Letteratura scientifica selezionata sul tema "Problèmes ferroviaires"

Les phénomènes géographiques frontaliers se répartissent en deux niveaux. Le plus large est constitué par des échanges qui traversent les régions frontalières sans beaucoup les concerner directement. Le deuxième niveau est celui des phénomènes et des problèmes géographiques qui intéressent les petites régions situées directement au contact de la frontière. Les régions qui, de la Mer du Nord à la frontière luxembourgeoise, sont coupées depuis deux siècles par la frontière franco-belge, se répartissent en deux grands groupes : — les régions frontalières rurales et forestières, — les régions frontalières urbaines. Les régions frontalières rurales et forestières ont en commun un faible degré de polarisation, la zone polarisée ne dépasse généralement pas la frontière ; certaines d'entre elles peuvent cependant être traversées par d'importants trafics de transit de voyageurs ou de marchandises dont l'impact sur la petite région est faible. Appartiennent à ce groupe les régions frontalières à prédominance forestière de la Thiérache à la Lorraine, les régions frontalières rurales en Flandre, en Pévèle et en Hainaut. Leur problème commun est l'harmonisation des deux États au point de vue de la sauvegarde et de l'utilisation pour les loisirs. Les régions frontalières urbaines consistent en villes doubles, notamment dans la vallée de la Lys, en agglomérations ferroviaires, en stations balnéaires au Littoral et en la Regio insulensis. Métropole du Nord et son versant belge. On y observe souvent une continuité dans le domaine bâti qui peut se concrétiser de façon variée dans le paysage. Les migrations pour le travail, pour le loisir ou pour les achats y atteignent une intensité plus grande que dans les secteurs frontaliers ruraux. Malgré une incontestable perméabilité de cette frontière, malgré aussi le Marché Commun, la limite de souvenainete constitue un frein incontestable à l'épanouissement des régions frontalières. On peut néanmoins espérer la naissance de formes nouvelles de coopération transfrontalière dans les domaines du développement industriel ou de l'aménagement du territoire dans la Regio insulensis, exemple original, au sein des pays du Marché Commun, d'agglomération transfrontalière.

" La Amazonía peruana en 2021 " est un livre de 182 pages où il s'agit de combler les lacunes d'information en ce qui concerne ce qui se trame en Amazonie péruvienne lors de la prochaine décennie. Cet article présente un synopsis de ce texte qui dévoile l'existence de nombreux projets d'exploitation de ressources naturelles, spécialement pétrole, gaz et minerais pour leur exportation à des proportions jamais vues auparavant et de nombreux d'ouvrages d'infrastructures dont certains s'avèrent gigantesques pour effectuer une telle exploitation. Ainsi, de nombreuses centrales hydroélectriques couperont le flux des rivières, surtout en vue de générer de l'énergie destinée à l'exportation. De même, des routes, des voies fluviales et ferroviaires prendront en écharpe d'Est en Ouest la forêt amazonienne, répondant davantage à l'intérêt des investisseurs qu'aux besoins de la région. Les impacts de chaque projet d'extraction et d'infrastructure bouleverseront définitivement la nature et la face de la région amazonienne et de sa population. Les auteurs n'envisagent pas que la conservation de l'écosystème naturel. Ils reconnaissent que la région doit et mérite participer au développement harmonieux ; mais pour ce faire, un coût environnemental et social est inévitable. Il doit être pris en compte et compensé par les gains issus de ce développement. Leur principale préoccupation est liée au fait que les préjudices sociaux et environnementaux seront sans commune mesure par rapport aux modiques bénéfices escomptés. Les projets et les actions programmés sont globalement étrangers aux intérêts du Pérou, voire à ceux du Bassin amazonien, alors que les coûts récurrents et les problèmes sociaux et environnementaux, en grande majorité irréversibles, resteront ancrés dans la région. (Résumé d'auteur)

Au cours des derniers mois, partout dans le monde, y compris au Québec, des événements catastrophiques, comme des inondations, des accidents ferroviaires, des incendies dans des résidences pour aînés ont malheureusement affecté bon nombre de personnes âgées de 65 ans ou plus. Certaines de ces personnes ont subi de graves blessures, d’autres ont eu peur de mourir et malheureusement plusieurs d’entre elles ont été incapables de se déplacer rapidement pour faire face aux dangers, trouvant ainsi la mort dans des conditions atroces. Le but de cet article est de présenter les faits saillants d’une recension des écrits scientifiques portant sur les facteurs qui fragilisent les personnes âgées en cas de désastre et ceux qui les protègent pendant et après une catastrophe. À ce sujet, les études consultées ont généralement permis de constater qu’en cas de désastre, les personnes âgées de 65 ans ou plus sont plus à risque que les adultes plus jeunes de mourir, de subir des blessures, de ne pas recevoir suffisamment d’aide et de soutien des autorités publiques ou des organismes non gouvernementales (ONG) et de développer des problèmes de santé post-désastre. Il sera aussi possible de constater que trois points de vue différents s’affrontent lorsque l’on parle de la question des conséquences des désastres sur la santé des personnes âgées. C’est ainsi que certains chercheurs estiment que les aînés représentent une population particulièrement à risque de développer des problèmes de santé physique ou psychologique à la suite de leur exposition à un événement traumatisant, tandis que d’autres considèrent, par contre, que les aînés, et particulièrement ceux âgés de plus de 65 ans, s’en sortent mieux que les adultes plus jeunes. Certaines autres études ont, pour leur part, démontré que les personnes âgées ne sont pas plus affectées que les victimes plus jeunes et que la vulnérabilité et la résilience des victimes d’un désastre ne sont pas des éléments nécessairement reliés à l’âge. Cet article permettra aussi de présenter certaines données de recherches qualitatives et quantitatives réalisées au Québec portant sur les effets à moyen et à long terme des sinistres sur la santé physique et psychologique des personnes âgées. Dans ces diverses études portant sur les impacts d’une grave inondation et d’une tempête de verglas sur la santé des aînés et sur leur processus de rétablissement, Maltais et ses collaborateurs ont ainsi pu identifier les principales difficultés que vivent ces personnes pendant et après leur exposition à ce type de désastre ainsi que les répercussions de ce genre d’événement sur leur santé et leurs conditions de vie.

