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Département Composants et Systèmes

Bilan 2014

Date : 06/11/2014

Table des matières I. Bilan 2014 du département .................................................................................................................. 2

I. 1. Présentation générale du département, faits et résultats marquants ........................................ 2

I. 1. a. Objectifs scientifiques et structuration du département ..................................................... 2

I. 1. b. Valorisation, transfert........................................................................................................... 3

I. 1. c. Interactions et synergies internes à l’IFSTTAR. ..................................................................... 3

I. 1. d. Faits marquants .................................................................................................................... 3

I. 1. e. Résultats marquants ............................................................................................................. 5

I. 2. Bilan par axe du COP .................................................................................................................... 6

I. 2. a. Axe 1 ..................................................................................................................................... 6

I. 2. b. Axe 2 ................................................................................................................................... 19

I. 2. c. Axe 4.................................................................................................................................... 20

I. 2. d. Livrables phares 2014 ......................................................................................................... 22

I. 3. Grands projets collaboratifs et principales coopérations .......................................................... 23

I. 3. a. Projets phares du département.......................................................................................... 23

I. 3. b. Autres partenariats structurants ........................................................................................ 25

I. 3. c. Autres grands projets collaboratifs ..................................................................................... 26

I. 3. d. Expertises, homologations, certification ............................................................................ 27

I. 4. Exemples de réalisations multidisciplinaires .............................................................................. 27

I. 5. Projets majeurs et avancées scientifiques selon les axes du département ............................... 28

I. 5. a. Gestion et Optimisation de la mobilité (Axe 1) .................................................................. 28

I. 5. b. Technologies clés pour la mobilité (Axe 1) ......................................................................... 29

I. 5. c. Infrastructures et Bâtiments Intelligents (Axe 2) ................................................................ 30

I. 5. d. Villes numériques et sensibles (Axe 4) ............................................................................... 30

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I. Bilan 2014 du département

I. 1. Présentation générale du département, faits et résultats marquants

I. 1. a. Objectifs scientifiques et structuration du département

Le département COSYS relève du domaine des sciences et technologies de l’information et de la

communication et des sciences pour l’ingénieur. Il est constitué de 12 laboratoires dont 2 UMR et d’une

équipe projet commune Inria répartis sur sept sites principaux (Marne-la-Vallée, Versailles-Satory, Versailles-

Chantiers, Villeneuve d’Ascq, Nantes, Bron, Rennes) avec une présence à Belfort (cf. Figure 1). Il dirige 2 GIS et

copilote 2 ERC, l’une avec l’Ecole Polytechnique l’autre avec le CEA/LETI. Au 30 juin 2014, le département

COSYS comptait 294 personnes, dont 184 permanents (chercheurs ou équivalents et personnels techniques et

support), 35 CDD hors doctorants et 75 doctorants.

Le département COSYS publie chaque année une centaine d’articles à comité de lecture. Il assure la présidence

ou vice-Présidence de 2 REX européens (VCE), participe à 3 IRT, 2 ITE, 1 Equipex, 1 PSPC, 2 labex.

Les disciplines CNU sont principalement 61, 63, 27, 26, 60, 62, 28, 23, 74 et 16. Deux laboratoires du

département (LEPSIS et GRETTIA) mènent des recherches qui couplent les SPI et les SHS avec des activités en

psychologie cognitive et psycho-ergonomie (CNU 16 et 74).

La feuille de route détaillée du département est construite sur la nécessaire intrication STIC-Energie-Mobilité-

Ville. Ainsi, le département COSYS se donne pour ambition de développer les concepts et outils nécessaires à

l’amélioration des connaissances de base, des méthodes, des technologies et des systèmes opérationnels

destinés à une intelligence renouvelée de la mobilité, des réseaux d’infrastructures et des grands systèmes

urbains. Les recherches et développements du département visent ainsi une amélioration de plusieurs

critères : efficacité, sécurité, sûreté, résilience, empreinte carbone et impacts sur l’environnement et la santé.

