Tesi sul tema "Chemins de fer – Conception et construction – Environnement"

Comment sont utilisés et appropriés les coûts externes environnementaux et quels sont leurs enjeux dans le processus décisionnel d’un projet d’infrastructure de transport ? A travers l’histoire du projet ferroviaire mixte transalpin Lyon Turin, cette thèse interroge les usages et les appropriations de la monétarisation des nuisances environnementales. Dans le déroulement non linéaire du projet (1989-2010), nous soulignerons les usages techniques des mesures monétaires insérées dans un vaste instrument d’évaluation, le calcul économique public, pour aborder ses appropriations politiques et sociales. Par ses transformations puis l’émergence d’une question alpine du transport suite à l’accident du tunnel du Mont-Blanc et sa lecture sous le registre des risques, le Lyon Turin se précise et gagne en en visibilité publique. Malgré sa complexité, son coût et sa faible rentabilité, il devient le symbole d’une nouvelle politique d’aménagement durable des transports. Pourtant, les valeurs attribuées aux coûts externes environnementaux suite aux groupes Boiteux ne parviennent pas à modifier les résultats des évaluations. Dans le cadre de l’écorégion alpine, le projet offre une solution politique de sortie de crise et interroge la pertinence du calcul économique pour mesurer l’intérêt collectif du projet. L’instrument, au cœur des enjeux sur la réalisation du projet, est constamment réinvesti dans le processus de négociation et de décision. Les controverses sur la réalisation du projet donnent à voir les enjeux d’une vie de projet, des calculs de rentabilité et laissent percevoir l’intérêt des protagonistes pour les coûts externes environnementaux comme instrument d’action publique
How are used and appropriated the environmental external costs and which are their stakes in the decision-making process of a transport infrastructure project? Through the story of the railway project transalpine Lyon Turin, this thesis questions about the uses and the appropriations of the valuation of the environmental nuisances. In the nonlinear unfolding of the project (1989-2010), we will reveal the technical uses of the monetary valuations inserted into a wide instrument of evaluation, the public economic calculation, to deal with its political and social appropriations. By its transformations and the emergence of an alpine question of transport following the accident in the tunnel of Mont Blanc and its reading under risk register, Lyon Turin gains in precision and in public visibility. In spite of its complexity, its cost and weak profitability, it becomes the symbol of a new sustainable transport policy. Yet, the values allotted to the environmental external costs following the Boiteux groups do not manage to modify the results of the evaluations. Within the framework of the alpine area, the project offers a political solution to crisis and questions the relevance of economic calculation to measure the collective interest of the project. The instrument, in the heart of the issues on the realization of the project, is constantly reinvested in the process of negotiation and decision. The controversies on the realization of the project give to see the issues of a project life, cost-benefit analyses and let charge the interest of the protagonists for environmental external costs as an instrument of public action

L'industrie du matériel roulant ferroviaire est traditionnellement liée à certaines zones du Nord-Pas-de-Calais. Elle y est née de l'existence de facteurs contraignants de localisation et de la transformation d'un potentiel technique existant : bassin houiller exploité depuis le XVIIIe siècle, région de vieille tradition sidérurgique et surtout la firme Halette, remarquée dès 1828 avec l'accueil d'une locomotive construite par G. Stephenson. Mais il faut attendre la loi de 1842 pour que les industriels aient une vision "claire" de l'avenir. L'industrie ferroviaire peut alors avancer, par paliers successifs et avec la convergence vers le Nord-Pas-de-Calais d'intérêts extérieurs, français et étrangers. Ce mouvement centripète commence avec Cail, se poursuit avec Fives-Lille, s'amplifie avec les sociétés belges des bassins de Mons ou de Charleroi. Les firmes cherchent en fait à compenser les désavantages d'une région par les avantages d'une autre : ce qui fait la spécificité du Nord ferroviaire, c'est le tissu industriel qui l'entoure. Cependant, la conjoncture pleine d'à-coups ne favorise guère les firmes. Aucune société n'arrive à se spécialiser complètement dans la fabrication du matériel roulant. La diversification des productions est nécessaire : ponts, charpentes métalliques. . . D'un groupe dépendant presque exclusivement du chemin de fer, l'entreprise devient un atelier polyvalent, mais ces métiers successifs restent ceux du fer. Très tôt se manifeste alors avec netteté la logique qui inspire le développement de l'entreprise : une logique de site, plutôt qu'une logique de produit