In 1981, the TGV was put on service. In 1986, the impact on the journeys is both more permanent and larger than it was supposed: after noticing a strong induction phase and a new modal share, one may say that the growth of rail, air and car traffics is still important on the Paris-South-East corridor. This growth goes with an important space sprawl: the main TGV served cities are concerned with the appraisal for the TGV network.The OEST was in charge of these main effects analysis, based on two complementarily origins:- Monthly traffic statistics allowing an accurate chronological analysis;- Air, rail and car inquiries done in 1981 and 1984 drawing the modal share of the ante and post TGV situation.It comes out from these analysis that the general success result of a great diversity of situations: the transport demand increased strongly where as it was deeply modified.At the moment, the advance in knowledge comes us against a problem of relevance as for the available data in order to quantify the phenomenon. Based on the South-East TGV experience, the paper focuses on the method problem for the data collecting. Six ans après sa mise en service, il apparaît que l'impact du TGV sur les déplacements est à la fois plus durable et plus large que prévu : après avoir observé une phase de forte induction et une nouvelle répartition entre modes, la croissance des trafics ferroviaires, aériens et autoroutiers reste vigoureuse en 1987 sur l'axe Paris-Sud-Est.Cette croissance s'est accompagnée d'une diffusion dans l'espace : les grandes villes du Sud-Est, désormais reliées à Paris par le TGV, sont concernées par la mise en place d'un début de réseau TGV.L'étude de ces deux types d'effets a été menée à l'OEST à partir de deux sources complémentaires, l'une (comptages mensuels sur l'axe) permettant une analyse temporelle fine, l'autre (enquêtes coordonnées faites en 1981 et 1984) donnant une photographie de la structure intermodale du trafic avant et après TGV. Il ressort de ces analyses que le succès général résulte d'une grande diversité de situations : la clientèle ferroviaire a fortement augmentée mais en se modifiant profondément.À l'heure actuelle, la progression des connaissances se heurte à un problème de pertinence des données disponible pour quantifier le phénomène. À partir de l'expérience du TGV Sud-Est, l'article soulève les problèmes de méthodes dans la collecte de données.

The opening of the new TGV-Est line in Eastern France in 2007, and of the Rhin-Rhône line about 2012 may cause a major disruption in the Eastern railway network. The TGV-Est will link Paris to the eastern regions of France while the Rhin-Rhône line will connect Eastern and Southern regions. The passenger traffic between Lorraine and the South-Est will follow the Toul-Dijon line. We can thus envisage a connexion between the TGV-Est and TGV Rhin-Rhône via the Haute-Saône département in order to improve North-South services. Indeed, European and national traffic use the electrified Toul-Dijon and Metz-Strasbourg-Bâle lines, but they are close to saturation, which issue doesn’t seem to be tackled by national rail administrations. Yet other lines, equipped with thermic traction, do exist. Accordingly, we should reconsider transit through the Haute-Saône département by the equipment of alternative North-South lines so as to open up the region. La mise en service du TGV Est en 2007 puis du TGV Rhin-Rhône vers 2012 provoquera un bouleversement du réseau ferré de l’Est. Le premier reliera Paris à l’Alsace alors que le second mettra en communication l’Est et le Sud-Est. Or les liaisons voyageurs entre la Lorraine et le Sud-Est empruntent actuellement la ligne Toul-Dijon. La possibilité d’une connexion entre le TGV Est et le TGV Rhin-Rhône via la Haute-Saône pourra être envisagée afin d’améliorer les liaisons nord-sud. En effet, le trafic ferroviaire européen, national emprunte les lignes électrifiées Toul-Dijon et Metz-Strasbourg-Bâle, qui arrivent à saturation, problème qui ne semble pas être pris en compte actuellement par la SNCF et RFF. Pourtant, il existe d’autres voies ferrées mais fonctionnant à la traction thermique. Par conséquent, une réflexion sur l’aménagement d’axes alternatifs devra être menée tout en repositionnant le département de la Haute-Saône sur un axe nord-sud pour le désenclaver.

