Tesi sul tema "Convoi du véhicule"

Le travail de thèse de Baudoin Dafflon se situe dans la thématique générale des systèmes auto-organisés, dans la version centrée sur les systèmes multi-agents. Ce travail repose sur l’idée que l’organisation d’un système distribué peut émerger à partir du comportement de chacune des d’entités autonomes et proactives qui le composent. L’organisation émergente satisfait l’objectif confié au système auto-organisé. Cette thèse s’est particulièrement occupé de domaines applicatifs où les systèmes auto-organisés sont formés par des entités matérielles intelligents, en général mobiles, situées dans un environnement physique relativement incertain. Ses études de cas appartiennent à la problématique de la conduite en convoi de flottes de véhicules autonomes.En particulier, B. Dafflon s’est intéressé à la prise de décision pour ce genre de systèmes. Cette question est particulièrement importante lorsque l’environnement est incertain, soit par ce que les entités autonomes en ont une connaissance imparfaite, soit par ce que des phénomènes aléatoires peuvent se produire. Dans ce cas chaque entité doit décider, de façon décentralisée quelle est la meilleure action locale à exécuter pour que l’organisation globale soit préservée. Si bien l’échange d’informations entre entités n’est pas exclu d’emblée pour ce type de systèmes, les travaux de cette Thèse ont été conduits en adoptant la contrainte de non-communication, dans le but d’explorer la portée des approches purement autonomes et locales de la prise de décision par les agents.Parmi les contributions substantielles apportées par cette thèse nous pouvons mentionner les suivants. Premièrement, la proposition d’une architecture qui sépare la fonction décision de la fonction contrôle, ce qui permet de mieux intégrer des fonctionnalités qui prennent en compte l’incertain. Un exemple dans le domaine applicatif (la conduite en convoi) serait l’évitement d’obstacles. Deuxièmement, B. Dafflon propose l’introduction d’une hiérarchie de systèmes multi-agents où la prise de décision est également envisagée comme un processus auto-organisé dans un monde virtuel d’agents. Ce monde virtuel est défini par un processus d’abstraction des informations données par les percepts des agents matériels. Finalement, cette Thèse propose des modèles d’interaction pour ces agents virtuels qui reposent sur des processus physiques (lois d’attraction-répulsion, dynamique des gazes, ...). L’intérêt en est que la décision peut être élaborée de façon calculatoire, en évaluant des indicateurs globaux inspirés des processus physiques modélisés.Les travaux présentés dans cette thèse ont été effectués et ont été financés par le projet ANR-VTT SafePlatoon
Baudoin Dafflon’s doctoral work is placed in the general frame of self-organised systems. This kind of systems bases on the hypothesis that their organizationcan be the result of the individual behaviour of each one of the autonomous and proactive component entities. This emergent organization satisfies the objectives entrusted to the self-organizing system. This thesis is mainly directed to application domains in which the self-organizing system is composed of intelligent, frequently mobile material devices places in a physical, uncertain environment. Case-studies made included in this Thesis belong to the vehicle platoon problem.This Thesis interests mainlyto the decision-making problem of the self organizing systems of this kind. This aspect is particularly important when the system evolves in an uncertain environment. Uncertainty can be the consequence of an imperfect knowledge of the environment or because of the occurrence of unpredictable events. In those situations the autonomous entities have to decide locally about the best action to be performed in order for the global organization to be maintained. Even if information exchange among autonomous entities is not excluded a-priori, this doctoral work has been done under the restriction of non-communication, in order to investigate the reach of completely de-centralised approaches.Among the contributions of this thesis we can mention the following. Firstly, the proposal of an architecture that separates decision making and control, thereby allowing a simpler integration of uncertainty-management. An example from the application domain (vehicle platoons) is obstacle avoidance. Secondly, this thesis introduces a hierarchy of multi-agent systems such that decision-making is also conceived as a self-organized process in a virtual agent’s world. The later is built from an abstraction process based on the perceptions produced by material agents. Lastly, this thesis proposes physics-inspired interaction mechanisms for virtual agents. Those interaction models based on phenomena such as attraction-repulsion forces or gas dynamics, allow for a computational decision making process based on the laws and properties of the adopted physical models.Doctoral work presented in this Thesis has been done in the framework of the ANR-VTT project

Les réseaux de véhicules sont une technologie émergente intégrant les dernières techniques de communication. Sans infrastructure, le réseau est un réseau dit ad hoc, un protocole de routage doit donc être utilisé pour assurer les communications inter-véhiculaires. Nous appelons ce type de réseau, un réseau ad hoc de véhicules. Nos travaux s'articulent autour de deux axes : le passage à l'échelle et la gestion de la mobilité dans un contexte autoroutier. Pour cela, nous avons proposé une extension du protocole de routage ad hoc DSR pour les réseaux ad hoc hybride (comportant une infrastructure fixe). Des simulations à l'aide de JiST/SWANS ont montré une amélioration des performances en terme de passage à l'échelle, connectivité et capacité du réseau. Nous avons également établi un modèle analytique pour comparer le passage à l'échelle de deux classes de protocoles de routage : réactif et géographique. Nous concluons que l'utilisation d'un protocole géographique et ses optimisations améliore de manière significative le passage à l'échelle. Enfin, nous proposons un algorithme répartie de formation de convois de véhicules afin d'améliorer la gestion de la mobilité dans un contexte de réseau ad hoc hybride de véhicules sur autoroute. Nous avons évalué cet algorithme à l'aide de simulations et conclu à une bonne qualité de formation des convois.