La production de connaissances à la frontière des pratiques, leur transformation en produits utiles et en corps

de doctrine en appui des politiques publiques et l’évaluation des transformations induites par les innovations

dans ces champs d’activité forment l’ADN du département.

Les objectifs scientifiques du département concilient les attentes de la société et l’accroissement des

connaissances. Le département accorde une importance majeure aux phases d’expérimentations associées aux

développements théoriques.

En 2014, les activités du département étaient organisées selon quatre grandes thématiques (pour chacune des

thématiques nous avons précisé l’axe du COP auquel elle se réfère) :

1) Gestion et Optimisation de la Mobilité - GOM (axe 1)

2) Technologies Clés pour la Mobilité - TCM (axe 1)

3) Infrastructures et Bâtiments Intelligents - IBI (axe 2)

4) Ville Numérique et Sensible – VNS (axe 4)

A noter que début 2014, la répartition des 174 ETP (Equivalent temps Plein) hors fonction support par

thématique du département est approximativement la suivante : 26 ETP sur la thématique GOM, 85 ETP sur la

thématique TCM, 25 ETP sur la thématique IBI et 38 ETP sur la thématique VNS.

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I. 1. b. Valorisation, transfert

Le département dépose chaque année environ 6 brevets. Il est à l’origine de 80% des brevets aujourd’hui

maintenus par l’IFSTTAR, soit environ 70. En 2014 le département est impliqué dans plus de 220 contrats dont

plus de 35 nouveaux contrats directs avec le monde économique. Son carnet de commande industriel s’élève à

3,9 M€. Le département dirige 10 thèses Cifre, et mène chaque année de l’ordre de 40 expertises, en plus de

l’homologation des chaines Ecotaxe.

Au fil des années, à périmètre constant, le département a créé directement, par transfert technologique, plus

de 15 emplois pérennes dans le privé, sans compter les emplois induits. Il a créé 3 start-up et soutenu très

fortement 6 PME.

I. 1. c. Interactions et synergies internes à l’IFSTTAR.

Depuis la création du département COSYS, nous favorisons et encourageons les interactions et les synergies

entre les laboratoires qui travaillent sur des domaines et disciplines très proches afin que de nouvelles équipes

se créent naturellement. Ces interactions se concrétisent aujourd’hui par la participation à des recherches

communes, le co-encadrement de thèses mais aussi l’animation d’ateliers thématiques dont nous parlerons

plus loin. Le département soutient les coopérations entre laboratoires en finançant les missions utiles à ces

coopérations.

Nous pouvons noter un recrutement de chercheur en 2014 : Paola Pellegrini au LEOST sur un profil de poste

commun entre LEOST, LIVIC, ESTAS et SII sur les réseaux et protocoles de communication.

Il est important de noter la proximité thématique et méthodologique entre plusieurs laboratoires. Le GERI TISIC

(Traitement de l'information, Signal, Image et Connaissance), outil d’animation transversal de l’Ifsttar, est

piloté par un chercheur du GRETTIA et permet de mettre en commun des approches, dans un but de partage

de connaissances et de capitalisation au niveau de l’établissement. Plusieurs laboratoires se retrouvent au sein

du GdR CNRS (Groupement de Recherche) ISIS (Information, Signal, Image et ViSion) mais aussi du GdR CNRS

Ondes pour des sujets en lien avec la modélisation électromagnétique, les radars, les antennes.

Les ITS (53 ETP à COSYS), la sécurité, la sobriété énergétique et la ville intelligente constituent des axes de

recherche communs à beaucoup de laboratoires du département COSYS et font l’objet de coopérations assez

nombreuses avec les autres départements.

I. 1. d. Faits marquants

Pour 2014, on retiendra les faits marquants suivants :

- Le démarrage effectif des instituts du PIA avec la signature des conventions entre Railenium, SystemX,

Efficacity et Vedecom qui vont déclencher les mises à disposition effectives des agents volontaires.