The problem of adopting a valid criterion for comparing different transport projects is much discussed by experts. So far, any such analysis has been restricted by the subjectivity of any such evaluation. Consequently such an analysis is considered unscientific because the solution to the problem may depend upon either the very nature of the different projects examined or upon the views of the experts who carry out the evaluation. This paper which is based upon research into multipurpose analysis and past experience offers a new formulation for this procedure, which excludes value judgments in the standardization of the measuring of these purposes and also includes the cost-benefit analysis in the final evaluation thru establishing the stability functions in such a way as to point towards the « optimum » solution of the problem. Finally, the model is actually applied to a real-life situation: the restructuration of a railway corridor. Le problème de l'adoption d'un critère valable permettant de comparer plusieurs projets dans le secteur des transports est vivement débattu à l'heure actuelle par les spécialistes de ce secteur. La limite des analyses et des évaluations auxquelles on a recours en général tient essentiellement à l'introduction d'éléments d'appréciation subjectifs ; cette contrainte a conduit à penser que de telles analyses n'étaient pas scientifiques dans la mesure où la solution du problème peut dépendre soit de la nature des autres projets entre lesquels il faudra opérer un choix, soit des avis émis par le groupe des experts chargés de procéder à l'évaluation. Tout en se fondant sur les travaux de recherche et les expériences portant sur l'analyse à objectifs multiples, l'article présente une nouvelle formulation de cette technique qui exclue tout recours à des jugements de valeur pour normaliser la mesure des objectifs et qui s'intègre, dans le cadre de l'évaluation finale, à l'analyse coûts-bénéfices en élaborant des fonctions de stabilité de manière à orienter le décideur vers la solution « optimale » du problème. L'article s'achève sur une application du modèle en vue de la restructuration d'un couloir ferroviaire.

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

Cette thèse est dédiée à la conception et à l’application d’algorithmes quantiques pour la résolution de problèmes d’optimisation combinatoire ferroviaires. Aujourd’hui, les problèmes d’optimisation auxquels fait face la SNCF sont complexes, empêchant souvent une résolution à l’optimalité via des méthodes classiques en un temps raisonnable. L’informatique quantique est pressentie pour améliorer la qualité des solutions et diminuer le temps de calcul pour certains de ces problèmes. Actuellement, les algorithmes quantiques pour l’optimisation se divisent en deux classes : les algorithmes exacts et les heuristiques. Les premiers présentent un avantage théorique pour plusieurs problèmes, mais ne sont pas implémentables sur les machines actuelles car trop gourmands en ressources. Les seconds sont implémentables dès aujourd’hui, au moins sur de petites instances, ouvrant la porte aux premières applications, bien qu’ils ne présentent pas encore de garanties de performances ni d'avantage quantique. Dans cette thèse, nous analysons et proposons des algorithmes qui appartiennent à chacune de ces deux classes.D’une part, nous étudions une classe d’heuristiques appelée Algorithmes Variationnels Quantiques. Il s’agit d’algorithmes hybrides quantique-classique, qui alternent entre l’exécution d’un circuit quantique paramétré et l’optimisation classique des paramètres. Ils permettent de résoudre des problèmes non contraints à variables binaires, et nous proposons une méthode générale pour reformuler des problèmes contraints à variables entières sous cette forme. Nous présentons certaines propriétés des Algorithmes Variationnels Quantiques, nécessaires pour envisager des preuves théoriques de garanties de performances. En particulier, nous étudions QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm) en l'analysant à la lumière des précédentes propriétés et en donnant une décomposition universelle de son circuit quantique pour des problèmes dont la fonction objectif est polynomiale. Avec cet algorithme, nous résolvons un problème de conception de plan de transport de la SNCF. Ce problème a pour but de trouver un plan de transport qui correspond au meilleur compromis économique entre les bénéfices générés par la vente de billets aux voyageurs et les coûts d'exploitation, tout en respectant la disponibilité du réseau ferroviaire. Pour résoudre ce problème avec QAOA, nous proposons deux simplifications correspondant à différentes adaptations du problème métier initial.D’autre part, nous élaborons des algorithmes quantiques-classiques exacts pour deux grandes familles de problèmes combinatoires. La première famille concerne les problèmes d’ordonnancement. L’algorithme proposé s’applique à une large classe de problèmes d’ordonnancement à une machine, NP-difficiles, qui satisfont une propriété de programmation dynamique particulière (Dynamic Programming Across the Subsets). L’algorithme, reprenant l’idée de Ambainis et al. (2019), allie la programmation dynamique classique et l’algorithme quantique de recherche du minimum dans une table (basé sur l’algorithme de Grover). Il permet de réduire la complexité en temps pire-cas, parfois au détriment de l’introduction d’un terme pseudo-polynomial. Nous étendons cet algorithme au problème du flowshop à trois machines, pour lequel une accélération est aussi obtenue. La deuxième famille relève des problèmes d’optimisation robuste où l’ensemble d’incertitude est un polytope. Nous proposons un algorithme qui, partant de l’algorithme classique traitant de ces problèmes, remplace certaines opérations par des routines quantiques afin d’obtenir une accélération. Précisément, nous étudions l'utilisation des deux routines quantiques suivantes : la recherche du minimum dans une table et la résolution d’un système linéaire
This thesis is dedicated to the conception and application of quantum algorithms for railway combinatorial optimization problems. Today, the optimization problems that SNCF faces are complex, often prohibiting finding the optimal solution for industrial instances with classical methods within a reasonable amount of time. Quantum computing is expected to improve the quality of solutions and reduce the computation time for some of these problems. Quantum algorithms for optimization are divided into two classes: exact algorithms and heuristics. The former demonstrate theoretical advantages for several problems but cannot be implemented on current quantum machines because they require too high-quality quantum resources. On the contrary, the latter can be implemented, at least for small instances, but there are no performance guarantees or proven quantum advantages yet. In this thesis, we analyze and propose algorithms that belong to each of these two classes.On the one hand, we study the Variational Quantum Algorithms, which belong to the class of heuristics. These are hybrid quantum-classical algorithms that alternate between a parametrized quantum circuit and a classical optimizer. They allow solving unconstrained problems with binary variables, and we propose a general method to reformulate constrained integer problems into such problems. We highlight some properties of Variational Quantum Algorithms necessary for potential theoretical guarantees. In particular, we study QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm) in light of the previous properties, and we provide a universal decomposition of the quantum circuit for problems whose objective function is polynomial. We solve with this algorithm a railway timetabling problem of SNCF. It consists of finding the transportation plan maximizing the operating profit according to the customers' demand taking into account the availability and cost of both the network and the rolling stock. To solve it with QAOA, we propose two simplifications with different adaptations of the original problem.On the other hand, we design exact quantum-classical algorithms for two broad families of combinatorial problems. The first family relates to scheduling problems. We propose an algorithm that tackles a large class of NP-hard single-machine scheduling problems, which satisfy a specific dynamic programming property (Dynamic Programming Across the Subsets). Our algorithm, based on the seminal idea of Ambainis et al. (2019), combines classical dynamic programming and quantum search of the minimum in a table (generalization of Grover Search). It reduces the worst-case time complexity, sometimes at the cost of an additional pseudopolynomial factor. We extend this algorithm to the 3-machine flowshop problem, also leading to a reduction of the complexity. The second family concerns robust optimization problems where the uncertainty set is a polytope. We present an algorithm that, relying on the classical method that deals with these problems, replaces some computations with quantum subroutines to achieve a speedup. Specifically, we study the two following quantum subroutines: the search of the minimum in a table and the resolution of a linear system