Cette thèse concerne la commande d'un convoi de véhicules avec l'objectif sociétal de réduire les problèmes de pollution et d'engorgement dans les milieux urbains. La recherche se concentre ici sur la navigation coopérative d'une flotte de véhicules communicants en s'appuyant sur une approche de commande globale : chaque véhicule est contrôlé à partir d'informations partagées par l'ensemble de la flotte, en s'appuyant sur des techniques de linéarisation exacte. Le développement de nouvelles fonctionnalités de navigation fait l'objet des deux contributions théoriques développées dans ce manuscrit et leur mise en oeuvre constitue la contribution pratique. Dans un premier temps, on s'intéresse à la mise en place d'un mode manuel de navigation dans lequel le premier véhicule, guidé par un opérateur, définit et retransmet la trajectoire à suivre aux membres du convoi. Il convient que la trajectoire, dont la représentation évolue au fur et à mesure de l'avancée du véhicule de tête, soit numériquement stable afin que les véhicules suiveurs qui sont asservis dessus puissent être contrôlés avec précision et sans subir de perturbations. A ces fins, la trajectoire a été modélisée par des courbes B-Spline et un algorithme itératif a été développé pour étendre cette dernière selon un critère d'optimisation évalué au regard des positions successives occupées par le véhicule de tête. Une analyse paramétrique a finalement permis d'aboutir à une synthèse optimale de la trajectoire en terme de fidélité et de stabilité de la représentation. Dans un second temps, on considère l'intégration d'une stratégie de localisation par vision monoculaire pour la navigation en convoi. L'approche repose sur une cartographie 3D de l'environnement préalablement construite à partir d'une séquence vidéo. Cependant, un tel monde virtuel comporte des distorsions locales par rapport au monde réel, ce qui affecte les performances des lois de commande en convoi. Une analyse des distorsions a permis de démontrer qu'il était possible de recouvrer des performances de navigation satisfaisantes à partir d'un jeu de facteurs d'échelle estimés localement le long de la trajectoire de référence. Plusieurs stratégies ont alors été élaborées pour estimer en-ligne ces facteurs d'échelle, soit à partir de données odométriques alimentant un observateur, soit à partir de données télémétriques intégrées dans un processus d'optimisation. Comme précédemment, l'influence des paramètres a été évaluée afin de mettre en évidence les meilleures configurations à utiliser en vue d'applications expérimentales. Pour finir, les algorithmes développés précédemment ont été mis en oeuvre lors d'expérimentations et ont permis d'obtenir des démonstrateurs en vraie grandeur comprenant jusqu'à quatre véhicules de type CyCab et RobuCab. Une attention particulière a été accordée à la cohérence temporelle des données. Celles-ci sont collectées de manière asynchrone au sein du convoi. L'utilisation du protocole NTP a permis de synchroniser l'horloge des véhicules et le middleware AROCCAM d'estampiller les données et de gérer le cadencement de la commande. Ainsi, le modèle d'évolution des véhicules a pu être intégré afin de disposer d'une estimation précise de l'état du convoi à l'instant où la commande est évaluée.

Cette thèse se situe dans la problématique de la conduite en convoi de véhicules autonomes : des ensembles de véhicules qui se déplacent en conservant une configuration spatiale, sans aucune accroche matérielle. Ses objectifs sont d'abord, la définition d'une approche de prise de décision pour les systèmes de convois de véhicules, puis, la définition d'une approche de vérification, adaptée à la preuve de propriétés relatives aux convois de véhicules, avec une attention particulière envers les propriétés de sûreté.L'approche pour la prise de décision est décentralisée et auto organisée : chaque véhicule détermine son comportement de façon locale, à partir de ses propres capacités de perception, sans avoir recours à une communication explicite, de telle sorte que l'organisation du convoi, son maintien et son évolution soient le résultat émergeant du comportement de chaque véhicule. L'approche proposée s'applique a des convois suivant plusieurs types de configuration, et permet des changements dynamiques de configuration.L'approche proposée pour la vérification de propriétés de sûreté des convois de véhicules, adopte le model-checking comme technique de preuve. Pour contourner le problème de l'explosion combinatoire, rencontré dans la vérification des systèmes complexes, nous avons proposé une méthode compositionnelle de vérification, qui consiste a décomposer le système en sous systèmes et à associer une propriété auxiliaire à chacun des sous systèmes. La propriété globale sera ensuite déduite de l'ensemble des propriétés auxiliaires, par l'application d'une règle de déduction compositionnelle. La complexité calculatoire est mieux maîtrisée car le model-checking s'applique aux sous-systèmes. Nous proposons une règle de déduction adaptée aux systèmes de conduite en convoi, en particulier ceux qui sont basés sur des approches décentralisées. La règle considère chaque véhicule comme un composant. Elle est consistante sous la condition que l'ajout d'un nouveau composant au système n'a pas d'influence sur le comportement du reste du système. L'approche décentralisée proposée pour la conduite en convoi satisfait cette condition. Deux propriétés de sûreté ont été vérifiées : absence de collision et évolution confortable pour les passagers

Cette thèse se situe dans la problématique de la conduite en convoi de véhicules autonomes : des ensembles de véhicules qui se déplacent en conservant une configuration spatiale, sans aucune accroche matérielle. Ses objectifs sont d'abord, la définition d'une approche de prise de décision pour les systèmes de convois de véhicules, puis, la définition d'une approche de vérification, adaptée à la preuve de propriétés relatives aux convois de véhicules, avec une attention particulière envers les propriétés de sûreté.L'approche pour la prise de décision est décentralisée et auto organisée : chaque véhicule détermine son comportement de façon locale, à partir de ses propres capacités de perception, sans avoir recours à une communication explicite, de telle sorte que l'organisation du convoi, son maintien et son évolution soient le résultat émergeant du comportement de chaque véhicule. L'approche proposée s'applique a des convois suivant plusieurs types de configuration, et permet des changements dynamiques de configuration.L'approche proposée pour la vérification de propriétés de sûreté des convois de véhicules, adopte le model-checking comme technique de preuve. Pour contourner le problème de l'explosion combinatoire, rencontré dans la vérification des systèmes complexes, nous avons proposé une méthode compositionnelle de vérification, qui consiste a décomposer le système en sous systèmes et à associer une propriété auxiliaire à chacun des sous systèmes. La propriété globale sera ensuite déduite de l'ensemble des propriétés auxiliaires, par l'application d'une règle de déduction compositionnelle. La complexité calculatoire est mieux maîtrisée car le model-checking s'applique aux sous-systèmes. Nous proposons une règle de déduction adaptée aux systèmes de conduite en convoi, en particulier ceux qui sont basés sur des approches décentralisées. La règle considère chaque véhicule comme un composant. Elle est consistante sous la condition que l'ajout d'un nouveau composant au système n'a pas d'influence sur le comportement du reste du système. L'approche décentralisée proposée pour la conduite en convoi satisfait cette condition. Deux propriétés de sûreté ont été vérifiées : absence de collision et évolution confortable pour les passagers
This thesis places in the framework of Platoons, sets of autonomous vehicles that move together while keeping a spatial configuration, without any material coupling. Goals of the thesis are: first, the definition of a decision making approach for platoon systems. Second, the definition of a method for the verification of safety properties associated to the platoon system.The proposed decision making approach is decentralized and self-organized. Platoon vehicles are autonomous, they act based only on their perception capabilities. The configuration emerges as a result of the individual behavior of each of the platoon vehicle. The proposed approach can be applied to platoon with different configurations, and allows for dynamic change of configuration.The proposed verification method uses the model-checking technique. Model checking of complex system can lead to the combinatory explosion problem. To deal with this problem, we choose to use a compositional verification method. Compositional methods decompose system models into different components and associate to each component an auxiliary property. The global property can then be deduced from the set of all the auxiliary properties, by applying a compositional deduction rule. We define a deduction rule suitable for decentralised platoon systems. The deduction rule considers each vehicle as a component. It is applicable under the assumption that adding a new component to an instance of the system does not modify behavior of the instance. Two safety properties have been verified : collision avoidance