Plusieurs thèses et projets ont déjà démarré

- La réunion de lancement de l’équipe projet commune I4S entre INRIA et L’IFSTTAR. SII et, dans une

moindre mesure le LISIS contribuent à cette équipe

- La signature du GIS DURSI

- La Création de la chaire internationale d’innovation VALEO-PSA-Safran

- L’implication dans le 34ème plan de la Nouvelle France Industrielle sur le véhicule autonome

- Le lancement de SMARTY (BPI-France) qui aide à la création d’une filière industrielle de nano-

capteurs de gaz

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- Le démarrage du projet d’instrumentation de la LGV Bretagne Pays de la Loire pour Eiffage

- La signature des accords cadre avec le CNES, MERCE (Mitsubishi) et EDF

- Publication de la plateforme logicielle « TEMPUS » en open-source (tempus.ifsttar.fr). TEMPUS

permet de comparer des algorithmes de calcul de plus courts chemins multimodaux.

- Achèvement de l'installation en Bienvenüe de l'équipement ClaireSITI pour les recherches sur la

mobilité intelligente multimodale. La plate-forme ClaireSITI est un grand équipement au service de la

recherche académique et partenariale pour une mobilité intelligente et multimodale. Il permet

d’intégrer des données multimodales de transport, de superviser en temps réel l’exploitation de tout

type de réseaux, d’en analyser les performances (qualité de service, émissions de GES) et de

contribuer à réalisation de services d’aide au déplacement (information et guidage des voyageurs,

covoiturage, exploitation en conditions perturbées ou de crise…). Il apporte une aide à la décision pour

les exploitants de réseaux et les Autorités de Transport dans le cadre d'une approche multicritère.

- Un démonstrateur (Simula-Claire) d'un modèle de prévision du trafic routier couplé à la plateforme

ClaireSITI a été présenté en démonstration à la conférence internationale de l’ATEC 2014. Ce résultat a

permis d’obtenir le financement par l’agglomération Toulousaine, d’un programme de recherche sur

la réalisation d’un outil d’aide à la décision prédictif du trafic routier.

- Création d’une chaire jeunes chercheurs « HORREA » sur la logistique urbaine. Cette chaire est

multipartenaires (ENTPE, CNRS, EMSE) et a reçu le soutien du pôle LUTB. Les premiers financements

sont en train de se mettre en place.

- Double prix de la chaire ABERTIS, national et international, pour le meilleur travail de Master pour

Pierre-Antoine Laharotte, doctorant, sur l’apport des données Bluetooth pour la caractérisation temps

réel des conditions de circulation.

- Organisation de la journée Mobilité 2.0 en février 2014

- Organisation avec INRIA et L’UNAM du Congrès EWSHM2014 qui a accueilli plus de 600 participants

- Organisation avec le CNES, le Ministère et Railenium d’une journée GNSS pour le ferroviaire en vue de

la création d’une filière industrielle française sur ce sujet.

- Organisation du symposium international sur la simulation dans les transports (ISTS - International

Symposium on Transport Simulation) et Workshop international sur la collecte innovante des

données.

- Renforcement des liens avec l’université de TU-Delft dans le cadre d’une mobilité sortante de 4 mois

réalisée par un membre du LICIT,

- Renforcement de collaborations avec deux universités japonaises (Eihme, Metropolitain university of

Tokyo) avec visites de deux professeurs en « sabbatique »

- Signature d’un accord de coopération pour 5 ans entre l’université de Kyoto, l’IFSTTAR et l’école de

Management de Lyon (EM Lyon) autour du concept des “smart cities”.

- Recentrage des thématiques du GRETTIA sur la modélisation-régulation- Systèmes d’aide au

déplacement et le big data pour la mobilité; regroupement de ses 5 équipes en 2.