Dans la réalisation technico-commericiale du transport de fret, la répartition des wagons vides participe fortement aux coûts de production, à la qualité et à la consistance du service offert. Dans un environnement aussi concurrentiel que celui du transport de marchandises, les enjeux pour la SNCF sont multiples. Les objectifs fondamentaux d'une nouvelle application informatique sont de satisfaire des demandes en matériel de la clientèle et d'optimiser la répartition par l'utilisation d'un algorithme de recherche opérationnelle. La principale difficulté de la répartition est d'appréhender un problème de grande taille (environ 85 000 wagons pour 6 000 demandes hebdomadaires) dans un système complexe et rigide, pour informatiser la prise des décisions optimales en temps réel (2 fois par jour) en tenant compte de l'état fictif du réseau sur l'horizon de travail. Il est donc nécessaire d'intégrer les aspects dynamiques, prévisionnels et multiniveaux dans la prise des décisions optimales. L'objectif de ce travail est d'adapter une méthode de décomposition au modèle global de transbordement dynamique. Nous proposons une décomposition temporelle du problème, puis une décomposition par catégorie de matériel et enfin une décomposition spatiale. Dans ce troisième axe de recherche, nous proposons une méthode encore très peu étudiée, de type primale-duale.

Dans plusieurs pays européens, la capacité de l’infrastructure est complètement exploitée aux heures de pointe et aux points critiques : une grande quantité de trains traversent ces points critiques dans un laps de temps très réduit. Dans cette situation le retard d’un train provoqué par un conflit de circulation peut se propager dans tout le réseau. Le problème de la gestion opérationnelle du trafic ferroviaire consiste à trouver les modifications des itinéraires et des ordonnancements des trains qui minimisent la propagation des retards. Dans cette thèse, nous proposons une approche de décomposition de Benders pour la formulation linéaire en nombres entiers à variables mixtes utilisée dans l’algorithme RECIFE-MILP. Après avoir constaté que l’approche de décomposition standard de Benders ne permet pas de trouver rapidement une solution de bonne qualité pour certaines instances du problème, nous étudions trois approches alternatives afin d’améliorer la performance de notre algorithme. Nous proposons d’abord une approche que nous appelons la reformulation réduite de Benders. Ensuite, nous introduisons des inégalités dans la formulation du problème maître de Benders. Finalement, nous scindons le processus de résolution en trois étapes au lieu de deux comme dans la décomposition standard de Benders. L'analyse expérimentale montre que la combinaison de la première et dernière approche surpasse l’algorithme original RECIFE-MILP dans la résolution de grandes instances sous certaines conditions
In railway systems, during congested traffic situations, the infrastructure capacity is completely exploited for trains circulation. In these situations, when traffic is perturbed some trains must be stopped or slowed down for ensuring safety, and delays occur. The real-time Railway Traffic Management Problem (rtRTMP) is the problem of modifying trains route and schedule to limit delay propagation. In this thesis, we propose a Benders decomposition of a MILP-based algorithm for this problem, named RECIFE-MILP. After observing that the standard Benders decomposition (BD) does not allow the effective solution of rtRTMP instances, we study three possible approaches to improve the performance. Specifically, we first propose a modification of the problem reformulation which is typical of BD, obtaining what we call reduced BD. Then, we introduce some inequalities to the Benders master problem. Finally, we split the solution process in three steps rather than two as in the standard BD. As we show in a thorough experimental analysis, the combination of the first and last approaches outperforms the original RECIFE-MILP algorithm when tackling large instances with some specific features

