l’ensemble de ces études sont mises en perspective afin de préciser la chronologie de la voie Lyon-Trèves, que ce soit au niveau de sa date de construction ou de ses évolutions postérieures. / The Lyon-Trier roman road is a major axis of communication, which organises an important part of the road traffic in the Eastern Gaul. It has been the subject, since the 18th century, of many researches, but few studies focused directly in its architecture and its characteristics, and many shares of shade remain. This thesis offers therefore an archaeological examination of this one and of its close environment between Lyon (69) and Metz (57), in order to specify their knowledge. A first part concentrates on the study of the methods of building, the structural features and the course of the road. It reveals the diversity of used technical solutions, as well as a strong adaptability with the various contexts met. Moreover, the use of GIS softwares allowed the realization of an important analysis on travel times along the road. It was also the occasion to carry out spatial modelling operations to find the course of the road in sectors where it remained uncertain. In a second part, the environment of the road is examined to specify our knowledge of the organisation and the evolution of the latter. A particular attention is carried to the funeral area and to military and defensive structures bordering the route, in order to understand their relation with the roman road. The rural occupations are the object of a specific study, which highlights their complexity and their multifunctional aspect. Finally, all these studies are put in perspective to specify the chronology of the Lyon-Trier roman road, both for his date of building and for its posterior evolutions.

Dans la première partie on étudie un réseau routier sur lequel circule un trafic entre plusieurs origines et plusieurs destinations. Toutes les caractéristiques du réseau ainsi que les données de trafic sont supposées constantes dans le temps. Sachant que les usagers de ce réseau s'affectent suivant le principe de Wardrop, comment alors en abaissant éventuellement les capacités réelles des arcs du réseau, peut-on minimiser le temps total passé par tous les usagers de ce réseau. Dans la deuxième partie, on étudie les absorbants d'une classe de graphes définie par Claude Benzaken et P. L. Hammer.

L'objectif de cette thèse est d'évaluer l'incidence de la pollution azotée des transports sur les écosystèmes de montagne, mais aussi de montrer que la géographie propose une approche complémentaire à celles des chimistes ou des biologistes. Deux vallées Pyrénéennes ont été choisies comme terrain d'étude : le site de Biriatou/Saint-Jean-de-Luz, un axe de passage international (A63) confronté à une progression considérable du trafic, notamment poids lourds avec plus de 7500 PL par jour durant l'année 2000, et la vallée d'Aspe (RN134), pour faire un état de la situation avant l'ouverture du nouveau tunnel routier international du Somport. La recherche dans le domaine de la pollution atmosphérique du trafic routier pose de nombreuses difficultés méthodologiques. Etablir une cartographie de cette pollution constitue pourtant un préalable indispensable à l'étude des risques induits par le trafic. Un modèle de diffusion spatiale de la pollution a été mis en œuvre dans cette optique. Le polluant retenu pour cette étude est le dioxyde d'azote (NO2) car il contribue – avec les autres polluants azotés – à l'acidification et à l'eutrophisation des eaux et des sols. Une méthode intégrant la topographie a permis d'établir une cartographie des dépôts azotés pour les deux secteurs d'étude. Nous montrons que l'évaluation du dépôt polluant (l'aléa) ne permet pas – à elle seule – de déterminer le risque. Chaque écosystème possédant des caractéristiques qui lui sont propres (capacité tampon du sol, nature de la végétation notamment), la vulnérabilité traduite en termes de charges critiques diffère en fonction des conditions environnementales. C'est à travers la mise en relation spatiale des niveaux de pollution avec la connaissance des milieux naturels que les zones à risques peuvent être localisées. La méthodologie proposée dans cette thèse a permis de montrer que les risques environnementaux liés aux transports routiers sont bien réels, même lorsque le trafic est faible selon les conditions de dispersion.