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- Noter aussi l’organisation de plusieurs journées: Journée Sense-City, Journée CESAR-V6, H2020 &

Infravation European Workshop, Journée "Transports et piétons", Workshop IEEE IFAC H-CPS-I,

Journée ITS R5G Lille

I. 1. e. Résultats marquants

Comme illustration des résultats marquants en 2014, on peut noter le dépôt de 5 nouveaux brevets et 1

extension PCT et 78 articles publiés dans de type ACL.

On attire l’attention sur quelques résultats particulièrement marquants.

Une nouvelle méthode de diagnostic non intrusif d’une pile à combustible fondée sur une analyse et une représentation des singularités de la tension dans le formalisme multifractal (DIAPASON).

Un nouvel outil de vieillissement de composants IGBT avec réduction des durées de test et de nouveaux modèles de simulation électrothermique distribués des composants IGBTs et MOSFETs (FIDEA). Une modélisation électro-thermique distribuée de puce a permis de simuler pour la 1

ère fois le

phénomène de latch-up dynamique durant les courts-circuits d'IGBT et d’infirmer le rôle du vieillissement de la métallisation de la puce sur la défaillance en latch-up après vieillissement par courts-circuits répétitifs.

Une méthode d’audit énergétique d’un bâtiment complet permettant l’identification rapide de tous les flux de chaleur, la caractérisation des ponts thermiques et la discrimination des usages (MEMOIRE)

De nouveaux algorithmes très efficaces démontrés en situation réelle pour la gestion des perturbations modérées du trafic ferroviaire et la réingénierie des horaires en cas de perturbations importantes (On-Time).

Une méthodologie aux croisements des meilleures pratiques européennes, américaines et japonaises de prise en compte des ITS dans une approche multicritères de la mobilité numérique (ECOSTAND).

Une méthode de calcul rapide pour qualifier la capacité d’un réseau de capteurs donné à contrôler la qualité de l’eau dans un réseau d’eau potable avec des outils numériques utilisés par les exploitants.

Une méthode de reconstruction rapide, multi-échelles, de l’écoulement dans un réseau d’eau.

Etablissement précis de la qualité des services GNSS pour le rail, question difficile à cause des nombreux masquages (Qualisar, GALOROI, SATLOC). Amélioration drastique de la géolocalisation en milieu urbain en utilisant des cartes IGN 3D (INTURB) ou des techniques d’imagerie (CAPLOC).

Amélioration de la visibilité des 2RM en ville (AVIMOTO) par ajout d’une signalisation lumineuse sur les casques et d’effets chromatiques.

Nouveau concept d’éclairage LED des routes déclenché à l’approche des véhicules et qualification en simulateur de son aptitude à se substituer à un éclairage classique beaucoup moins sobre (INROADS).

Validation de l'approche préindustrielle d'un système de conduite coopératif entre usager, Véhicule et Infrastructure (CO-DRIVE).

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I. 2. Bilan par axe du COP

I. 2. a. Axe 1

Objectif 1A : Observer et analyser les comportements et les mobilités des personnes et des biens, ainsi que

les usages pour anticiper la mobilité de demain.

Les observatoires de trajectoires

On contribue à cet objectif par le développement de nouvelles approches sur le recueil de données de

trajectoires, récoltées de manière dynamique ou statique.

Dynamique, avec le recueil et la classification des trajectoires de 2 roues motorisées par capteurs embarqués

(thèse de F. Attal et du projet « Smartphones 2RM ») et le recueil et l'exploitation de données de trajectoires

de véhicules sur le site SAROT (A87N près d’Angers) et sur la rocade Sud de Grenoble à travers le projet PREDIT

MOCOPO. Les données issues du site angevin ont par exemple permis de construire et de valider des modèles

prévisionnels de la position de l’insertion des véhicules circulant sur une bretelle autoroutière. Une partie de ce

travail a été réalisé dans la thèse de J. Mint-Moustapha qui soutiendra sa thèse en octobre 2014. Quant aux

données générées dans le cadre du projet Mocopo, elles vont servir à améliorer certains modèles de trafic

routier concernant les pelotons de véhicules. Par ailleurs, une thèse sur la reconstruction 3D de

l’environnement routier via un système stéréoscopique embarqué commence le 1er

octobre 2014.