Pour résoudre les problèmes liés au trafic important dans les métropoles, de nouvelles alternatives, appelées "Urban Transportation Systems", voient le jour. Celles-ci sont basées sur des véhicules électriques en libre accès. Une fonctionnalité nécessaire de ces systèmes est leur capacité à se déplacer en convoi. Dans ce manuscrit de thèse, le travail présenté traite de la commande d'un convoi de véhicules urbains. Dans ce memoire, une modélisation cinématique de type tricycle est adoptée pour représenter le robot mobile. La transformation en système chaîné de ce modèle permet de découpler les commandes latérale et longitudinale. La commande latérale basée sur des techniques de linéarisation exacte, permet d'assurer un suivi de trajectoire avec une très haute précision (puisque les non-linéarités du modèle ne sont pas approximées mais, au contraire, explicitement prises en compte), indépendamment de la vitesse du robot. La loi de commande longitudinale, basée sur des techniques de linéarisation exacte, suit une stratègie de commande globale : l'état du convoi est pris en compte, et non pas seuleument l'état du véhicule situé immédiatement devant. En fait, le comportement du convoi est étudié à travers les états du leader et du véhicule précédent. L'écart inter-véhicules à réguler est choisi égal à la distance curviligne parcourue le long d'un chemin de référence

Pour résoudre les problèmes lies au trafic important dans les métropoles, de nouvelles alternatives, appelées "Urban Transportation Systems", voient le jour. Celles-ci sont basées sur des véhicules électriques en libre accès. Une fonctionnalité nécessaire de ces systèmes est leur capacité a' se déplacer en convoi. Dans ce manuscrit de thèse, le travail présenté traite de la commande d'un convoi de véhicules urbains. Dans ce mémoire, une modélisation cinématique de type tricycle est adoptée pour représenter le robot mobile. La transformation en système chaîné de ce modèle permet de découpler les commandes latérale et longitudinale. La commande latérale basée sur des techniques de linéarisation exacte, permet d'assurer un suivi de trajectoire avec une tr'es haute précision (puisque les non-linearites du modèle ne sont pas approximées mais au contraire, explicitement prises en compte), indépendamment de la vitesse du robot. La loi de commande longitudinale, basée également sur des techniques de linéarisation exacte, suit une stratégie de commande globale : l''état du convoi est pris en compte, et non pas seulement l'état du véhicule situe immédiatement devant. En fait, le comportement du convoi est étudié à travers les états du leader et du véhicule précédent. L'écart inter-vehicules a réguler est choisi égal à la distance curviligne parcourue le long d'un chemin de référence, ce qui permet d'assurer un comportement cohérent du convoi, y compris lors du suivi de trajectoires a' forte courbure. Afin de prodiguer un confort suffisant aux passagers et d'assurer un fonctionnement en toute sécurité, des fonctions de supervision sont greffées aux lois de commande nominales, d'écrites ci-dessus. Ce module de supervision, nomme "Monitoring", gère également l'insertion ou la désinsertion de véhicules au sein du convoi. Des expérimentations, portées sur des voitures urbaines réelles, nommées Cycabs, permettent de valider les performances de la commande. Pour cela, les véhicules sont équipes d'une communication sans fil de type WiFi. Deux modalités capteurs ont 'et'e envisagées pour localiser les véhicules : principalement un capteur RTK-GPS (Real Time Kinematic Global Positioning System), mais également un système de vision monoculaire.

Les travaux de cette thèse sont consacrés au contrôle et à la commande d'une flotte de plusieurs véhicules (4 à 10 véhicules). Une commande longitudinale est proposée fondée sur l'approche globale décentralisée, pour laquelle les informations du leader et du prédécesseur sont supposées accessibles pour calculer la loi de contrôle en utilisant une commande linéarisante par la dynamique inverse. Ce concept de contrôle permet de suivre une vitesse de référence imposée par le véhicule de tête, tout en respectant une distance de sécurité (variable et constante) pour éviter les collisions. La commande longitudinale est couplée avec la commande latérale qui fait appel à une approche par mode de glissement pour suivre la trajectoire désirée du leader. En outre, des différents observateurs par mode de glissement sont développés. Ces observateurs sont destinés à calculer la dynamique non linéaire dans les commandes de chaque véhicule. La flotte est traitée dans un second temps dans les trajectoires à plusieurs voies (configuration ligne). Deux approches de contrôle sont proposées pour contrôler les véhicules dans les différentes voies (trois voies : i, j et k). Les véhicules sont contrôlés dans la première stratégie pour suivre la vitesse du leader. Cependant, dans la seconde approche, la vitesse désirée du leader est modifiée lors de la présence d'un mouvement latéral de façon à respecter la notion de flotte. Les véhicules sont également contrôlés pour éviter les obstacles et passer à la voie suivante en générant une trajectoire d'évitement de l'obstacle qui tient en compte la distance de sécurité entre les véhicules et l'obstacle, et entre les véhicules eux-mêmes
The works of this thesis are focused on the control and command of a fleet of many vehicles (4 to 10 vehicles). A longitudinal control is proposed based on the decentralized global approach, for which the information of the leader and the predecessor are assumed to be available to compute the control law using a linearization control by inverse dynamics. This control concept allows to follow a reference speed imposed by the leading vehicle, while respecting a safety distance (variable and constant) to avoid collisions. The longitudinal control is coupled with the lateral control that uses a sliding mode approach to follow the leader's desired trajectory. In addition, different sliding mode observers are developed. These observers are intended to calculate the nonlinear dynamics in the controls of each vehicle. The fleet is treated secondly in the multi-lane trajectories (line configuration). Two control approaches are proposed to control the vehicles in the different lanes (three lanes: i, j and k). The vehicles are controlled in the first strategy to follow the speed of the leader. However, in the second approach, the desired speed of the leader is modified when a lateral movement is present in order to respect the fleet notion. The vehicles are also controlled to avoid obstacles and switch to the next lane by generating an obstacle avoidance trajectory that takes into account the safety distance between the vehicles and the obstacle, and between the vehicles themselves