La construction des chemins de fer dans la moitié Ouest des Etats-Unis, que le gouvernement fédéral confia à des entreprises privées largement subventionnées par des concessions de terres, destinée à relier la côte Atlantique à la côte Pacifique, répondait à une nécessité, économique ret idéologique, de complèter une unité géographique et politique. Sous l'impulsion des voies ferrées se développa, entre 1853 et 1890, une activité cartographique sans précédent. Ce travail consiste donc à étudier une sélection de 45 cartes, officielles, commerciales et touristiques, dressées en réponse aux nécessités économiques, politiques et matérielles, et à analyser l'évolution de la mise en carte et de la représentation du territoire. Grâce à une grille de lecture établie à partir des nouvelles approches théoriques en matière de cartographie historique, définies par divers chercheurs de renom, cette recherche démonte et analyse les nombreuses composantes d'une carte et aborde des aspects ignorés ou négligés afin d'en révéler les possibles significations.

Comment sont utilisés et appropriés les coûts externes environnementaux et quels sont leurs enjeux dans le processus décisionnel d’un projet d’infrastructure de transport ? A travers l’histoire du projet ferroviaire mixte transalpin Lyon Turin, cette thèse interroge les usages et les appropriations de la monétarisation des nuisances environnementales. Dans le déroulement non linéaire du projet (1989-2010), nous soulignerons les usages techniques des mesures monétaires insérées dans un vaste instrument d’évaluation, le calcul économique public, pour aborder ses appropriations politiques et sociales. Par ses transformations puis l’émergence d’une question alpine du transport suite à l’accident du tunnel du Mont-Blanc et sa lecture sous le registre des risques, le Lyon Turin se précise et gagne en en visibilité publique. Malgré sa complexité, son coût et sa faible rentabilité, il devient le symbole d’une nouvelle politique d’aménagement durable des transports. Pourtant, les valeurs attribuées aux coûts externes environnementaux suite aux groupes Boiteux ne parviennent pas à modifier les résultats des évaluations. Dans le cadre de l’écorégion alpine, le projet offre une solution politique de sortie de crise et interroge la pertinence du calcul économique pour mesurer l’intérêt collectif du projet. L’instrument, au cœur des enjeux sur la réalisation du projet, est constamment réinvesti dans le processus de négociation et de décision. Les controverses sur la réalisation du projet donnent à voir les enjeux d’une vie de projet, des calculs de rentabilité et laissent percevoir l’intérêt des protagonistes pour les coûts externes environnementaux comme instrument d’action publique
How are used and appropriated the environmental external costs and which are their stakes in the decision-making process of a transport infrastructure project? Through the story of the railway project transalpine Lyon Turin, this thesis questions about the uses and the appropriations of the valuation of the environmental nuisances. In the nonlinear unfolding of the project (1989-2010), we will reveal the technical uses of the monetary valuations inserted into a wide instrument of evaluation, the public economic calculation, to deal with its political and social appropriations. By its transformations and the emergence of an alpine question of transport following the accident in the tunnel of Mont Blanc and its reading under risk register, Lyon Turin gains in precision and in public visibility. In spite of its complexity, its cost and weak profitability, it becomes the symbol of a new sustainable transport policy. Yet, the values allotted to the environmental external costs following the Boiteux groups do not manage to modify the results of the evaluations. Within the framework of the alpine area, the project offers a political solution to crisis and questions the relevance of economic calculation to measure the collective interest of the project. The instrument, in the heart of the issues on the realization of the project, is constantly reinvested in the process of negotiation and decision. The controversies on the realization of the project give to see the issues of a project life, cost-benefit analyses and let charge the interest of the protagonists for environmental external costs as an instrument of public action

