Cette thèse décrit la construction d'un modèle de réseaux non-directionnels (e.g. réseaux routiers), fondé sur les contours actifs d'ordre supérieur (CAOSs) et les champs de phase développés récemment, et introduit une nouvelle famille des CAOSs des champs de phase pour des réseaux directionnels (e.g. réseaux hydrographiques en imagerie de télédétection, vaisseaux sanguins en imagerie médicale). Dans la première partie de cette thèse, nous nous intéressons à l'analyse de stabilité d'une énergie de type CAOSs aboutissant à un ‘diagramme de phase'. Les résultats, qui sont confirmés par des expériences numériques, permettent une bonne sélection des valeurs des paramètres pour la modélisation de réseaux non-directionnels. Au contraire des réseaux routiers, les réseaux hydrographiques sont directionnels, i.e. ils contiennent un ‘flux' monodimensionnel circulant dans chaque branche. Cela implique des propriétés géométriques spécifiques des branches et particulièrement des jonctions, propriétés qu'il est utile de traduire dans un modèle, pour l'extraction de réseaux. Nous développons donc un modèle de champ de phase non-local de réseaux directionnels, qui, en plus du champ de phase scalaire décrivant une région par une fonction caractéristique lisse et qui interagit non-localement afin que des configurations de réseaux linéiques soient favorisées, introduit un champ vectoriel représentant le ‘flux' dans les branches du réseau. Ce champ vectoriel est contraint d'être nul à l'extérieur, et de magnitude égale à 1 à l'intérieur du réseau ; circulant dans le sens longitudinal des branches du réseau ; et de divergence très faible. Cela prolonge les branches du réseau ; contrôle la variation de largeur tout au long une branche ; et forme des jonctions non-symétriques telles que la somme des largeurs entrantes soit approximativement égale à celle des largeurs sortantes. En conjonction avec une nouvelle fonction d'interaction pour le champ de phase scalaire, le modèle assure aussi une vaste gamme de valeurs des largeurs stables des branches. Ce nouveau modèle a été appliqué au problème d'extraction de réseaux hydrographiques à partir d'images satellitaires très haute résolution.

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la vision embarquée pour la détection et la reconnaissance d'obstacles routiers, en vue d'application d'assistance à la conduite automobile.A l'issue d'une étude bibliographique, nous avons constaté que la problématique de détection d'obstacles routiers, notamment des piétons, à l'aide d'une caméra embarquée, ne peut être résolue convenablement sans recourir aux techniques de reconnaissance de catégories d'objets dans les images. Ainsi, une étude complète du processus de la reconnaissance est réalisée, couvrant les techniques de représentation,de classification et de fusion d'informations. Les contributions de cette thèse se déclinent principalement autour de ces trois axes.Notre première contribution concerne la conception d'un modèle d'apparence locale basée sur un ensemble de descripteurs locaux SURF (Speeded Up RobustFeatures) représentés dans un Vocabulaire Visuel Hiérarchique. Bien que ce modèle soit robuste aux larges variations d'apparences et de formes intra-classe, il nécessite d'être couplé à une technique de classification permettant de discriminer et de catégoriser précisément les objets routiers. Une deuxième contribution présentée dans la thèse porte sur la combinaison du Vocabulaire Visuel Hiérarchique avec un classifieur SVM.Notre troisième contribution concerne l'étude de l'apport d'un module de fusion multimodale permettant d'envisager la combinaison des images visibles et infrarouges.Cette étude met en évidence de façon expérimentale la complémentarité des caractéristiques locales et globales ainsi que la modalité visible et celle infrarouge.Pour réduire la complexité du système, une stratégie de classification à deux niveaux de décision a été proposée. Cette stratégie est basée sur la théorie des fonctions de croyance et permet d'accélérer grandement le temps de prise de décision.Une dernière contribution est une synthèse des précédentes : nous mettons à profit les résultats d'expérimentations et nous intégrons les éléments développés dans un système de détection et de suivi de piétons en infrarouge-lointain. Ce système a été validé sur différentes bases d'images et séquences routières en milieu urbain.