Cette thèse aborde la mise en œuvre d'une commande événementielle pour les systèmes non linéaires avec une application au convoi non homogène de véhicules. La commande linéarisante est appliquée pour homogénéiser le convoi. Néanmoins, elle a des limitations en présence d'incertitudes paramétriques et de perturbations exogènes non mesurées. Pour résoudre ce problème, nous proposons d'utiliser un observateur de perturbations (DOB : disturbance observer) qui estime une perturbation "virtuelle", représentant les effets à la fois des incertitudes paramétriques et des signaux externes non mesurés. Cette estimation est directement intégrée dans la loi de commande linéarisante pour compenser les incertitudes. En tenant compte des effets de compensation, la stabilité individuelle de chaque véhicule et la stabilité du convoi de véhicules est formulée à partir d'un sous-système interconnecté. Ce dernier représente l'interaction entre deux véhicules consécutifs qui échangent directement des informations. Grâce à cette formulation, la stabilité individuelle et en convoi non homogène peut être étudiée en utilisant une analyse de stabilité ℒ2 d'un seul sous-système interconnecté, assurant la scalabilité des conditions de stabilité proposées. En considérant une transmission basée sur les événements pour réduire le taux de communication, des conditions de suffisantes de stabilité sont proposées. Elles utilisent la théorie de Lyapunov et dans le cas de retards des fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii. Pour éviter le phénomène de Zenon, un délai minimum entre les transmissions consécutives est imposé. Pour tenir compte du délai imposé, le sous-système interconnecté est réécrit sous forme d'un système à commutation basé sur les intervalles pendant lesquels le mécanisme de déclenchement est actif. En tant qu'extension des méthodes ETC pour les applications autour des convois de véhicules, une méthode de co-design pour les systèmes non linéaires est également proposée à partir d'une technique de commande linéarisante. Les conditions de synthèse à la fois pour le contrôleur et le mécanisme de déclenchement d'événements sont reformulées sous forme d'un problème d'optimisation écrit à l'aide de contraintes d'inégalité matricielle linéaire. Des simulations et des comparaisons sont présentées pour chaque partie du mémoire
In this thesis, we address the design of event-triggered control for nonlinear systems focusing on the application of nonhomogeneous vehicle platooning. Due to the presence of parametric uncertainties and unmeasured exogenous disturbances, the classical feedback linearization technique cannot be applied to attain linear and homogeneous platoon. To address this issue, we propose a disturbance observer (DOB) to estimate a lumped disturbance, representing the effects of both the parametric uncertainty and the unmeasured external signals. The estimated disturbance is directly incorporated into the feedback linearization control law for uncertainty compensation. Considering the compensation effects, to assess the individual stability and the string stability, we formulate an overlapping subsystem representing the interaction between vehicles, which directly exchange information. Through this modeling formulation, individual and string stability of the nonhomogeneous platoon can be studied using ℒ2 stability analysis of a single overlapping subsystem, ensuring the scalability of the proposed stability conditions. Considering event-based transmission for resource-efficient communication, we derive sufficient design conditions using suitable Lyapunov-Krasovskii functionals and relaxation techniques for dynamic event-triggered control (ETC) methods to ensure individual and string stability in both cases, with and without communication delays. To ensure Zeno-free behavior, a minimum time between consecutive transmissions is imposed. To account for the enforced time, the overlapping subsystem is rewritten as a switching system based on the intervals during which the triggering mechanism is active. As an extension of ETC methods for platooning applications, we propose a co-design ETC method for nonlinear systems, based on a feedback linearization technique. The co-design conditions for both the controller and the event-triggering mechanism are recast as an optimization problem subject to linear matrix inequality constraints. Extensive simulations and comparisons are presented for each proposed ETC control result to illustrate the advantages of the respective methods over the related literature
Nesta tese abordamos o projeto de controle acionado por eventos para sistemas não lineares, com foco na aplicação em comboio de veículos não homogêneos. Devido à presença de incertezas paramétricas e distúrbios exógenos, a técnica clássica de linearização por realimentação não pode ser aplicada para obter um comboio linear e homogêneo. Para resolver essa questão, propomos um observador de distúrbios (DOB : Disturbance observer) para estimar um distúrbio “virtual”, representando os efeitos tanto da incerteza paramétrica quanto dos sinais externos não medidos. O distúrbio estimado é incorporado diretamente na lei de controle de linearização por realimentação para compensação das incertezas. Considerando os efeitos da compensação, para avaliar a estabilidade individual e a estabilidade do comboio, formulamos um subsistema sobreposto que representa a interação entre veículos que trocam informações diretamente. Por meio dessa formulação, a estabilidade individual e do comboio não homogêneo pode ser estudada utilizando a análise de estabilidade ℒ2 de apenas um subsistema sobreposto, garantindo a escalabilidade das condições de estabilidade propostas. Considerando a transmissão baseada em eventos para comunicação eficiente em termos de recursos, derivamos condições suficientes usando funcionais de Lyapunov-Krasovskii adequados e técnicas de relaxamento para métodos de controle acionado por eventos dinâmicos (ETC : Event-triggered control) para garantir a estabilidade individual e do comboio nos casos, com e sem atrasos de comunicação. Para garantir um comportamento livre de Zenão, um tempo mínimo entre transmissões consecutivas é imposto. Para incluir esse tempo no modelo do subsistema sobreposto, o mesmo é reescrito como um sistema chaveado baseado nos intervalos durante os quais o mecanismo de disparo está ativo. Como uma extensão das abordagem ETC aplicada ao comboio, propomos um método para co-projeto de ETC aplicado a sistemas não lineares, baseado em uma técnica de linearização por realimentação. As condições de co-projeto para o controlador e o mecanismo de acionamento de eventos são reformuladas como um problema de otimização sujeito a restrições sob a forma de desigualdades matriciais lineares. Simulações extensivas e comparações são apresentadas para cada controlador ETC proposto com intuito de ilustrar as vantagens dos respectivos métodos em relação à literatura relacionada