La conception d’un plan de transport d’un service ferroviaire est un processus qui se réalise entre deux ans et six mois avant la mise en service de celui-ci. Les principales phases de la conception sont la définition des dessertes, le calcul de la grille horaire et enfin l’organisation des roulements de rames et des conducteurs. La manière dont le plan de transport est conçu peut avoir de nombreuses conséquences sur la qualité de service : fréquence en gare insuffisante qui peut entrainer une perte de clients, robustesse de la grille horaire face à de petits incidents... En zone dense, tous ces éléments sont à prendre en compte, dès la conception de la grille horaire.Aujourd’hui, SNCF Transilien conçoit ses plans de transport en prenant d’abord en compte l’optimisation des ressources de production (sillons, rames et agents de conduite). Toutefois, l’augmentation des ressources mises en œuvre n’améliore plus l’adéquation du plan de transport à la demande des voyageurs. Ce mode de conception ne permet donc plus de faire face à l’augmentation de la demande de mobilité. C’est pourquoi il faut repenser la conception du plan de transport en intégrant immédiatement la dimension voyageuse.Nos travaux se concentrent sur les problématiques de conception de dessertes et de grille horaire, en prenant en compte le point de vue des voyageurs. Nous présentons un modèle multiobjectif de conception de dessertes, puis nous présentons un modèle de conception de grille horaire intégrant le choix d’itinéraire des voyageurs. Ensuite, nous présentons une méthode cherchant à intégrer ces deux modèles. Enfin, nous présentons une évaluation de nos résultats grâce à des indicateurs de fiabilité
The design of a railway transportation plan is a process achieved between two years and six months before it is put into service. The main phases in the design of a transportation plan are the line planning, the timetabling, the rolling stock and the crew scheduling.The design of the transportation plan can have many consequences on the quality of service: an inadequate frequency in station can cause a loss of passengers, sufficient number of seated places, robustness of the timetable in the face of small incidents... In dense area, as in the Ile-de-France region, all these elements must be taken into account as the transportation plan is designed.Today, SNCF Transilien designs its transportation plans by first taking into account the optimization of production resources (train paths, rolling stock units and drivers). However, today, the increase in resources implemented no longer improves the adequacy of the transportation plan to passengers’ demand. This design method no longer makes it possible to cope with the increase in the demand for mobility (+3% each year since 2000). This is why we must rethink the design of the transport plan by immediately integrating the passenger dimension. Our work focuses on issues of line planning and timetabling in a passenger-oriented approach. First, we present a multi-objective model for line planning. Then, we present a model of timetabling incorporating passenger route choice. Then, we initiate a method to integrate these two models. Finally, we present an evaluation of our results thanks to reliability indicators from the literature and a macroscopic simulation of the timetables

En raison de problèmes opérationnels et d'autres événements inattendus, un grand nombre d'incidents se produisent quotidiennement dans les systèmes de transport ferroviaire. Certains d'entre eux ont un impact local, mais quelques fois, essentiellement dans les réseaux ferroviaires plus saturés, des petits incidents peuvent se propager à travers tout le réseau et perturber de manière significative les horaires des trains. Dans cette thèse doctorale, nous présentons le problème de réordonnancement de plan de circulation ferroviaire en cas d'incident comme la problématique de créer un plan de circulation provisoire de manière à minimiser les effets de la propagation des incidents. Ce travail est issu du projet MAGES (Module d'Aide à la Gestion des Sillons) qui développe des systèmes de régulation pour le trafic ferroviaire. Nous présentons deux modèles différents qui permettent de trouver des solutions à ce problème : Programmation Linéaire en Nombres Entiers (PLNE) et Programmation Par Contraintes (PPC). Du fait de la nature fortement combinatoire du problème et de la nécessité de répondre rapidement aux incidents, il ne paraît pas raisonnable d'envisager une résolution exacte. Les méthodes correctives proposées consistent donc à explorer un voisinage restreint des solutions : right-shift rescheduling; une méthode basée sur des coupes de proximité; une méthode d'analyse statistique de la propagation des incidents (SAPI) et un méthode basée sur la PPC. Additionnellement, certaines de ces méthodes ont été adaptées sous forme d'algorithmes itératifs avec l'objectif d'améliorer progressivement la solution quand le temps d'exécution le permet. SAPI est une des principales contributions de cette thèse. SAPI intègre les concepts de right-shift rescheduling avec les coupes de proximité. Du fait de la taille des réseaux en jeu et du nombre de circulations, les phénomènes complexes de propagation d'un incident font qu'il est très difficile de connaitre de manière précise les événements qui seront affectés. Toutefois, il est tout de même envisageable d'évaluer la probabilité qu'un événement soit affecté. Pour calculer cette probabilité, un modèle de régression logistique est utilisé avec des variables explicatives dérivées du réseau et des circulations. Diverses variantes de ces méthodes sont évaluées et comparées en utilisant deux réseaux ferroviaires localisés en France et au Chili. À partir des résultats obtenus, il est possible de conclure que SAPI est meilleure que les autres méthodes en terme de vitesse de convergence vers l'optimum pour les instances de petite taille et moyenne alors qu'une méthode coopérative PNLE/PPC est capable de trouver des solutions pour les instances de plus grande taille. La difficulté de comparer SAPI avec d'autres méthodes présentées dans la littérature nous a encouragés à appliquer la méthode à un autre problème. Ainsi, cette méthodologie a été également adaptée au problème de réordonnancement de passagers, vols et appareils (avions) en cas de perturbations, problème originalement proposé dans le contexte du Challenge ROADEF 2009. Les résultats montrent que SAPI est efficace pour résoudre ce problème avec des solutions au-dessus de la moyenne des équipes finalistes en obtenant la troisième place du challenge