Le Transport A la Demande (TAD) est un système de transport qui propose un usage collectif des véhicules automobiles, par opposition à l'usage des véhicules personnels (VP). Situé entre le fonctionnement des taxis et celui des transports en commun classiques, il propose un service à la fois flexible dans le temps et dans l'espace à la manière des taxis, favorisant le partage des véhicules, comme les transports en commun. Il est ainsi présenté comme une réponse pour une mobilité durable. Dans les esprits, les TAD sont souvent associés à une réduction des émissions de polluants et sont mis en place principalement dans des territoires ruraux. Pourtant, le simple regroupement effectué par les TAD suffit-il pour que la mise en place des TAD soit profitable à l'environnement ? Dans ce travail de recherche de doctorat, un outil d'évaluation de l'impact environnemental d'un système de Transports À la Demande (TAD) destiné aux collectivités territoriales a été mis au point. Pour que choix soit durable, au sens du développement durable, le service doit être le plus adapté au contexte local en minimisant les émissions de substances dans l'atmosphère proche tout en conservant une qualité de service suffisante pour concurrencer l'usage du véhicule personnel. Un paramètre, directement impliqué dans les émissions de polluant, est souvent négligé dans les approches : le réseau routier. On cherche donc à identifier des lois et des seuils relatifs aux émissions de polluants produites par le fonctionnement d'un TAD : dans quelle mesure le réseau routier influe-t-il sur les performances environnementales des TAD ou sur la capacité de regroupement des clients dans les véhicules ? Selon quelles caractéristiques de service (fenêtres de temps autorisées) ? Plus globalement, est-ce que l'optimisation d'un même type de TAD est équivalente d'un réseau routier à un autre, du point de vue des émissions de polluants ? Aucun outil intégré permettant d'effectuer cette tâche n'étant disponible, nous avons mis au point une chaîne de traitement géomatique permettant d'estimer les quantités de polluants émises sur les tronçons de route dans le cadre du fonctionnement particulier des TAD et de les cartographier pour analyser leur répartition spatiale. Cet outil associe un SIG à un modèle d'émission que nous avons adapté à notre problématique (GREEN-DRT). Il est ressorti des différents scénarios simulés que les TAD ne sont pas systématiquement une solution pertinente dans un objectif de réduction globale des émissions de polluants sur un territoire donné. Le constat de la faible pertinence environnementale de ce mode de transport sur les territoires les moins denses (type zones rurales) a été fait, pourtant, ce sont sur ces territoires que les TAD sont développés en France. À défaut d'engendrer une réduction des émissions, ils ont souvent un rôle social important en se positionnant non pas comme une alternative à la voiture personnelle, mais en permettant à des populations captives de se déplacer. Il s'agit de ce cas de minimiser les émissions de polluants provoquées par le fonctionnement du service.

Thèse doct.-ing.--Paris VI, 1972. / Bibliogr. p. 285-287. Résumé en anglais, allemand, espagnol et russe.

Le retour d'expérience (REX), sous la forme d'analyses d'accident le plus souvent, constitue un instrument privilégié de management de la sécurité dans les organisations industrielles à hauts risques. Cette recherche s'inscrit dans le domaine de la sécurité dans les tunnels routiers et vise à proposer une approche intégrée du REX, qui repose sur le travail quotidien de gestion de la sécurité par les opérateurs en s'appuyant sur les espaces collectifs de construction de l'expérience. La thèse défendue est que la sécurité dans les environnements dynamiques tels que les tunnels routiers repose sur la capacité des collectifs de travail transverses à faire face aux imprévus, les perturbations quotidiennes comme les évènements. Cette capacité se construit notamment à travers les discussions entre opérateurs et avec leurs managers sur les difficultés de leur travail. Les dispositifs de REX doivent favoriser l'existence de débats sur l'activité pour améliorer la gestion de la sécurité et favoriser ainsi le développement de l'individu et de l'organisation. Cependant cela implique des conditions d'organisation pour que le débat soit possible et pérenne.Une intervention-recherche visant la conception d'un dispositif de REX fondé sur l'activité individuelle et collective a été réalisée chez un exploitant de tunnels routiers pour éclairer cette problématique. Les analyses menées en collaboration avec les opérateurs de l'exploitation avaient pour objectifs d'aider les opérateurs à mettre en relation la manière dont ils gèrent la sécurité sur le terrain avec la manière dont le REX traite les évènements. L'analyse du REX existant montre dans un premier temps qu'il est centré sur les évènements de trafic majeurs, faisant l'objet de procédures et de règles formelles, alors que les incidents critiques pour les opérateurs sont majoritairement des incidents d'exploitation, peu cadrés. Dans un second temps, l'analyse de