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la gestion d'énergie d'un Véhicule Hybride Électrique. Pour ce type de véhicule, l'optimisation énergétique est un enjeu majeur. Cela consiste à calculer les commandes optimales minimisant la consommation énergétique du véhicule sous un nombre fini de contraintes. Deux types de méthodes peuvent être utilisées pour résoudre ce problème d'optimisation. La première méthode et la plus utilisée, la méthode numérique, utilisant des modèles cartographiques basés sur des données. Elle présente deux inconvénients majeurs: temps de calcul et mémoire importants. La deuxième méthode, appelée analytique, qui permet de remédier à ces deux problèmes, a été utilisée dans cette thèse. Plus l'architecture du véhicule devient complexe (plusieurs machines électriques, moteur thermique, élévateur de tension), plus l'intérêt de cette approche sera important. La méthodologie analytique, proposée dans cette thèse, est composée principalement de trois étapes : la modélisation convexe, le calcul analytique des commandes et la validation des commandes analytiques sur un simulateur de véhicule. Cette méthodologie a été appliquée sur les trois configurations possibles du véhicule étudié : parallèle, bi-parallèle et série. Finalement, l'ajout de l'élévateur de tension dans la gestion d'énergie ainsi que l'étude de son impact sur la consommation énergétique du véhicule sont présentés dans le dernier chapitre. Les résultats obtenus en simulation montrent que la méthode analytique a permis de réduire considérablement le temps de calcul tout en ayant une sous-optimalité très faible
This thesis focuses on the energy management of Hybrid Electric Vehicle. In this type of vehicle, energy optimization is a major challenge. It consists of calculating optimal commands that minimize the vehicle’s energy consumption under a finite number of constraints. The optimization issue could be solved using a digital method or an analytical method. This choice depends on the nature of energy models that monitor the optimization criteria: analytical or maps of experimental measurements. However, this method presents numerous disadvantages. Its calculation is extremely time-consuming for instance. Therefore, the works presented in this thesis were directed in order to develop an analytical solution where the calculation is lesstime consuming. The architecture of the vehicle is complex. In fact, the vehicle contains two electrical machines, a thermal engine and a step-up. These components have all a straight impact on the vehicle’s energy consumption so several optimization variables were defining. Consequently, working on an analytical solution was a natural choice. The proposed analytical methodology consists of three steps: convex modeling, the command analytical calculation as well as the analytical command validation on a vehicle simulator. This methodology was applied to three possible configurations of the studied vehicle: parallel, biparallel and in serial. Finally, the step-up addition to the energy management as well as the study of itsimpact on the vehicle’s energy consumption are presented in the last chapter. The simulation results show that the analytical method reduces considerably the computing time and has an extremely low suboptimality

Ces travaux de thèse commencent par la présentation de l'état de l'art des techniques de localisation et aussi des différentes stratégies de commande des systèmes AHS. Dans le deuxième chapitre est développée une approche de prédiction qui permet d'estimer le temps qui reste à système pour qu'il dérive de son mode de fonctionnement nominal. Cette approche est basée sur l'arithmétique des intervalles. Dans le troisième chapitre est présenté une méthode d'analyse de la tolérance aux fautes dans les systèmes multi-capteurs qui est basée sur l'Observabilité et sur la classification des sous-ensembles de capteurs. Elle permet d'améliorer considérablement les algorithmes déjà existants. Elle utilise une représentation graphique très simplifiée des sous-ensembles de capteurs. Dans le dernier chapitre, la surveillance et l'analyse de la tolérance aux fautes sont appliquées sur un dispositif multi-capteurs embarqué sur des véhicules qui sont sous conduite automatique en convois sur autoroute.

Ce travail de thèse concerne la conception d'un système de supervision appliqué aux véhicules tout électriques autonomes à quatre roues motrices. Deux méthodes de surveillance à base de modèle sont développées en utilisant le modèle non linéaire du véhicule électrique: La première est basée sur La technique de multi observateurs pour détecter et isoler les défauts. La deuxième approche est la génération des relations de redondance analytique non linéaires (espace de parité non linéaire). En plus de la génération des résidus par la méthode de l'espace de parité, des observateurs différentiels à modes glissants sont intégrés pour l'estimation des dérivées successives des entrées et des sorties. Pour réaliser un train de trois véhicules, une commande longitudinale (commande de l'inter-distance) basée sur la mesure de l'écart inter véhiculaire est développée. La commande latérale est basée sur un suivi de trajectoire de référence qu'on impose pour tous les véhicules. Une commande de braquage est alors calculée en fonction de la différence entre la trajectoire mesurée et celle désirée. Enfin, quelques stratégies de reconfiguration sont développées pour le train de véhicules. Le principe de la reconfiguration est le choix de la stratégie à adopter pour le train de véhicules en fonction de type de défaut détecté
This work concerns the design of a supervision system applied to autonomous electric vehicle. Two based model monitoring methods are developed using the nonlinear model of electric vehicle: The first is based on multiple observers to detect and to isolate faults. The second approach is the generation of nonlinear analytical redundancy relations (nonlinear parity space). In addition to the generation of residuals by the method of parity space, differential sliding mode observers are integrated to estimate the successive derivatives of inputs and outputs. To make a train of three vehicles, a longitudinal control (control of the safety space) based on measuring the distance between vehicles is developed. The lateral control is based on a reference path tracking imposed for all vehicles. A steering command is then calculated based on the difference between the measured and the desired trajectory. Finally, some strategies are developed for the reconfiguration of the train of vehicles. The principle of the reconfiguration is the choice of strategy for the train of vehicles according to kind of detected fault

La conduite autonome a attiré une attention croissante au cours des dernières décennies en raison de son potentiel impact socio-économique, notamment concernant la réduction du nombre d'accidents de la route et l'amélioration de l'efficacité du trafic. Grâce à l'effort de plusieurs instituts de recherche et d'entreprises, les véhicules autonomes ont déjà accumulé des dizaines de millions de kilomètres parcourus dans des conditions de circulation réelles. Cette thèse porte sur la conception d'une architecture de contrôle pour les véhicules autonomes et coopératifs dans l'optique de leur déploiement massif. La base commune des différentes architectures proposées dans cette thèse est le Contrôle-Commande Prédictif, reconnu pour son efficacité et sa polyvalence. Nous présentons tout d'abord une architecture classique de contrôle hiérarchique, qui utilise la commande prédictive pour planifier un déplacement (choix de trajectoire), puis déterminer un contrôle permettant de suivre cette trajectoire. Toutefois, comme nous le montrons dans un deuxième temps, cette architecture simple n'est pas capable de gérer certaines contraintes logiques, notamment liées aux règles de circulation et à l'existence de choix de trajectoires discrets. Nous proposons donc approche hybride de la commande prédictive, que nous utilisons pour développer une architecture de contrôle pour un véhicule autonome individuel. Nous étudions le problème de contrôler un ensemble de véhicules autonomes circulant en convoi, i.e. maintenir une formation prédéterminée sans intervention humaine. Pour ce faire, nous utilisons à nouveau une architecture hiérarchique basée sur la commande prédictive, composée d'un superviseur de convoi et de contrôleurs pour chaque véhicule individuel. Enfin, nous proposons encore une architecture pour le problème de coordonner un groupe de véhicules autonomes dans une intersection sans feux de circulation, en utilisant un contrôleur d'intersection et en adaptant les contrôleurs des véhicules individuels pour leur permettre de traverser l'intersection en toute sécurité
Autonomous driving has been gaining more and more attention in the last decades, thanks to its positive social-economic impacts including the enhancement of traffic efficiency and the reduction of road accidents. A number of research institutes and companies have tested autonomous vehicles in traffic, accumulating tens of millions of kilometers traveled in autonomous driving. With the vision of massive deployment of autonomous vehicles, researchers have also started to envision cooperative strategies among autonomous vehicles. This thesis deals with the control architecture design of individual autonomous vehicles and cooperative autonomous vehicles. Model Predictive Control (MPC), thanks to its efficiency and versatility, is chosen as the building block for various control architectures proposed in this thesis. In more detail, this thesis first presents a classical hierarchical control architecture for individual vehicle control that decomposes the controller into a motion planner and a tracking controller, both using nonlinear MPC. In a second step, we analyze the inability of the proposed planner in handling logical constraints raised from traffic rules and multiple maneuver variants, and propose a hybrid MPC based motion planner that solves this issue. We then consider the convoy control problem of autonomous vehicles in which multiple vehicles maintain a formation during autonomous driving. A hierarchical formation control architecture is proposed composing of a convoy supervisor and local MPC based vehicle controllers. Finally, we consider the problem of coordinating a group of autonomous vehicles at an intersection without traffic lights. A hierarchical architecture composed of an intersection controller and multiple local vehicle controllers is proposed to allow vehicles to cross the intersection smoothly and safely

