Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

HAL Id: tel-01499453 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01499453 Submitted on

HAL Id: tel-01499453 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01499453 Submitted on 31 Mar 2017 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Modélisation des lignes de bus pour la prévision temps réel et la régulation dynamique Etienne Hans To cite this version: Etienne Hans. Modélisation des lignes de bus pour la prévision temps réel et la régulation dynamique. Infrastructures de transport. École Nationale des Travaux Publics de l’État [ENTPE], 2015. Français. NNT : 2015ENTP0006. tel-01499453 N° d’ordre 2015-ENTP-0006 Année 2015 THESE Modélisation des lignes de bus pour la prévision temps réel et la régulation dynamique Pour obtenir le grade de Docteur de l’École Nationale des Travaux Publics de l’État Université de Lyon École doctorale : MEGA (Mécanique, Énergétique, Génie Civil et Acoustique) Spécialité : Génie Civil Présentée et soutenue publiquement par Etienne Hans Ingénieur des Travaux Publics de l’État Soutenue le 29 octobre 2015 devant le jury composé de : Jorge LAVAL Professeur (Georgia Tech) Rapporteur Saïd MAMMAR Professeur des Universités (Université d’Evry) Rapporteur Christine SOLNON Professeur des Universités (LIRIS, CNRS) Examinateur François COMBES Ingénieur des Ponts, Eaux et Forêts, Docteur (CEREMA) Examinateur Ludovic LECLERCQ Directeur de recherche, HDR (IFSTTAR) Directeur de thèse Nicolas CHIABAUT Ingénieur des Travaux Publics de l’État, Docteur (ENTPE) Directeur de thèse Thèse préparée au LICIT (Laboratoire d’Ingénierie Circulation Transport), unité mixte ENTPE/IFSTTAR Remerciements Ce manuscrit concentre la majeure partie des travaux scientifiques conduits au cours de ces trois années de thèse. Il ne permet cependant pas de rendre compte de la richesse de cette expérience qui a tendance à transcender la frontière entre vie professionnelle et vie privée. Ces remerciements sont l’occasion d’en donner un meilleur aperçu. Je tiens à remercier ici toutes les personnes, collègues et proches, qui un jour ou l’autre ont été présentes à mes côtés et m’ont permis à leur manière de mener à bien ce projet aussi passionnant qu’exigeant. Tout d’abord, je tiens à remercier Jorge Laval et Saïd Mammar d’avoir accepté de consacrer un temps certain pour lire et rapporter ce manuscrit. Merci également à François Combes et à Christine Solnon d’avoir fait partie du jury de soutenance. J’exprime bien entendu mes remerciements à mes deux directeurs de thèse Ludovic Leclercq et Nicolas Chiabaut. À Ludovic, pour la grande liberté scientifique que tu m’as laissée et nos discussions sur la théorie variationnelle qui ont conduit à la plus belle valorisation de nos travaux. Je garderai également en mémoire nos discussions tout aussi techniques des mercredi midi et des événements sociaux. À Nicolas, pour ton soutien permanent et plus particulièrement pour toutes ces discussions qui ont bien souvent dépassé les frontières de la thèse. Tu as profondément et positivement changé ma vision du monde professionnel, et je t’en remercie. Plusieurs travaux ont pu aboutir grâce au concours de quelques collaborateurs de qualité. Merci donc à Robert Bertini pour ta gentillesse et le temps passé à pallier mon faible niveau d’anglais, et à Simon Berrebi pour nos longues conversations téléphoniques qui ont assurément amélioré ma compréhension des stratégies de contrôle. Les collaborateurs les plus importants sont ceux qui nous permettent de travailler sereinement. Ma chère Sonia, sois certaine qu’au-delà de l’amie, tu es la meilleure secrétaire-gestionnaire du monde. Merci Anne-Christine pour tes nombreuses relectures qui ont permis d’éliminer autant que possible les nombreuses coquilles que mon clavier laissait derrière lui. Un grand merci également à Nour-Eddin El Faouzi, directeur du LICIT et ancien voisin, pour ton éternelle gentillesse et pour la souplesse dont tu sais habillement faire preuve en de si nombreuses occasions. Merci bien entendu à tous les collègues du bureau T018. Je me souviendrai en particulier de Thomas, Florian, Damby et Arthur pour les bons moments que j’ai pu partager avec vous : ils ont été très nombreux. Un grand merci aussi à ces chers thésards de MOMI : Fouad, Maxime, Pierre-Antoine et Raphaël. Vous êtes géniaux. Comment ne pas également remercier l’Alddentpe et tous les doctorants de l’ENTPE que j’ai pris plaisir à côtoyer pendant ces années, au travail comme le soir. Merci donc Pierre, Marine, Nicole, Diego, Lukas, Clémentine, et tous les autres. Je transmets mes pensées les plus amicales aux collègues permanents du LICIT. À Delphine pour ton