l'activité montre que les opérateurs développent de façon informelle des instances d'échange collectif pour anticiper les aléas, s'organiser et analyser les évènements. Une démarche de simulation organisationnelle avec les opérateurs, les managers et les partenaires de la recherche a été engagée pour transformer le dispositif de REX. Elle débouche sur un REX élargi en termes de définition des évènements et d'acteurs impliqués. Le nouveau dispositif s'appuie sur les processus-métiers existants, tout en développant les instances collectives d'analyse inter-métiers et inter-organisations. Il structure les pratiques informelles d'organisation et de partage d'expérience des opérateurs. Des espaces de discussion inter-métiers sur les pratiques réelles ont pu s'élaborer à partir de simulations d'évènement, animés par des managers de proximité. L'expérimentation de cette méthodologie montre que ces espaces favorisent la confrontation des représentations, des pratiques et la transmission des connaissances. Ils permettent aussi l'élaboration de règles opérationnelles transverses et font émerger les besoins de règles formelles à relayer aux managers. Ils sont constructifs car ils participent au développement de l'organisation formelle autant que de l'activité des opérateurs. Cette méthodologie a favorisé la construction de l'expérience à partir de l'analyse des évènements.L'intervention-recherche a permis de revenir sur les classifications officielles des évènements dans les tunnels routiers. Les conditions et modalités de mise en place d'un REX intégré sont définies et discutées, ainsi que celles des espaces de discussion par simulation. L'ingénierie de l'intervention ergonomique de conception organisationnelle et la place de l'intervenant sont aussi revisitées à l'aune de nos résultats. / Operating experience feedback, mainly through accident analysis is a method of choice for safety management in high risk organizations. The present research takes place in the field of road tunnel safety, proposing an integrated approach of experience feedback from the daily management of safety by tunnel monitoring staff through collective spaces for discussion and experience building.Our hypothesis is that safety in such dynamic environments as road tunnels depends on the capacity of operating teams to face the unexpected events, disturbances and accidents. This capacity is built through discussions between operating staff and with the management about the difficulties encountered during work. The return on operating experience should allow the debate on work activity in order to reach a better safety management, foster individual development and a better organization. However, there are organizational conditions for the debate to be possible and sustainable.A research and intervention protocol was set up with a road tunnel operator to test and improve a scheme for the return on operating experience based on individual and collective activity. Analyses were conducted to help operational staff link the way events are treated in day to day security management with the processing in the operational experience feedback scheme. An analysis of the current scheme showed that it is focussed on major traffic events, comprising of a set of procedures and formal rules, while the operational events, felt as critical by operators do not have a framework for discussion. Further, work activity analysis shows that operational staff develops informal spaces of collective exchanges to organize work, anticipate hazards and analyse events.Organizational simulations including operating staff, managers and the research partners were set up to transform the feedback scheme. The simulation led to an enlarged framework for feedback, defining the events to be analysed and participants to be included. The new scheme roots in the existing professional processes, develops inter-professional as well as inter-organization discussion spaces. The new scheme facilitates the sharing of experience among operating staff and structures the informal organizational practices we observed.Inter-professional discussion spaces, conducted by the team managers, were set up based on the analysis of simulated events. These structured discussion spaces proved to be effective in the confrontation of work practices, events and roles representations as well as conducive for knowledge transmission. The discussion space allows setting transverse operational rules and highlights the need for formal rules to be set by the management. The inter-professional discussion spaces are operant in improving the formal organisation as well as developing the activity of operational staff. This methodology favoured the building of experience from event analysis.This research-intervention was an opportunity to review the official classification of road tunnel events. The conditions for an integrated operating experience feedback scheme are set and discussed, as well as the implementation of simulation-based discussion spaces.From our results, we re-consider the design of interventions in organizational design, as well as the role of the intervening ergonomist.