La plupart des systèmes ferroviaires subissent une demande croissante de capacité. Pour y faire face, il faut construire de nouvelles infrastructures ou exploiter plus efficacement celles existantes, notamment en définissant des grilles horaires optimisées. Dans la littérature, la plupart des approches de construction des grilles sont basées sur des représentations macroscopiques de l'infrastructure, ce qui peut conduireà des solutions infaisables ou inefficaces. En revanche, les approches microscopiques reposent sur une modélisation réaliste du système ferroviaire, ce qui garantit la faisabilité et l'efficacité des résultats. Néanmoins, en raison de leur complexité, l'utilisation de ces approches est généralement limitée à une seule gare. Malgré l'optimisation de la grille horaire, les travaux de maintenance peuvent avoir un fort impact sur les circulations des trains. En présence de maintenances, il peut donc être nécessaire de redéfinir la grille horaire pour assurer une exploitation efficace de la capacité. Nous présentons deux contributions principales sous forme de deux approches microscopiques : une pour la conception de grilles horaires et l'autre pour leur redéfinition en cas de maintenance. La deuxième est la première approche microscopique qui apparaît dans la littérature pour aborder ce problème tout en considérant des aspects comme les limitations temporaires de vitesse. Nous démontrons la validité de nos approches et leur applicabilité dans des scénarios réels. De plus, nous montrons que les approches microscopiques peuvent être utilisées pour traiter des zones de l'infrastructure contenant plusieurs gares
Most railway systems experience a growing demand of railway capacity. To face this demand, either new infrastructure must be built or a more efficient exploitation of the existing one must be attained. Timetables play a determinant role in the efficient capacity exploitation. Most timetabling approaches in the literature are based on macroscopic representations of the infrastructure. This may lead to inefficient and in some cases, impractical solutions. Instead, microscopic approaches are based on more realistic modelling of the elements of the railway system. This guarantees the feasibility of the timetables while promoting an efficient capacity exploitation. However, due to their complexity, the scope of microscopic approaches is typically restricted to main stations. Despite the optimization of timetables, the performance of infrastructure maintenance may severely impact the trains' circulations in the network. Therefore, the timetable may have to be rearranged to ensure an efficient capacity exploitation. We present two main contributions in this thesis: first, a microscopic approach for timetable design. Second, a microscopic approach for timetable rearrangement to cope with maintenance. This is the first microscopic approach in the literature to tackle this problem while also considering specific aspects as temporary speed limitations. After a thorough experimental analysis, we demonstrate the validity of our approaches and their practical applicability in real life scenarios. In particular, we show that microscopic approaches can be used to tackle large areas of the infrastructure, including several stations