immense gentillesse. À Cécile pour SymuVia ! (mais pas que bien entendu). À Christine pour nos conversations variées éclairées par ta culture sans limite et ta bonne humeur. À Romain pour ton humour subtil que j’ai tant apprécié et nos échanges passionnants sur l’enseignement. À Jean-Luc pour ta personnalité si atypique et attachante. J’ai sincèrement apprécié chacun d’entre vous et je prendrai plaisir à vous revoir dans les années qui viendront. Je tiens à exprimer ma reconnaissance toute particulière à Aurélien. Tu as été mon premier mentor dans la découverte du domaine si particulier qu’est l’ingénierie du trafic routier. Ces marques de ton passage, elles sont omniprésentes dans mon travail. La thèse a également été l’opportunité de me lancer dans l’enseignement. Un grand merci, Céline, pour avoir été la première à m’accorder ta confiance pour le cours de Probabilités. Cette expérience m’a énormément appris. Merci également à tous ceux qui m’ont sollicité après toi. Enfin, je ressens un immense plaisir à exprimer toute mon amitié aux anciens, ceux qui étaient là avant la thèse et qui sont toujours là après, malgré la distance et les contacts parfois ténus. Aux TPE : Éric et Aude, Florian et Maria, Kévin, Laurent, Florent, Anne-Claire, Alexis, Mathieu et Boris. Aux amis du lycée : Yannick, Marine, Alizée, Charline, Newlon, Mathilde et Alexandre. Vous êtes tous une partie de moi. Je ne pouvais écrire ces lignes sans quelques mots pour Marie-Lise. Merci d’avoir contribué à me rendre meilleur. La thèse, c’est la fin des études. J’y suis non par mérite, mais grâce à cet environnement familial si propice. Merci Papa et Maman pour mon éducation, votre amour et vos sacrifices pour nous. À Pierre- Adrien, Sibylle et les bouts de choux. C’est vous ma famille. Et j’en suis fier. Merci aussi Grand-père, Grand-mère, Mamie, Marion, Victor, les cousins Hans et tous les oncles et tantes. Les occasions de nous voir ont toujours été extrêmement précieuses pour moi. J’espère qu’elles seront encore nombreuses. Enfin à Clélia. Pour le bien-être que tu m’apportes depuis notre rencontre, et pour ce regard neuf sur le monde que tu m’offres au quotidien. Résumé Le bus est le moins cher des transports en commun. En contrepartie, il est beaucoup plus difficile à exploiter que le tramway ou le métro qui sont mieux protégés des influences extérieures. Un exemple typique est l’apparition de trains de bus, groupes de véhicules appartenant à la même ligne et arrivant ensemble à un arrêt. Ce phénomène augmente le temps d’attente moyen des usagers aux arrêts et induit un mauvais usage des bus disponibles. Cette thèse développe les outils permettant de garantir la régularité des lignes. Les recherches menées au cours de cette thèse s’articulent suivant deux directions. Un premier constat est que les modèles de lignes de bus existants ne prennent pas en compte les éléments extérieurs que sont les feux de circulation et le trafic environnant. L’absence d’une modélisation mixte intégrant aussi bien les dynamiques internes des lignes que les influences extérieures contraint fortement la diversité des stratégies de contrôle qui ont été proposées jusqu’ici. En effet, les régulations s’appliquent principalement au niveau des arrêts par l’intermédiaire des conducteurs et ne cherchent jamais à réguler le trafic à l’aide des feux de circulation. Un premier axe de recherche développé dans cette thèse est le raffinement des modèles de bus pour prendre en compte le trafic. Plusieurs méthodes d’estimation de temps de parcours sur un boulevard à feu sont proposées. Elles sont basées sur le modèle LWR, compromis fort satisfaisant entre simplicité d’usage et robustesse pour reproduire des situations réelles. Un second constat est que les stratégies de régulation classiques ne sont que rarement basées sur une prévision à court-terme de l'état du système. Elles sont donc souvent actionnées une fois que la situation est trop dégradée, ce qui les rend parfois inaptes à compenser l'instabilité des lignes. Le deuxième axe de recherche consiste à appliquer les modèles raffinés dans un contexte d’exploitation en temps-réel. Le modèle prévoit l'évolution des lignes de bus à court terme, ce qui permet d’actionner préventivement une stratégie de régulation adaptée. En particulier, une méthode de prévision à court terme est développée et testée sur des données réelles. Elle est ensuite combinée à une méthode récente de contrôle des bus. Abstract Bus is cheaper than other transport modes. However, maintaining optimal operations is harder than for streetcars or subways since buses are surrounded by traffic flows. Sometimes, buses of the same route uploads/Geographie/ mod-ligne-bus.pdf