A la fin du XIXe siècle, la construction des chemins de fer en Afrique de l'ouest fut non seulement un instrument de colonisation, mais aussi, pour certains industriels français, le moyen d'expérimenter de nouvelles techniques d'exploitation. La voie ferrée de Dakar au Niger répondait donc à des objectifs politiques et économiques divers mais opposés aux pratiques héritées de l'ancien commerce de traite. A la fin de la première guerre mondiale, les négociants utilisèrent l'automobile pour segmenter les marches du Sénégal et du Soudan (Mali) qui étaient alors en cours d'intégration grâce au chemin de fer. La concurrence rail route fut âpre jusqu'en 1960. Les commerçants purent ainsi maintenir les mécanismes d'arbitrage fondés sur des écarts régionaux de prix que la baisse des coûts de transport ferroviaire avait tendance à niveler. En conséquence, la croissance, amorcée par les investissements ferroviaires, ne se diffusa pas à l'ensemble des activités économiques
At the end of the XIXth century, the building of the railway network in West Africa was not only an instrument of colonization but also, in the eyes of some french industrialists, the means to experiment with new techniques of exploitation. Thus the railway line from Dakar to the Niger answered economic and political purposes of various kinds but confliting with the pratices that had been inherited from african trade. Thanks to the spreading of road transport after world war i, the merchants gradually developed rival trade channels which enabled them to control the markets in Senegal and Sudan (Mali) previously linked by rail traffic. In so doing they were able to maintain the mechanisms of arbitrage based upon the local differences in price which the fall in the costs of rail transport was showing a tendency to reduce. Consequently, the growth that was started by railway investments did not spread to all the economic activities

Les technologies ferroviaires (roulement acier sur acier sur deux rails) ont ete d'abord utilisees de facon intensive, puis d'autres sont apparues et le rail a perdu son monopole technique. Il a cependant retrouve depuis quelques annees une credibilite satisfaisante pour le transport de fret de masse en amerique du nord et pour les transports rapides et le deplacement de flux massifs de personnesen europe et au japon. Toutefois, pour les transports locaux, urbains, periurbains et ruraux, son usage reste conteste et ses possibilites peu connues des decideurs comme du public. A travers l'oeuvre de l'auteur, constituee de travaux professionnels dont certains ont recu une application effective, cette these propose, pour ces deplacements egalement, un recours accru aux technologies ferroviaires dans des conditions economiques satisfaisantes, permettant de repondre a l'accroissement du besoin constate de mobilite. En effet, si la croissance du trafic individuel ralentit desormais, la mobilite collective n'augmente que la ou une offre de qualite est proposee. Or, seules les technologies ferroviaires apportent alors une reponse satisfaisante en termes de vitesse, de regularite, d'accaparement foncier minimal, de securite, de confort et de capacite. A travers de nombreux exemples, notamment celui du developpement de l'autorail << a2e >> sur le reseau breton, des creations de tramways urbains en france et a l'etranger et des exemples d'interconnexions entre systemes urbains et periurbains du type << karlsruhe >> ou << sarrebruck >>, les technologies ferroviaires offrent aux amenageurs l'ensemble des moyens necessaires dans le cadre de rapports maitrises entre qualite, couts d'investissement et couts de fonctionnement.