On étudie dans ce travail des systèmes de lois de conservation hyperboliques. La première partie étudie le temps d'existence des solutions régulières et régulières par morceaux de la dynamique des fluides compressibles. Après avoir présenté l'état de l'art en matière de solutions régulières, on montre une extension d'un théorème de Grassin à des gaz de Van der Waals. On étudie ensuite les solutions ondes de chocs : on poursuit l'approche de T. T. Li pour estimer leur temps d'existence dans le cas isentropique à symétrie sphérique, et l'approche de Whitham afin d'obtenir une équation approchée vérifiée par la surface de discontinuité. Dans une deuxième partie, motivée par la modélisation d'un rond-point en trafic routier, on étudie une extension multi-classe du modèle macroscopique de Lighthill-Whitham-Richards sur une route infinie avec des jonctions. On différencie les véhicules selon leur origine et leur destination et on introduit des conditions aux bords adaptées au niveau des jonctions. On obtient existence et unicité d'une solution au problème de Riemann pour ce modèle. Des simulations numériques attestent que les solutions obtenues existent en temps long. On aborde enfin le problème de Cauchy par la méthode de front tracking. La dernière partie concerne les lois de conservation scalaires. La première question abordée est le contrôle de la variation totale de la solution et la stabilité des solutions faibles entropiques par rapport au flux et à la source. Ce résultat nous permet d'étudier des équations avec flux non-local. Une fois établi leur caractère bien posé, on montre la Gâteaux-différentiabilité du semi-groupe obtenu par rapport aux conditions initiales.

On étudie dans ce travail des systèmes de lois de conservation hyperboliques. La première partie étudie le temps d'existence des solutions régulières et régulières par morceaux de la dynamique des fluides compressibles. Après avoir présenté l'état de l'art en matière de solutions régulières, on montre une extension d'un théorème de Grassin à des gaz de Van der Waals. On étudie ensuite les solutions ondes de chocs : on poursuit l'approche de T. T. Li pour estimer leur temps d'existence dans le cas isentropique à symétrie sphérique, et l'approche de Whitham afin d'obtenir une équation approchée vérifiée par la surface de discontinuité. Dans une deuxième partie, motivée par la modélisation d'un rond-point en trafic routier, on étudie une extension multi-classe du modèle macroscopique de Lighthill-Whitham-Richards sur une route infinie avec des jonctions. On différencie les véhicules selon leur origine et leur destination et on introduit des conditions aux bord adaptées au niveau des jonctions. On obtient existence et unicité d'une solution au problème de Riemann pour ce modèle. Des simulations numériques attestent que les solutions obtenues existent en temps long. On aborde enfin le problème de Cauchy par la méthode de front tracking. La dernière partie concerne les lois de conservation scalaires. La première question abordée est le contrôle de la variation totale de la solution et la stabilité des solutions faibles entropiques par rapport au flux et à la source. Ce résultat nous permet d'étudier des équations avec flux non-local. Une fois établi leur caractère bien posé, on montre la Gâteaux-différentiabilité du semi-groupe obtenu par rapport aux conditions initiales.

La détermination des risques relatifs d'insécurité primaire nécessite de connaître la population à risque d'être accidentée. L'exposition au risque routier est difficile à analyser : elle est multidimensionnelle et rarement renseignée. Un état de l'art du concept d'exposition est tout d'abord dressé pour préciser ses spécificités. La détermination des risques d'accident, lorsque l'information sur l'exposition est disponible, est présentée à travers les approches de cohorte, cas-témoins et celle accidentologique estimant des taux d'accidents. Les méthodes d'exposition induite et de quasi exposition-induite, utilisées pour déterminer les risques d'accident en l'absence d'information d'exposition, sont ensuite comparées à l'approche castémoins. Enfin, la portée, en termes de sécurité routière primaire, de résultats obtenus uniquement sur données de sécurité secondaire est discutée. Ce travail décrit les forces et faiblesses des différentes méthodes utilisées pour prendre en compte le rôle de l'exposition au risque routier dans les analyses observationnelles des accidents de la route