La propagation acoustique en milieu extérieur fait intervenir des phénomènes physiques complexes, liés essentiellement aux variations de température et de vent dans la couche limite atmosphérique et aux frontières du domaine (effet de l'impédance du sol, de la topographie, ...). De plus, dans le contexte des trains à grande vitesse (TGV), les sources de bruit sont étendues, en mouvement 'a une vitesse relativement élevée, et de nature diverse (bruit de roulement, bruit d'origine aérodynamique, ...). Ce travail de thèse a pour but de modéliser la propagation du bruit des TGV en milieu atmosphérique, et de comprendre les phénomènes physiques associés à ce type de propagation. La première partie de ce travail s'intéresse à l'effet de diffusion des fluctuations turbulentes de température et de vent sur les ondes acoustiques en présence d'une zone d'ombre acoustique. L'effet de diffusion d'une taille de structure turbulente donnée dépend de la fréquence acoustique et de la géométrie de propagation. Ce couplage entre échelles de turbulence, fréquence acoustique et géométrie est étudié à l'aide d'outils de la théorie de la propagation des ondes en milieu aléatoire et de simulations d'équation parabolique, afin d'estimer les plus petites et les plus grandes tailles de structure turbulente à prendre en compte dans une configuration donnée. Dans une deuxième partie, une méthode de résolution des équations d'Euler linéarisées par différences finies dans le domaine temporel est décrite. L'utilisation de schémas numériques optimisés permet d'appliquer ce modèle de propagation à des configurations de propagation acoustique longue distance. Une des principales difficultés rencontrées avec les modèles temporels de propagation est la prise en compte de la réflexion des acoustiques sur un sol d'impédance finie. Des conditions limites d'impédance performantes d'un point de vue numérique sont proposées pour des modèles d'impédance couramment employés dans les études de propagation en milieu extérieur. Ces conditions limites sont obtenues en approchant l'impédance par des fonctions-type particulières, ce qui permet d'utiliser la méthode de convolution récursive. Elles sont validées dans des configurations de propagation bi- et tridimensionnelle, en considérant une atmosphère homogène puis une atmosphère stratifiée. Enfin, les applications spécifiques au bruit des TGV sont présentées dans une troisième partie. Dans un premier temps, un modèle de propagation du bruit des TGV basé sur une décomposition du train en un ensemble de sources ponctuelles équivalentes est décrit. Les résultats de ce modèle sont comparés à des mesures réalisées à différentes distances de la voie de circulation en supposant les conditions de propagation homogènes. Le modèle de sources équivalentes est également couplé à un code d'équation parabolique afin de prendre en compte l'effet d'un profil vertical de température ou de vent. Dans un deuxième temps, les phases d'approche et d''éloignement de passages de TGV sont analysées afin de caractériser un phénomène de "grondement". Dans certaines circonstances, il est en effet possible d'entendre un bruit similaire à un passage d'avion une dizaine de secondes avant ou après un passage de TGV, bruit qualifié de "grondement". L'analyse s'appuie principalement sur des résultats expérimentaux, qui permettent de déterminer les caractéristiques du "grondement" et les circonstances dans lesquelles il se produit. Cette étude est complétée par des simulations d'équation parabolique qui montrent l'importance du vent dans l'apparition de ce phénomène.

La propagation acoustique en milieu extérieur fait intervenir des phénomènes physiques complexes, liés essentiellement aux variations de température et de vent dans la couche limite atmosphérique et aux frontières du domaine (effet de l’impédance du sol, de la topographie,. . . ). De plus, dans le contexte des trains `a grande vitesse (TGV), les sources de bruit sont étendues, en mouvement `a une vitesse relativement élevée, et de nature diverse (bruit de roulement, bruit d’origine aérodynamique,. . . ). Ce travail de thèse a pour but de modéliser la propagation du bruit des TGV en milieu atmosphérique, et de comprendre les phénomènes physiques associés `a ce type de propagation. La première partie de ce travail s’intéresse à l’effet de diffusion des fluctuations turbulentes de température et de vent sur les ondes acoustiques en présence d’une zone d’ombre acoustique. L’effet de diffusion d’une taille de structure turbulente donnée dépend de la fréquence acoustique et de la géométrie de propagation. Ce couplage entre échelles de turbulence, fréquence acoustique et géométrie est étudié `a l’aide d’outils de la théorie de la propagation des ondes en milieu aléatoire et de simulations d’´equation parabolique, afin d’estimer les plus petites et les plus grandes tailles de structure turbulente à prendre en compte dans une configuration donnée. Dans une deuxième partie, une méthode de résolution des équations d’Euler linéarisées par différences finies dans le domaine temporel est décrite. L’utilisation de schémas numériques optimisés permet d’appliquer ce modèle de propagation `a des configurations de propagation acoustique longue distance. Une des principales difficultés rencontrées avec les modèles temporels de propagation est la prise en compte de la réflexion des acoustiques sur un sol d’impédance finie. Des conditions limites d’impédance performantes d’un point de vue numérique sont proposées pour des modèles d’impédance couramment employés dans les études de propagation en milieu extérieur. Ces conditions limites sont obtenues en approchant l’impédance par des fonctions-type particulières, ce qui permet d’utiliser la méthode de convolution récursive. Elles sont validées dans des configurations de propagation bi- et tridimensionnelle, en considérant une atmosphère homogène puis une atmosphère stratifiée. Enfin, les applications spécifiques au bruit des TGV sont présentées dans une troisième partie. Dans un premier temps, un modèle de propagation du bruit des TGV basée sur une décomposition du train en un ensemble de sources ponctuelles équivalentes est d´écrit. Les résultats de ce modèle sont comparés à des mesures réalisées à différentes distances de la voie de circulation en supposant les conditions de propagation homogènes. Le modèle de sources équivalentes est également couplé à un code d’´equation parabolique afin de prendre en compte l’effet d’un profil vertical de température ou de vent. Dans un deuxième temps, les phases d’approche et d’´eloignement de passages de TGV sont analysées afin de caractériser un phénomène de “grondement”. Dans certaines circonstances, il est en effet possible d’entendre un bruit similaire à un passage d’avion une dizaine de secondes avant ou après un passage de TGV, bruit qualifié de “grondement”. L’analyse s’appuie principalement sur des résultats expérimentaux, qui permettent de déterminer les caractéristiques du “grondement” et les circonstances dans lesquelles il se produit. Cette étude est complétée par des simulations d’´equation parabolique qui montrent l’importance du vent dans l’apparition de ce phénomène
Outdoor sound propagation involves complex physical phenomena, mainly associated with temperature and wind variations in the atmospheric boundary layer and with boundary conditions (influence of the ground impedance, terrain effects,. . . ). Furthermore, in the context of high speed trains (TGV), noise sources are in motion at a relatively high speed, cannot be considered as compact, and are of different types (rolling noise, aerodynamic noise,. . . ). This work aims at modeling TGV noise propagation outdoors and at understanding the physical phenomena associated with this type of propagation. In a first part, acoustic scattering by turbulent fluctuations of temperature and wind is considered in the presence of a refractive shadow zone. The scattering effect of a given turbulence scale depends on acoustic frequency and propagation geometry. This coupling between turbulent structures, acoustic frequency and geometry is studied using tools from the theory of wave propagation in random media and parabolic equation simulations, in order to estimate the smallest and largest turbulence scales to be taken into account in a given configuration. In a second part, a solver of the linearized Euler equations is described which uses finite-difference time-domain methods. The use of optimized numerical schemes enables to apply this propagation model to long range sound propagation configurations. One of the main difficulties encountered with timedomain propagation models is to take into account the reflection of acoustic waves by an impedance ground. Time-domain impedance boundary conditions that are efficient from a numerical point of view are proposed for impedance models commonly used in outdoor sound propagation studies. To obtain these boundary conditions, the impedance is approximated by well chosen template functions, which enables the use of the recursive convolution method. They are validated in two- and three-dimensional propagation geometries, considering a homogeneous atmosphere and then a stratified atmosphere. Finally, specific applications to TGV noise are presented in a third part. First, a TGV noise propagation model is described where the train is represented by a set of equivalent point sources. Model results are compared to measurements performed at different distances from the track assuming homogeneous propagation conditions. The equivalent sources model is also coupled to a parabolic equation code in order to take into account the influence of a vertical profile of temperature or wind. Second, the characteristics of a “rumbling” noise that can be heard tens of second before or after some TGV pass-bys are analyzed. In some circumstances, it is indeed possible to hear a relatively low-frequency noise perceived as an aircraft pass-by, which is referred to as “rumbling” noise. The analysis is mainly based on experimental results and enables to determine the characteristics of this “rumbling” noise and the circumstances in which it occurs. Parabolic equation simulations are also performed to show the importance of the wind in the appearance of this phenomenon