Cette thèse s'intéresse à la planification de l'exploitation d'infrastructures ferroviaires à l'échelle d'un nœud ou d'une gare. Pour déterminer une stratégie d'offre, il est important de disposer d'outils d'évaluation de la capacité des infrastructures. Cela permet de situer les limites d'un réseau, et d'étudier l'impact de modifications. Dans ce cadre, la faisabilité d'une grille horaire, son optimisation vis-à-vis de critères comme le nombre de trains (saturation), et l'évaluation de la stabilité sont considérées. Nous proposons une modélisation linéaire multiobjectif de ce problème. Le niveau de détail considéré est suffisamment fin pour obtenir des grilles horaires réalisables dans la pratique sur les infrastructures étudiées. En outre, elle présente deux structures correspondant à des problèmes d'optimisation classiques appelés plus court chemin et set packing. Si le premier est facile à résoudre, le second est connu comme NP-difficile. Nous proposons différents algorithmes de pré-traitements, et de résolution approchée (basée sur la métaheuristique GRASP), pour ce problème. Une première extension de cette heuristique au cas biobjectif est présentée. Les expérimentations numériques, menées sur des instances correspondant au nœud de Pierrefitte-Gonesse, ou générées aléatoirement, montrent l'efficacité de ces algorithmes. L'intégration de ces travaux dans un logiciel dédié aux études de capacité d'infrastructures ferroviaires (projet RECIFE, en collaboration avec la SNCF) est décrite
The subject of this thesis is the planning of railroad infrastructures operation at a node or station scale. In order to determine an offer strategy, it is important to have some evaluation tools of the infrastructures capacity. This allows to evaluate the network limits, and to study the impact of some modifications. The main questions considered are, the feasibility of a timetable, its optimization according to criteria like the number of trains (saturation), and the stability evaluation. We propose a multiobjective linear model of this problem. The precision considered is accurate enough to obtain realizable timetables in practice on the studied infrastructures. Moreover, it presents two structures corresponding to classic optimization problems named shortest path and set packing. If the resolution of the first one is easy, the second one is known as NP-hard. We propose several pre-processing algorithms, and an approximation method based on the GRASP metaheuristic, for this problem. A first extension of this method in biobjective case is presented. The numerical experimentations on several instances, corresponding to Pierrefitte-Gonesse node or randomly generated, show the efficiency of these algorithms. The integration of these works in a complete software dedicated to the evaluation of railroad infrastructures capacity (RECIFE project, in collaboration with the french national railroad society) is described

Constatant que les liaisons ferroviaires en france sont en bien des endroits de qualite mediocre ou mauvaise et que l'usager des chemins de fer n'a que rarement attire l'interet des geographes, l'auteur consacre son travail a l'etude de l'offre de transport ferroviaire et de l'accessibilite des lieux qui en resulte. Un outil d'evaluation du fonctionnement spatial d'un reseau, en l'occurence du reseau ferre francais (voyageurs), est mis au point. Utilisee comme une methode de traitement de donnees (14000 donnees), la graphique (traitements matriciels et cartographiques) montre sa puissance et son efficacite dans la recherche en geographie. L'association de onze criteres relatifs aux commodites de transport (etablis a partir des indicateurs officiels de la s. N. C. F. ) permet de distinguer huit degres de qualite de relations. La notion d'espace de relations ferroviaires est alors definie. Par un jeu d'analyses et de syntheses successives, une geographie des relations ferroviaires en france est elaboree. Un modele d'organisation de l'espace francais est construit. L'analyse des communications interregionales, centrifuges et centripetes, met en evidence les degres de connexite des divers lieux, les degres de qualites des axes et des noeuds ferroviaires aux trois echelles de fonctionnement (proximite, interregionale, transnationale). Parmi les facteurs d'explication, les mauvaises correspondances apparaissent fondamentales. L'introduction du t. G. V. (sud-est, atlantique, europeen) et ses effets sur la structuration de l'espace sont abordes. Ces elements fournissent les bases d'un schema interregional des transports ferroviaires dont les grands traits sont esquisses en vue d'ameliorer le fonctionnement du reseau
Stating that the railway connections in france are in many places of mediocre or bad quality and that those who use the railway system have only rarely drawn the interest of geographers, the author consacrates his work to the study of what rail transportation has to offer and the accessibility of the places where it exists. A tool is created to evaluate the spatial functioning in occurence with the network of passenger service in the french railway system. Used as a method of treating the data (14. 000 data gathered), the graphs (matricial and cartographic) show its strength and effectiveness in geographical research. The association of eleven criteria relative to the commodities of rail transportation (established from the official indicators of the sncf (national society of french railroads) allows to distinguish light degrees concerning the quality of relations. The notion of space in railway connections is thus defined. By using the mean of analyses and successive syntheses, a geography of railway connections in france is elaborated. A model of the organization of space in the french railway system is constructed. The analysis of interregional communications both centrifugal and centripetal put in evidence the different degrees of connection of various places, the degree of quality of the axes and railway crossroads functioning in three levels (proximity interregional, transnational). Among the accounted factors, fedicient railway connections appear to be fundamental. The apparition of the tgv (high-speed train) (in the south-east, atlantic coast, and across europe) and its effects on the structuration of space are treased. These elements constitute the basis of an interregional schema of railway transportation, the main features of which are sketched out in view of improving the functioning of the railway network