In this thesis we study the problem of road taxation. This problem consists in finding the toll on the roads belonging to the government or a private company in order to maximize the revenue. An optimal taxation policy consists in determining level of tolls low enough to favor the use of toll arcs, and high enough to get important revenues. Since there are twolevels of decision, the problem is formulated as a bilevel bilinear program. / Doctorat en sciences, Orientation recherche opérationnelle / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le bruit affecte la santé humaine, provoquant de la gêne, des troubles du sommeil et augmentant le risque de crise cardiaque. Les quantifications de l’impact du bruit montrent que c’est un problème de santé publique et que le trafic routier en est majoritairement responsable. L’analyse du cycle de vie (ACV) est une méthode d’évaluation globale des impacts environnementaux d’un produit, d’un service ou d’un processus. Malgré la prise en compte de nombreux problèmes environnementaux, l’impact du bruit sur la santé humaine n’est pas encore correctement pris en compte dans l’ACV. L’objet de ce doctorat est d’intégrer dans l’ACV l’impact du bruit du trafic routier sur la santé humaine.Les différents éléments d’acoustique et d’épidémiologie qui permettent cette intégration sont présentés. Une analyse des méthodes existantes est conduite en les appliquant à un cas d’étude. Cela permet de comprendre les avantages et inconvénients des différentes approches tout en comparant les résultats qu’elles fournissent. Une méthode pour intégrer l’impact du bruit du trafic routier sur la santé humaine dans l’ACV est ensuite proposée. Cette méthode repose sur les logiciels de prédiction acoustique et les données rendues disponibles par la directive 2002/49/CE. Elle permet d’établir, avec une grande précision, des facteurs de caractérisations (CFs) reliant des flux élémentaires de l’inventaire ACV à un impact sur la santé humaine.La méthode est ensuite appliquée sur un échantillon de petites zones géographiques sélectionnées dans la région lyonnaise. L’application de la méthode et l’analyse des résultats apportent de nombreux enseignements sur l’existence potentielle d’une typologie pour la différentiation géographique, la meilleure forme pour la collecte d’information sur le bruit au niveau de l’inventaire ACV, la variabilité spatiale des CFs ou encore l’incertitude qui peut leur être associée. Les CFs obtenus montrent que l’intégration de l’impact du bruit en ACV pourrait doubler l’impact du transport routier sur la santé humaine. Ce doctorat identifie également des pistes de recherche. Des travaux similaires doivent être menés pour les autres moyens de transport (principalement trains et avions) pour permettre une comparaison équitable des études ACV les impliquant. Répéter la méthode dans d’autres zones géographiques, avec d’autres modèles d’émission et de propagation acoustique et/ou d’autres logiciels de propagation acoustique apporterait également des éléments intéressants. / Noise affects human health, causing annoyance, sleep disturbance and increasing the risk of cardiovascular disease. The quantification of noise impacts highlights it as a public health problem for which road traffic is mainly responsible. Life cycle assessment (LCA) is a technique to assess the environmental impacts of a product, a service or a process. Despite taking into account many environmental problems, the impact of noise on human health is not yet properly taken into account in LCA. The aim of this PhD thesis is to integrate the impact of traffic noise on human health in the LCA framework.The scientific elements of acoustics and epidemiology that allow this integration are presented. An analysis of the existing methods is conducted by applying them to a case study. This helps to understand the advantages and drawbacks of the different approaches while comparing the results they provide. A method to integrate the impact of road traffic noise on human health in the LCA framework is then proposed. The method is based on noise prediction software and data made available by the Directive 2002/49/EC. This makes it possible to establish, with great precision, characterisation factors (CFs) connecting elementary flows of the LCA inventory with an impact on human health.The method is then applied to a sample of small geographic areas selected in the region surrounding the city of Lyon (France). The application of the method and the analysis of the results provides a multitude of information regarding the potential existence of a typology for spatial differentiation, the best form for the collection of noise information at the LCA inventory level, the spatial variability of the CFs and the uncertainties that may be associated with them. The CFs obtained show that integrating the impact of noise into LCA could double the impact of road transport on human health. This PhD thesis also identifies further potential research topics. Similar work needs to be done for other transport modes (mainly trains and airplanes) to allow for a fair comparison of different transport modes in LCA studies. Repeating this method in other geographical areas with other acoustic emission and propagation models and/or other noise prediction software would also help the generalisation of this work and the assessment of possible sources of uncertainties.

Dans cette thèse, nous avons étudié l'impact des politiques de transport sur l'évolution des disparités régionales. L'outil dont nous nous sommes servi était la nouvelle économie géographique (NEG) qui est une branche de l'économie spatiale issue du modèle de concurrence monopolistique à la Dixit-Stiglitz et Krugman. Par ailleurs, la zone géographique sur laquelle nous nous sommes concentrés était le Québec. Dans un premier chapitre, après avoir donner une description détaillée du fonctionnement du modèle fondateur de la nouvelle économie géographique (Krugman, 1991), nous avons estimé les paramètres du modèle avec des données québécoises puis nous avons simulé l'évolution des disparités régionales au Québec pour différents scénarios de politiques de transport. Dans un deuxième chapitre, nous avons modifié le modèle de base en y introduisant un paramètre reflétant l'introduction de nouvelles technologies de transport moins polluantes. Les résultats différaient du modèle de base si au yeux des consommateurs ces nouvelles technologies étaient réellement bénéfique pour l'environnement. Dans un troisième chapitre, à travers une étude empirique portant sur le Québec ainsi que 20 pays, nous avons identifié le climat comme étant un important facteur de la concentration spatiale des activités. Par conséquent, nous avons introduit un forçage climatique dans le modèle de base. Par ailleurs, nous avons aussi introduit un coût de congestion pour le centre ville de montréal. La performance empirique du modèle s'étant grandement améliorée suite à ces corrections, nous en avons conclu que les modèles de type NEG devraient inclure des facteurs géographiques.