L'objectif de cette thèse CIFRE est de contribuer à la communication véhiculaire autonome et au développement de la mobilité urbaine. Les travaux sont basés sur les limitations et défis de la communication par radio pour les applications de sécurité et envisagent de déployer le système d'éclairage des véhicules en tant que solution de communication de soutien pour le platooning d'IVC-activées par VC Véhicules autonomes. L'objectif principale de cette recherche doctorale consiste à intégrer le système VLC dans l'architecture existante de C-ITS en développant un prototype VLC, ainsi que des algorithmes de transfert suffisants permettant VLC, RF et des solutions basées sur la perception afin d'assurer les exigences de sécurité maximales et l'échange continu d'informations entre les véhicules. La faisabilité et l'efficacité de la mise en oeuvre du système et des algorithmes de transfert ont fait l'objet de recherches approfondies sur six chapitres, destinés à faciliter une progression logique des matériaux et permettre un accès relativement facile. En plus de l'amélioration de la capacité routière en utilisant les systèmes de conduite autonome à la base de convoi. Les simulations réalisées ainsi que les résultats expérimentaux ont montré que l'intégration de VLC avec les solutions existantes RF a un avantage certain dans la qualité du canal de communication et les exigences de sécurité d'un système de platooning quand un algorithme approprié est utilisé
This thesis effort contributes to the autonomous vehicular communication and urban mobility improvements. The work addresses the main radio-based V2V communication limitations and challenges for ITS hard-safety applications and intends to deploy the vehicular lighting system as a supportive communication solution for platooning of IVC-enabled autonomous vehicles. The ultimate objectives of this Ph.D research are to integrate the VLC system within the existing C-ITS architecture by developing a VLC prototype, together with sufficient, hand-over algorithms enabling VLC, RF, and perception-based solutions in order to ensure the maximum safety requirements and the continuous information exchange between vehicles. The feasibility and efficiency of the VLC-RF system implementation and hand-over algorithms were subjects to deep investigations over six self-contained chapters meant to facilitate a logical progression of materials and to enable a relatively easy access. In addition to the improvement in road capacity by utilizing the convoy-based autonomous driving systems. The carried out simulations followed-up by experimental results proved that the integration of VLC with the existed RF solutions lead to a definite benefit in the communication channel quality and safety requirements of a platooning system when a proper hand-over algorithm is utilized

Cette thèse se rapporte à la navigation et le contrôle par optimisation dans des environnements multi-obstacles. Le problème de conception est généralement énoncé dans la littérature en termes de problème d'optimisation sous contrainte sur un domaine non convexe. Ainsi, en s'appuyant sur la combinaison du contrôle prédictif de modèle et des concepts de la théorie des ensembles, on a développe des méthodes constructives basées sur l'interprétation géométrique. Dans sa première partie, la thèse se concentre sur la représentation de l'environnement multi-obstacles, basée sur une analyse approfondie des résultats récents dans le domaine. Ainsi, on a choisi d'exploiter une classe particulière d'ensembles convexes (dotés de la propriété de symétrie) afin de modéliser l'environnement, réduire la complexité et améliorer les performances. De plus, on a résolve un problème ouvert dans la navigation dans des environnements encombrés : le partitionnement de l'espace faisable en fonction de la distribution des obstacles. Le cœur de cette méthodologie est la construction d'un convex lifting qui se résume à une optimisation convexe. On a couvré à la fois les fondements mathématiques et les détails informatiques de l'implémentation. Enfin, on a illustré les concepts par des exemples géométriques et on a complété l'étude en fournissant des garanties de faisabilité globale et en améliorant le contrôle effectif au niveau stratégique
This thesis pertains to optimization-based navigation and control in multi-obstacle environments. The design problem is commonly stated in the literature in terms of a constrained optimization problem over a non-convex domain. Thus, building on the combination of Model Predictive Control and set-theoretic concepts, we develop a couple of constructive methods based on the geometrical interpretation. In its first part, the thesis focuses based on a thorough analysis of the recent results in the field on the multi-obstacle environment's representation. Hence, we opted to exploit a particular class of convex sets endowed with the symmetry property to model the environment, reduce complexity, and enhance performance. Furthermore, we solve an open problem in navigation within cluttered environments: the feasible space partitioning in accordance with the distribution of obstacles. This methodology's core is the construction of a convex lifting which boils down to convex optimization. We cover both the mathematical foundations and the computational details of the implementation. Finally, we illustrate the concepts with geometrical examples, and we complement the study by further providing global feasibility guarantees and enhancing the effective control by operating at the strategical level