Le Conservatoire des arts et métiers a occupé une place essentielle dans la diffusion des connaissances techniques et de l'innovation dans le domaine ferroviaire au XIXe siècle. Entre les années 1820 et la fin des années 1890, l'institution, chargée de soutenir le développement industriel, a en effet été largement impliquée dans l'introduction des techniques ferroviaires en France et comme relais de l'innovation dans ce domaine. L'étude des enseignements techniques du Conservatoire - prodigués par des personnalités du monde savant et industriel à destination d'un public d'ouvriers, de chefs d'ateliers, de contremaîtres ou d'entrepreneurs - et celle des collections d'objets, de modèles, de dessins et de photographies aujourd'hui conservées par le Musée des arts et métiers éclairent de manière originale l'histoire des chemins de fer, tant du point de vue de la construction et de l'entretien des infrastructures, des locomotives et moyens de traction, du matériel roulant que de l'exploitation et de la sécurité. L'examen des réseaux de sociabilités des enseignants rappelle la position centrale du Conservatoire, à la convergence des sociétés savantes, du monde industriel et de la sphère politique. Point de départ de cette recherche, l'étude des collections a nécessité l'élaboration d'une méthodologie particulière pour recenser et interpréter ces sources-objets. La mise en contexte de ces collections avec les enseignements du Conservatoire et l'histoire des chemins de fer permet d'apporter une contribution à l'histoire de l'établissement, de l'enseignement et des collections techniques
The Conservatoire des Arts et Métiers held a key role in the spreading of technical knowledge and innovation in railways during the 19th century. Between the 1820's and the late 1890's, the Conservatoire, in charge of supporting industrial development, was heavily involved in introducing the railway technologies in France and was a relay of innovation in this field. The study of the technical higher education at the Conservatoire, provided by leading personalities of the scientific and industrial world to an audience of workers, foremen and industrialists and the analysis of the collection of objects, models, drawings and photographs now preserved by the Musee des Arts et Metiers highlight in an original way the history of railways, from a multiple points of view that is construction and maintenance of infrastructure, locomotives and means of traction, rolling stock or operation and safety devices. The enquiry on the professors' social networks reminds us of the central position of the Conservatoire, where learned societies, industrial world and political sphere converged. Starting point of this research, the study of the collection required the development of a specific methodology to identify and interpret these items as sources. The contextualization of these collections together with the lessons of the Conservatoire and the history of railways allow us to make a contribution to the institution's history regarding both the higher education and the technical collections

Le développement important ces dernières années du secteur du transport s’est accompagné d’une inquiétude accrue pour le respect de l’environnement. Bien que le transport ferroviaire présente une efficacité énergétique élevée, il n’en est pas pour autant dénué de nuisances environnementales. L’intégration du développement durable lors de la conception optimale de machines électriques devient alors indéniable. Cela impose de tenir compte simultanément d’un grand nombre de phénomènes physiques. Cette thèse a alors pour objectif de mettre en avant une méthodologie de conception en accord avec la volonté actuelle d’optimisation économique et écologique. Un modèle multi-physique a alors été développé dans le but de représenter les phénomènes électromagnétiques, vibro-acoustiques et aérothermiques dans un moteur asynchrone fermé auto-ventilé dédié à la traction ferroviaire. Ce modèle est en fait composé de plusieurs modèles, analytiques ou semi-analytiques, interagissant entre eux. Chaque modèle représente des phénomènes physiques spécifiques. Un intérêt particulier a été porté au modèle aérothermique et au modèle de pertes, notamment pour la modélisation des pertes au sein du circuit magnétique. Bien qu’ils soient tous deux analytiques, le développement de ces deux modèles a fait appel à des études numériques préalables. L’efficacité du modèle multi-physique et son respect des tendances d’évolution ont pu être mis en évidence par une comparaison avec des résultats d’essais expérimentaux sur moteur réel et par une analyse de l’influence des incertitudes
Transports have been developed for past few years. This major development has been followed by growing concern for the environment respect. Although railway transports present high energy efficiency, they also present environmental nuisances. It is then necessary to include the sustainable development from the moment of conception. It results in the consideration of numerous physical phenomena. Consequently, this PhD Thesis aims to emphasize a conception methodology in respect to the current will of economic and ecological optimisation. Then, a multi-physical model has been developed in order to represent electromagnetic, acoustic and thermal-flow phenomena in an enclosed induction motor of railway traction. In fact, this model is divided into several analytical interacting models. Each model represents a specific physical phenomenon. This work focuses on the thermal-flow model and the losses model, and in particular on the modelling of the iron losses. Although these models are analytical models, they both rely on numerical studies. The multi-physical model has shown to be efficient and to respect the main evolution trends thanks to comparison with experimental results and analysis of the uncertainties influence