Améliorer la sécurité routière passe par une meilleure compréhension des causes d'accidents. Il est donc nécessaire de développer des observatoires discrets pour étudier la manière de conduire de tous les automobilistes. Une partie de cette analyse implique l'utilisation de capteurs mesurant les trajectoires des véhicules sur une portion de route. Deux capteurs innovants ont été crées pour pallier au manque de capteurs suffisamment précis pour ces travaux de recherche : le premier est un capteur à fibres optiques présentant une succession de réseaux de Bragg et le second, protégé par un brevet, est fondé sur une technologie résistive. Le premier repère la déformation locale de fibres optiques noyées à moins d'un centimètre sous la surface de la chaussée. Il utilise la variation de longueurs d'onde engendré par l'extension de la fibre à la zone de contact roue - sol. En utilisant un algorithme adéquat, il est insensible à la température. Le second est constitué de deux conducteurs dont un est résistif. Le poids du véhicule engendre un contact électrique entre les deux conducteurs, transformant la résistance électrique de l'ensemble. Les modèles développés, électrique ainsi que de variation thermique, permettent sa meilleure utilisation. Ils ont été soumis à une expérimentation sur une route départementale. Le capteur optique s'avère plus performant mais coûteux. Le deuxième n'est pas assez robuste mais présente des perspectives intéressantes. / This action stake is not technology for itself. It is a great help the development of new safety functions, e.g. the estimation of driver’s behaviour based uponthe vehicle’s trajectory. This trajectory is determined via two sensors we developed. This system must not disturb the driver and should therefore remain invisible to him. The first one is a fiber Bragg grating (FBG) sensor. It detects local strain due to the vehicle weight. The fiber is embedded in the road thanks to resin used in other traffic sensors. The vehicle location is spotted according to the variations of Bragg wavelengths. The fiber extension located under the ground - wheel contact zone changes the step of the Bragg grating. The second one is based upon two conductors. One of them has a grater electrical resistance. The vehicle’s weight creates a link between the two conductors. The resulting electrical resistance provides a lateral position estimation of the vehicle. Electrical and thermic models and simulation even increase the sensor reliability. A caveat is lodged. Both of them were tested on a secondary road. To put in a nutshell, the FBG sensor gives better results but is very expensive (sensors and interrogator too). The resistance sensor is not much raw nevertheless it has interesting perspectives.

L'objectif de cette thèse est de développer et de valider des approches robustes d'extraction semi-automatique de réseaux routiers en zone urbaine dense à partir d'images satellitaires optiques à très haute résolution (THR). Nos modèles sont fondés sur une modélisation par champs de phase des contours actifs d'ordre supérieur (CAOS). Le probléme est difficile pour deux raisons principales : les images THR sont intrinsèquement complexes, et certaines zones des réseaux peuvent prendre une topologie arbitraire. Pour remédier à la complexité de l'information contenue dans les images THR, nous proposons une modélisation statistique multi-résolution des données ainsi qu'un modèle multi-résolution contraint a priori. Ces derniers permettent l'intégration des résultats de segmentation de résolution brute et de résolution fine. De plus, dans le cadre particulier de la mise à jour de réseaux routiers, nous présentons un modèle de forme a priori spécifique, dérivé d'une ancienne carte numérique issue d'un SIG. Ce terme spécifique a priori équilibre l'effet de la connaissance a priori générique apportée par le modèle de CAOS, qui décrit la forme géométrique générale des réseaux routiers. Cependant, le modèle classique de CAOS souffre d'une limitation importante : la largeur des branches du réseau est contrainte à d'être similaire au maximum du rayon de courbure des branches du réseau, fournissant ainsi un modèle non satisfaisant dans le cas de réseaux aux branches droites et étroites ou aux branches fortement incurvées et larges. Nous résolvons ce problème en proposant deux nouveaux modèles : l'un contenant un terme additionnel, nonlocal, non-linéaire de CAOS, et l'autre contenant un terme additionnel, nonlocal, linéaire de CAOS. Ces deux termes permettent le contrôle séparé de la largeur et de la courbure des branches, et fournissent une meilleure prolongation pour une même largeur. Le terme linéaire a plusieurs avantages : d'une part il se calcule plus efficacement, d'autre part il peut modéliser plusieurs largeurs de branche simultanément. Afin de remédier à la difficulté du choix des paramètres de ces modèles, nous analysons les conditions de stabilité pour une longue barre d'une largeur donnée décrite par ces énergies, et montrons ainsi comment choisir rigoureusement les paramètres des fonctions d'énergie. Des expériences sur des images satellitaires THR et la comparaison avec d'autres modèles démontrent la supériorité de nos modèles.