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Abstract

Road infrastructure plays a major role in the occurrence of control loss of passengers cars in curves. To evaluate the risk level associated to an infrastructure, road managers currently use methods founded on statistical or empirical studies, knowing that their reliability can vary over time. The aim of this work is to complete these methods with a physical evaluation of road plans based on vehicle dynamics. First of all, the problem has been dealt in a theoretical way by writing criteria coming from vehicle dynamic models (point and bicycle models) aiming to identify and quantify the influence of road parameters on control loss occurrence. Then, to faithfully take into account the driver behavior, a complete numerical modeling of the vehicle-infrastructure-driver, resting on a genetic algorithm, has been introduced. Finally, these two approaches have been validated for various grip, curvature radius and vehicles on the LCPC test track in Nantes and on interurban and urban roads. These thesis works have permitted to improve the knowledge of road infrastructure influence and to develop two road plan evaluation methods (analytical and numerical). As a prospect of this study, a software for road manager usage will be developed.

Résumé

L’infrastructure routière joue un rôle très important dans l’occurrence des pertes de contrôle des véhicules légers en virage. Dans le but d’évaluer le niveau de risque associé à une infrastructure, les gestionnaires routiers utilisent actuellement des méthodes reposant sur des études statistiques ou empiriques, sachant que leur validité peut évoluer au cours du temps. Le but de ce travaux est donc de compléter ces méthodes par une évaluation physique des tracés routiers fondée sur la dynamique des véhicules. Tout d’abord, le problème a été abordé de manière théorique par une écriture de critères issus des modèles de la dynamique des véhicules (modèles point et bicyclette) visant à identifier et quantifier l’impact des param`etres routiers sur l’occurrence des pertes de contrôle. Ensuite, pour représenter avec plus de précision le comportement du conducteur, une modélisation numérique complète de contrôle du système véhicule-infrastructure-conducteur, fondée sur un algorithme génétique, a été mise en oeuvre. Enfin, ces deux approches ont été validées expérimentalement pour différentes adhérences, rayons de courbure et véhicules sur la piste de référence du LCPC de Nantes et sur routes interurbaines et urbaines. Ces travaux de thèse ont permis d’approfondir la connaissance du rôle de l’infrastructure et de développer deux méthodes (analytique et numérique) d’évaluation des tracés routiers. En perspective à cette étude, un logiciel destiné aux gestionnaires sera développé.

Résumé

De nos jours la part des matériaux composite stratifiés dans l’aviation et dans l’industrie en général augmente fortement. Dans une optique de fiabilisation et de réparation de ces structures, l’axe matériaux composites et collage structural du Laboratoire de Recherche en Mécanique et Acoustique (LRMA) de Nevers effectue actuellement des recherches sur l’endommagement, la propagation de l’endommagement et la réparation de ces structures. Les travaux présentés ici se situent au niveau de l’étude de l’endommagement et de son évolution. En effet, au cours de sa vie, une structure en matériau stratifié est soumise à des impacts à basse vitesse dont les conséquences sont indétectable à l’oeil nu. Que cette structure soit de type plaque, coque, poutre ou plus complexe, elle verra ses propriétés élastiques et de résistance à la rupture et à la fatigue nettement diminuer. Il faudra donc que les ingénieurs concevant de telles structures et les techniciens responsable de la maintenance tiennent compte de ces impacts qui peuvent être dus à une simple chute d’outil. Plus précisément, l’étude se répartit en deux grandes parties : Etude de l’endommagement de plaque stratifiées soumises à des impacts basse vitesse et influence de la stratification sur cet endommagement. Etude de la propagation de l’endommagement de plaques impactées soumises à une sollicitation de fatigue.