Depuis la loi du 11 juin 1842 jusqu'à la nationalisation du réseau ferré français en 1938, cette thèse présente les rôles joués successivement par la Compagnie des Chemins de fer de l'Ouest ( 1857-1908 ) et la Compagnie des Chemins de fer de l'Etat ( 1909-1937 ) dans l'aménagement architectural, spatial et technique des grandes gares de la ligne Rennes-Brest. A travers les exemples des gares de Rennes, Saint-Brieuc et Brest, l'analyse introduit la notion de site ferroviaire qui englobe l'étude des espaces publics ( accueil des voyageurs ) et des espaces techniques ( gares de marchandises et de triage, embranchements industriels et militaires, dépôts, ateliers de maintenance, annexes diverses, gares maritimes, logements des agents, et gares communes ). Les thèmes abordés traitent des processus d'implantation urbaine, des extensions spatiales, de l'organisation et des caractéristiques architecturales des bâtiments et ouvrages d'art, ainsi que des pratiques ou innovations techniques
@This thesis, since the law of the 11 th june 1842 until to the nationalization of french railway's network in 1938, shows the roles which played successively the " Compagnie des Chemins de fer de l'Ouest " ( 1857-1908 ) and the " Compagnie des Chemins de fer de l'Etat " ( 1909-1937 ) in the architectural, spatial and technical development of the famous railway stations from Rennes-Brest 's line. Trough the examples of Rennes, Saint-Brieuc and Brest's railway stations, the analysis introduces the notion of railway area including the study of the public spaces ( reception of passengers ) and the technical spaces ( merchandises and marshalling's railways stations, military and industrial junctions, depositories, equipment's maintenance shop, annexes, harbour stations, agents lodgings, and common stations ). The themes here tackled treat of urban layout's processe, of architectural characteristics of building and civil engineering works, as well as practices or technical innovations

La conception systémique optimale de composant électrotechnique est abordée dans cette thèse. Nous avons choisi comme exemple représentatif d'un système complexe une chaîne de traction électrique. La démarche et les outils sont mis en œuvre sur deux applications: la conception d'un moteur de traction et la conception simultanée de plusieurs composants clés. Pour la conception d'un moteur de traction, le cycle de fonctionnement et le comportement thermique transitoire sont primordiaux. La bonne adaptation du moteur à sa mission permet d'en réduire considérablement sa masse. L'approche multidisciplinaire est utilisée pour gérer les interactions entre modèles de disciplines différentes au sein d'un même processus d'optimisation. Le temps d'optimisation peut être réduit grâce à la répartition des taches par domaine physique et d'en paralléliser l'exécution. Des optimisations multi objectif ont également été appliquées. Des fronts de Pareto sont obtenus malgré les difficultés soulevées par la nécessité d'utiliser un modèle précis mais coûteux, le modèle éléments finis. L'approche décomposition hiérarchique de la méthode Target Cascading est appliquée au problème de conception de la chaîne de traction. Le système et ses composants sont conçus simultanément. Cette méthode est bien adaptée pour appliquer la démarche de conception optimale à des systèmes complexes, tout en respectant l'organisation par produit de l'entreprise
The design of traction system is a complex task, which needs experts from various fields. Train manufacturers can manage this complexity and produce high performance rolling stock materials. However, any improvement in design methodology can lead to competitive advantage in a global market. This thesis focuses on the optimal design methodology of complex system such as a railway traction system. The design process and tools are demonstrated via two applications: the design of a traction motor and the concurrent design of several key components. The load cycle and transient thermal behaviour are essential in the design of traction motor. The adaptation of motor to its load cycle allows light-weight motor. The multidisciplinary design optimization approach is used to manage interactions between various discipline's models in the optimization process. The optimization time can be decreased through a task distribution and a parallel computing. The multiobjective design optimizations are also applied. Pareto fronts are obtained despite the difficulty in using the high fidelity but expensive in computation time such as Finite Element Analysis model. The hierarchical decomposition approach: Target Cascading method is applied to the traction system design problem. The system and components are designed simultaneously. This method is suitable for implementing the complex system optimal design process while respecting company’s product development structure