La dernière décennie a connu l’augmentation des accidents de la route et la circulation a augmenté rapidement avec la croissance du secteur automobile et la démocratisation des voitures. Les chercheurs ont démontré que le nombre élevé d'accidents sur la route est principalement dû à l'incapacité et à la lenteur des conducteurs à prendre la bonne décision. Les stratégies de formation des véhicules et les systèmes de communication entre véhicules sont considérés comme des solutions à ces problèmes.La communication entre véhicules, connue sous le nom de "vehicle-to-everything" (V2X), qui comprend les communications de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à infrastructure (V2I), permet aux véhicules d'échanger des messages de sécurité routière et de gestion du trafic avec une faible latence. La formation de platoon est une option interactive qui peut améliorer la communication V2X et assurer une bonne sécurité. Le platoon de véhicules est défini comme un groupe de véhicules se suivant les uns les autres, se déplaçant en ligne droite avec un espace inter-véhicules très court. Plusieurs stratégies de formation de pelotons de véhicules ont été définies afin d’en gérer la durée de vie ainsi que la stabilité. Cependant, aucune de ces stratégies n'a pris en compte les contraintes de circulation et de vitesse.Notre travail de recherche comporte trois objectifs. Dans la première phase, nous avons proposé un nouvel algorithme de formation de peloton appelé Speed Platoon Splitting (SPS) où les véhicules sont regroupés en fonction de leur destination (le véhicule de tête a la destination la plus lointaine et le dernier véhicule a la destination la plus proche). SPS vise à réduire la congestion en utilisant un pool de tickets et classe les pelotons en fonction de leur vitesse sur deux voies différentes. L'analyse des performances montre que le SPS assure la stabilité des pelotons et réduit la circulation sur l'autoroute.Les communications V2X peuvent être réalisées via les technologies de radio fréquence (RF), en particulier la standard 802.11p. Cependant, en raison de la progression accélérée du nombre de dispositifs, cette technologie souffre de plusieurs problèmes tels que la latence élevée et la congestion des canaux. Une solution de communication alternative est fournie par la communication par lumière visible (VLC). Le VLC est une technique de transmission de données sans fil qui utilise la lumière visible. La VLC réduit la complexité et le coût, permet un positionnement de haute précision et augmente l'évolutivité et la sécurité du réseau.Le deuxième objectif de cette thèse se focalise sur les performances du VLC dans la communication V2V entre les membres du peloton. Nous avons considéré deux modèles mathématiques validés par des simulations pour deux scénarios différents (nous avons pris une file d'attente M/M/1 et une file d'attente M/GI/1 pour le premier et le second scénario respectivement).les résultats montrent une étude très détaillée de la performance du VLC en présence de véhicules perturbateurs où nous avons dérivé le paramètre de qualité de service (QoS). La technologie VLC est considérée comme une technique efficace pour les pelotons, qui sont affectés par des véhicules gênants.Le troisième objectif de la thèse se concentre sur la proposition d'un mécanisme de handover vertical entre les technologies VLC et RF. Cet objectif est composé de deux parties, la première est la décision de faire un handover vertical (VHO) en utilisant la valeur seuil ou la technique d'apprentissage automatique. La deuxième partie consiste à choisir la technologie appropriée après le VHO en utilisant la fonction d'utilité ou le jeu coopératif.Tout au long de la thèse, l'évaluation des performances du VLC est basée sur la modélisation mathématique. Par ailleurs, la simulation est réalisée pour valider cette modélisation mathématique
The thesis topic is a part of the global interest in wireless vehicular networks. Over the past decade, the number of road accidents has increased quickly with the growth of the automotive sector. Statistics have demonstrated that the high number of accidents on the road is primarily due to the high traffic density and the lack of information about other drivers' decisions. Recent studies have shown the importance of vehicular communications, which allow the exchange of real-time traffic safety information between vehicles and thus contribute to accidents avoidance.Through vehicular communication, known as vehicle-to-everything (V2X), which includes vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure, vehicles can exchange road safety and traffic management messages with low latency. Platoon formation is considered an interactive option that can improve V2X communication and ensure more safety. The vehicle platoon is defined as a group of vehicles following each other, moving in a straight line with a very short inter-vehicle space. Several vehicle platoon formation strategies have been defined in order to manage the platoon's lifetime and stability. However, none of these strategies has taken into account traffic congestion and speed constraints.The first objective of our work is to propose a new platoon formation algorithm called speed platoon splitting (SPS) where vehicles are grouped according to their destination (the leading vehicle has the farthest destination and the latest vehicle has the nearest destination). The main purpose of SPS is to target alleviating congestion by using a ticket pool and classify platoons according to their velocity in two different lanes. Performance analysis shows that SPS provides platoon stability and reduces highway congestion.V2X communications can be achieved via radio frequency (RF) technologies, especially the 802.11p standard. However, due to the accelerated growth in the number of devices, this technology suffers from several problems such as high latency and channel congestion. An alternative communication solution is provided by visible light communication (VLC). VLC is the usage of visible light as a wireless data transmission technique. VLC reduces complexity and cost, enables high precision positioning and increases network scalability and security.The second objective of this thesis tackles the performance of VLC in V2V among the platoon members. For this purpose, we considered two mathematical models validated by simulations for two different scenarios (we have taken an M/M/1 and an M/GI/1 queues for the first and the second scenarios respectively). The performance evaluations present a detailed study of the VLC in the presence of disruptive vehicles and they are used to derive computations of the Quality of Service parameters. The main conclusion drawn is that VLC technology is considered an efficient technique but it is affected by disruptive vehicles.The third objective of the thesis focuses on proposing a mechanism for vertical handover (VHO) between VLC and RF technologies. This objective is composed of two parts, the first one is based on the threshold value to make a vertical handover decision or by using machine learning techniques. The second part is to choose the appropriate technology after VHO using the utility function or the cooperative game.Throughout the thesis, the performance evaluation of the VLC is based on mathematical modelling. Moreover, the simulation is performed to validate this mathematical modelling