La première partie de ce travail concerne la production cyclique pour l'optimisation du taux de production dans les flowshops robotisés, où un robot est chargé du transport des pièces. Les cellules robotisées peuvent être disposées de façon linéaire ou circulaire. Les principaux résultats théoriques concernant la disposition linéaire ne peuvent être étendus à la configuration circulaire. En particulier, trouver le meilleur cycle de production de une pièce (1-cycle) est un problème polynomial dans le cas des cellules linéaires additives, mais NP-difficile pour la configuration correspondante circulaire.Nous nous concentrons principalement sur le cas des cellules circulaires équilibrées, où le temps d'usinage est identique sur toutes les machines. Après avoir présentés des outils pour l'analyse cyclique dans les cellules circulaires, nous établissons des propriétés nécessaires des 1-cycles performants, ce qui permet de conclure sur le problème du meilleur 1-cycle jusqu'à 8 machines. Toutefois, nous fournissons un contre-exemple pour 6 machines à la conjecture classique des 1-cycles, toujours ouverte dans cette configuration.Ensuite, nous étudions la structure des 1-cycles performants pour des cellules circulaires équilibrées arbitrairement grandes. Nous définissons et étudions les propriétés d'une nouvelle famille de cycles basée sur cette structure et formulons une conjecture sur sa dominance sur les 1-cycles qui conduirait à un algorithme polynomial pour le problème du meilleur 1-cycle dans ce cas. Cette structure permet de déterminer le meilleur 1-cycle jusqu'à 11 machines.Dans la deuxième partie, nous présentons le travail réalisé sur un problème industriel proposé par la SNCF dans le cadre du challenge ROADEF/EURO. Nous proposons un algorithme glouton pour ce problème combinant divers aspects de la gestion des trains au sein d'une gare
The first part of this work deals with cyclic production for throughput optimization in robotic flow-shops, where a robot is in charge of the material handling of parts. Robotic cells may have a linear or a circular layout. Most theoretical results for the linear layout do not hold for the circular layout. In particular, the problem of finding the best one part production cycle (1-cycle), which is a polynomial problem for linear additive cells, has been proved NP-hard for the corresponding circular configuration.We mainly focus on a special case of circular balanced cells, where the processing times are identical for all machines. After presenting tools for cyclic analysis in circular cells, we study necessary properties of efficient 1-cycles. These results allow to conclude on the best one part production cycle for any parameters in circular balanced cells up to 8 machines. However, we provide a counter-example to the classical 1-cycle conjecture, still open for this configuration.Then, we study the structure of efficient one part production cycles in arbitrarily large circular balanced cells. We introduce and study a new family of cycles based on this structure, and formulate a conjecture on its dominance over one part-production cycles, which would lead to a polynomial algorithm for finding the best 1-cycle for circular balanced cells. This structure allows to settle the best one part production cycle for cells with up to 11 machines.In a second part, we present work on an industrial problem of railway stock scheduling proposed by the French railway company in the context of the ROADEF/EURO competition. We propose a greedy algorithm for this problem combining the various aspects of trains handling inside a station