La croissance du trafic ferroviaire prévue dans les années à venir pousse les acteurs du système d'électrification ferroviaire à chercher des solutions innovantes leur permettant d'assurer la consommation d’énergie qui y est liée. Une des solutions concerne l'intégration de moyens de production décentralisés et des systèmes de stockage d'énergie dans les installations fixes de traction électrique (IFTE). Dans cette évolution, la thèse vise à contribuer à la conception d'un outil de dimensionnement et de gestion énergétique intelligente des IFTE hybrides (IFTEH). La première partie décrit une méthodologie de conception technico-économique d’IFTEH. A partir d'une architecture générique d'IFTEH, une démarche d'optimisation sur cycle des variables dimensionnelles, mais également des variables de commandes du système de pilotage est proposée. La modélisation en flux d'énergie de l'IFTEH permet ensuite d’appliquer la méthodologie d’optimisation sur un cas d’étude et de comparer plusieurs scénarios d’optimisation. Après le dimensionnement de l'IFTEH, une méthodologie de gestion énergétique est développée afin de répondre aux objectifs énergétiques, économiques et environnementales, à différents horizons temporels de supervision d'IFTEH. Plusieurs scénarios de gestion sont évalués en simulation à travers des indicateurs de performance représentatifs des gains du système. Une étude d’optimisation des paramètres de supervision apporte des réponses concernant l’influence du dimensionnement du système sur la gestion énergétique. Enfin, la robustesse de la supervision énergétique d’IFTEH est analysée lors de la validation expérimentale à l’échelle de puissance du laboratoire
In railway traffic increasing and electricity market liberalization context, railway actors are determined to consider innovative solutions to handle the increasing energy demand for electrical traction. One of the solution concerns the integration of decentralized production and energy storage systems in the railway power substations (RPS). The present research work aims to contribute to the design of a sizing and intelligent energy management tool for the hybrid RPS (HRPS). In the first part of the dissertation, a methodology for the techno-economical design of the HRPS is described. From a HRPS generic architecture, an optimization approach is proposed by considering cycles of dimensional and system control variables. Furthermore, an energy flow model permits to apply the optimization methodology on a study case and to compare different optimization scenarios in order to analyze the sizing and optimal planning of electrical sources and loads for a typical day. After sizing the HRPS, an energy management methodology is developed in order to achieve energy, economic and environmental objectives at different time levels of HRPS supervision. Several energy management scenarios are evaluated in simulation through adapted system gain indicators. An optimization study of the supervision parameters provides additional answers concerning the influence of the system design on its management strategy. Eventually, the HRPS energy management robustness is analyzed during an experimental setup phase at laboratory power scale

Ce travail de recherche s'intéresse aux pratiques de maîtrise des risques d'acteurs engagés dans des situations critiques, distribuées et instables, à savoir de vastes projets de modernisation des installations ferroviaires. Il interroge la façon dont la division technique et « morale » du travail, la complexité socio-technique, la distribution du travail et des pressions de production peuvent affecter ces pratiques, en développant une perspective interactionniste. Il montre le rôle joué par les dynamiques intra et inter-groupes professionnels dans la maîtrise des risques, et questionne tout particulièrement le lien entre travail d'articulation et sécurité. Il s'appuie sur une méthodologie dite de « retour d'expérience élargie » de plusieurs incidents, ainsi que sur des entretiens et des observations de situations de travail. Il s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche lancé en 2006 par la FonCSI intitulé ‘Facteurs socio-culturels du retour d'expérience'
This work is about the risk control practices of workers engaged in critical, distributed and unstable work situations, i.e. large modernization projects of railway operation system. It questions the way the technical and “moral” division of work, socio-technical complexity, distribution of work and production pressures can affect these practices, by adopting an interactionnist approach. It shows the role played by intra and inter-groups dynamics in risk control practices and questions especially the link between articulation work and safety. It uses a “broad learning from experience” methodology based on the comparative analysis of several near-misses and “normal” work situations. This work falls within the framework of a research program supported by the FonCSI called ‘Socio-cultural factors of learning from experience'