Cette thèse traite le problème de la gestion distribuée d'interférences dans les réseaux ad hoc clusterisés dans des canaux aléatoires. On suppose qu'un chef de cluster (CH) est sélectionné dans chaque groupe pour superviser les transmissions, l'allocation des ressources et des slots temporels.Pour opérer un réseau ad hoc clusterisé, il faut attribuer une bande de fréquence (FB en anglais) à chaque cluster. Lorsque le nombre de FBs disponibles est supérieur ou égal au nombre de cluster, il est facile d'effectuer une attribution orthogonale de FB, même de manière distribuée. Toutefois, pour les déploiements importants dans la pratique, en particulier dans les environnements militaires, le nombre de clusters est souvent beaucoup plus élevé que le nombre de FBs disponibles. Bien que la réutilisation spatiale des FBs puisse être utilisée dans ce cas, si la topologie du réseau le permet, une telle solution peut ne pas fournir des performances satisfaisantes dans certains scénarios (par exemple, une forte densité de clusters), et d'autres mécanismes sont alors nécessaires.Dans cette thèse, nous considérons que les clusters adjacents peuvent interférer entre eux et nous proposons d'utiliser une technique de gestion des interférences basée sur l'approche de la gestion des interférences topologiques (TIM en anglais). La méthode TIM classique nécessite la connaissance du graphe d'interférence du réseau, c'est-à-dire qu'il faut déterminer pour chaque récepteur si l'interférence induite par chaque autre nœud est faible ou forte dans des canaux déterministes. Des travaux antérieurs ont proposé d'étendre la méthode TIM aux canaux aléatoires en incorporant des informations statistiques sur l'état du canal (SCSI en anglais) dans l'algorithme.Toutefois, ces solutions présentent des performances mauvaises car elles sont moins performantes en termes de débit global et d'équité que l'accès multiple par répartition temporelle (TDMA en anglais). Par conséquent, dans ce contexte, la première contribution de cette thèse est d'améliorer l'état de l'art en proposant une autre extension du TIM, qui est appelée enhanced TIM (eTIM) dans cette thèse. Pour ce faire, nous fournissons une nouvelle méthode de gestion des interférences qui combine l'eTIM avec les accès TDMA et améliore à la fois le débit global et l'équité des débits.Pour appliquer cette solution, nous devons estimer le SCSI lié à chaque lien des grappes associées. Une solution triviale consiste à appliquer le TDMA, où chaque nœud transmet l'un après l'autre. Afin de réduire la durée de sensing, nous proposons deux nouvelles solutions d'ordonnancement qui utilisent des émissions simultanées et qui sont plus performantes que le TDMA. Cela constitue la deuxième contribution de cette thèse.Après la phase d'estimation, chaque nœud connaît le SCSI lié aux liens de tous les autres nœuds. Pour mettre en œuvre l'eTIM, les SCSI doivent être partagés entre les deux clusters. Nous avons donc étudié plusieurs méthodes de réduction de dimension, telles que l'analyse en composantes principales (linéaire) et l'autoencodeur (non linéaire), appliquées à la matrice des SCSI afin de réduire la quantité d'échanges de signalisation entre les clusters. Cela correspond à la troisième contribution de cette thèse
This thesis addresses the problem of distributed interference management in clustered ad hoc networks under random fading channels. We assume that a cluster head (CH) is selected in each cluster to oversee transmissions, resource and time slots allocation.To operate a clustered ad hoc network, one needs to allocate a frequency band (FB) to each cluster. When the number of available FBs is greater or equal to the number of clusters, we can easily perform an orthogonal FB allocation, even in a distributed manner. However, for large deployments in practice, especially in military environments, the number of clusters is often much larger than the number of available FBs. While spatial FB reuse can be used in this case, if the network topology allows it, such a solution may not provide satisfactory performance in various scenarios (e.g. high cluster density), and other mechanisms are necessary.In this thesis, we consider that adjacent clusters can interfere between each other, and we propose to use an interference management technique based on the topological interference management (TIM) approach. The original TIM requires the knowledge of the interference graph of the network, i.e. determining for each receiver whether the interference caused by each other node is weak or strong in deterministic channels. Existing works have proposed to extend TIM in random channels by incorporating statistical channel state information (SCSI) in the algorithm.However, these solutions present poor performance since they achieve lower performance in terms of both sum rate and fairness than time-division multiple access (TDMA). Hence, in this context, the first contribution of this thesis is to improve the state-of-the-art by proposing another extension of TIM, that is referred to as enhanced TIM (eTIM) in this thesis. To this end, we provide a novel interference management method that combines eTIM with TDMA access and improves both the sum rate and the fairness.To apply this solution, we need to estimate the SCSI related to each link of the associated clusters. One trivial solution consists in applying TDMA, where each node transmits one after the other. In order to reduce the sensing duration, we propose two new scheduling solutions which use simultaneous transmissions and outperform TDMA. This constitutes the second contribution of this thesis.After the estimation phase, each node knows the SCSI related to the links from all the other nodes. To implement eTIM, the SCSI need to be shared between the two clusters. Thus, we investigated several dimensionality reduction methods, such as principal component analysis (linear) and autoencoder (non-linear), applied to the SCSI matrix in order to reducing the amount of signaling exchanges between clusters. This corresponds to the third contribution of this thesis

La méthode de Frank Wolfe offre une approche efficace pour la résolution des programmes convexes avec contraintes linéaires. Dans le contexte des réseaux de transport l'algorithme se réduit à une série de problèmes de plus court chemin et de recherches unidimensionnelles. Nous présentons une approche unifiée de la résolution d'une large variété de problèmes lies au système de planification du trafic urbain par la méthode de Frank Wolfe. Enfin, nous proposons une modification de l'algorithme de Frank Wolfe pour la résolution du problème de l'affectation du trafic urbain.

L’estimation des matrices origine-destination (OD) est un sujet de recherche important depuis les années 1950. En effet, ces tableaux à deux entrées recensent la demande de transport d'une zone géographique donnée et sont de ce fait un élément clé de l'ingénierie du trafic. Historiquement, les seules données disponibles pour leur estimation par les statistiques étaient les comptages de véhicules par les boucles magnétiques. Ce travail s'inscrit alors dans le contexte de l'installation à Brisbane de plus de 600 détecteurs Bluetooth qui ont la capacité de détecter et d'identifier les appareils électroniques équipés de cette technologie.Dans un premier temps, il explore la possibilité offerte par ces détecteurs pour les applications en ingénierie du transport en caractérisant ces données et leurs bruits. Ce projet aboutit, à l'issue de cette étude, à une méthode de reconstruction des trajectoires des véhicules équipés du Bluetooth à partir de ces seules données. Dans un second temps, en partant de l'hypothèse que l'accès à des échantillons importants de trajectoires va se démocratiser, cette thèse propose d'étendre la notion de matrice OD à celle de matrice OD par lien afin de combiner la description de la demande avec celle de l'utilisation du réseau. Reposant sur les derniers outils méthodologies développés en optimisation convexe, nous proposons une méthode d'estimation de ces matrices à partir des trajectoires inférées par Bluetooth et des comptages routiers.A partir de peu d'hypothèses, il est possible d'inférer ces nouvelles matrices pour l'ensemble des utilisateurs d'un réseau routier (indépendamment de leur équipement en nouvelles technologies). Ce travail se distingue ainsi des méthodes traditionnelles d'estimation qui reposaient sur des étapes successives et indépendantes d'inférence et de modélisation
Origin Destination matrix estimation is a critical problem of the Transportation field since the fifties. OD matrix is a two-entry table taking census of the zone-to-zone traffic of a geographic area. This traffic description tools is therefore paramount for traffic engineering applications. Traditionally, the OD matrix estimation has solely been based on traffic counts collected by networks of magnetic loops. This thesis takes place in a context with over 600 Bluetooth detectors installed in the City of Brisbane. These detectors permit in-car Bluetooth device detection and thus vehicle identification.This manuscript explores first, the potentialities of Bluetooth detectors for Transport Engineering applications by characterising the data, their noises and biases. This leads to propose a new methodology for Bluetooth equipped vehicle trajectory reconstruction. In a second step, based on the idea that probe trajectories will become more and more available by means of new technologies, this thesis proposes to extend the concept of OD matrix to the one of link dependent origin destination matrix that describes simultaneously both the traffic demand and the usage of the network. The problem of LOD matrix estimation is formulated as a minimisation problem based on probe trajectories and traffic counts and is then solved thanks to the latest advances in nonsmooth convex optimisation.This thesis demonstrates that, with few hypothesis, it is possible to retrieve the LOD matrix for the whole set of users in a road network. It is thus different from traditional OD matrix estimation approaches that relied on successive steps of modelling and of statistical inferences