La conception d'un système électrique est une tâche très complexe qui relève d’expertises dans différents domaines de compétence. Dans un contexte compétitif où l’avance technologique est un facteur déterminant, l’industrie cherche à réduire les temps d'étude et à fiabiliser les solutions trouvées par une approche méthodologique rigoureuse fournissant une solution optimale systémique.Il est alors nécessaire de construire des modèles et de mettre au point des méthodes d'optimisation compatibles avec ces préoccupations. En effet, l’optimisation unitaire de sous-systèmes sans prendre en compte les interactions ne permet pas d'obtenir un système optimal. Plus le système est complexe plus le travail est difficile et le temps de développement est important car il est difficile pour le concepteur d'appréhender le système dans toute sa globalité. Il est donc nécessaire d'intégrer la conception des composants dans une démarche systémique et globale qui prenne en compte à la fois les spécificités d’un composant et ses relations avec le système qui l’emploie.Analytical Target Cascading est une méthode d'optimisation multi niveaux de systèmes complexes. Cette approche hiérarchique consiste à décomposer un système complexe en sous-systèmes, jusqu’au niveau composant dont la conception relève d’algorithmes d'optimisation classiques. La solution optimale est alors trouvée par une technique de coordination qui assure la cohérence de tous les sous-systèmes. Une première partie est consacrée à l'optimisation de composants électriques. L'optimisation multi niveaux de systèmes complexes est étudiée dans la deuxième partie où une chaîne de traction électrique est choisie comme exemple
The design of an electrical system is a very complex task which needs experts from various fields of competence. In a competitive environment, where technological advance is a key factor, industry seeks to reduce study time and to make solutions reliable by way of a rigorous methodology providing a systemic solution.Then, it is necessary to build models and to develop optimization methods which are suitable with these concerns. Indeed, the optimization of sub-systems without taking into account the interaction does not allow to achieve an optimal system. More complex the system is more the work is difficult and the development time is important because it is difficult for the designer to understand and deal with the system in its complexity. Therefore, it is necessary to integrate the design components in a systemic and holistic approach to take into account, in the same time, the characteristics of a component and its relationship with the system it belongs to.Analytical Target Cascading is a multi-level optimization method for handling complex systems. This hierarchical approach consists on the breaking-down of a complex system into sub-systems, and component where their optimal design is ensured by way of classical optimization algorithms. The optimal solution of the system must be composed of the component's solutions. Then a coordination strategy is needed to ensure consistency of all sub-systems. First, the studied and proposed optimization algorithms are tested and compared on the optimization of electrical components. The second part focuses on the multi-level optimization of complex systems. The optimization of railway traction system is taken as a test case

Afin de définir une conception optimale d'un système électromécanique, celui-ci doit intégrer des contraintes toujours plus drastiques et de nombreux phénomènes physiques issus de : l'électromagnétique, l'aérothermique, l'électronique, la mécanique et l'acoustique. L'originalité de cette thèse est de proposer une modélisation multi-physique pour la conception reposant sur des modèles à constantes localisées : solution intermédiaire entre la modélisation analytique et numérique. Ces différents modèles permettront l'étude et la conception sous contraintes d'une machine synchrone à aimants permanents dédiée pour la traction ferroviaire. Les résultats de simulations seront comparés à des résultats éléments finis mais aussi à des essais expérimentaux. Ce modèle multi-physique est entièrement paramétré afin d'être associé à des outils d'optimisation. On utilisera ici une optimisation par essaim de particules pour chercher des compromis entre différents objectifs sous forme de Front de Pareto. Dans ce papier, nous ciblerons les objectifs suivants : le couple d'origine électromagnétique et le bruit d'origine électromagnétique. Finalement une étude de sensibilité valide la robustesse de la conception retenue quand celle-ci est soumise aux contraintes de fabrication. L'objectif étant de poser les bases d'un outil d'aide à la décision pour le choix d'une machine électrique