On développe également de nouvelles approches sur le recueil de données de trajectoires récoltées d'un point

de vue statique, avec la mesure des matrices origine-destination à partir de boucles électromagnétiques et de

magnétomètres, comme la thèse de D. Guilbert (soutenance prévue vers novembre 2014). Par ailleurs, dans le

cadre de la R2i SAPIEN, un observatoire de trajectoire piéton a été mis en œuvre. Cet observatoire est composé

de caméras stéréo. En partenariat avec la R2i MEDEP de premiers essais ont eu lieu sur le site de l'IFSTTAR

Nantes, site retenu par les deux R2i pour effectuer les campagnes de recueil. Les tests ayant révélé que le point

d'observation n'était pas bon, une deuxième campagne de test, aura lieu avant la fin 2014. Une demande

prolongation de la R2i SAPIEN a été faite. On a aussi pris le relais du laboratoire AGIT au sein du projet

METRAMOTO pour finaliser la conception d’un observatoire par caméras « fish-eye » et stéréoscopiques des

2RM suite au départ du responsable Ifsttar sur le projet. Un algorithme fondé sur la reconstruction 3D par

graph cuts a été développé et validé sur autoroute.

En matière d’analyse phénoménologique du trafic (1A2/1A1), on a publié un ouvrage de synthèse sur les

travaux de l’action COST Multitude relatifs au calibrage et la validation des modèles de trafic. Cet ouvrage a été

réalisé en étroite relation avec des chercheurs de l’université TU-Delft.

Sécurité et mobilité des personnes âgées

Nous avons poursuivi nos travaux consacrés aux usagers âgés de la route et aux effets du vieillissement normal

et pathologique sur la sécurité et mobilité des seniors.

Dans le projet MAPISE (La MArche à PIed pour les SEniors), financé par le PREDIT (2011-2014) et impliquant

l’Université Paris IV-Sorbonne, l’Institut National de Recherche Scientifique de Montréal et l’Ifsttar (LMA et

LEPSiS), les comportements de plus de 600 piétons ont été observés dans la réalité, en ville (à Lille), et sur

passages piéton régulés (par des feux trafic et/ou piéton). Les analyses indiquent que les piétons âgés

manifestent des comportements plus prudents que les jeunes dans cette situation particulière de passages

piéton régulés, tant en termes de respect du feu piéton que de position d’attente sur le trottoir. Ces résultats

semblent témoigner de la mise en place de stratégies de compensation par les piétons âgés, en réponse à des

prises de décision problématiques et des capacités fonctionnelles moindres, par des comportements adaptés

sur passages piéton régulés et une délégation de leurs choix à l'infrastructure et aux conducteurs à l'approche.

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La même démarche a été adoptée au Québec, et les comportements de centaines de piétons à Montréal sont

observés dans le cadre du projet PARI (Piétons Âgés : Risque et Insécurité routière chez une population

grandissante), collaboration scientifique entre le Québec et la France impliquant le même consortium que

MAPISE.

Cette question des piétons âgés fait régulièrement l'objet de projets déposés à des guichets nationaux ou

internationaux par les chercheurs du Lepsis, dont un a été retenu en 2014 à la première étape de sélection de

l'appel européen H2020 (projet MOBILe : Mobility in Late Life) porté par l'Université d'Aix Marseille et

impliquant les laboratoires IFSTTAR Lepsis et Lpc.

Le projet MOSAM, quand à lui, porte sur des piétons atteints d’Alzheimer.

Toujours dans le cadre de ces travaux sur les piétons, nous participons aussi activement au GERI COPIE

(Comportement du PIéton dans son Environnement). Le GERI a organisé en novembre 2013 son quatrième

colloque international à Montréal. En 2014, et après 10 ans d'existence, le GERI COPIE va, par contre, se clore à

la fin de l'année 2014, à la demande de la DS et de la DPM. Au cours de cette année 2014, un séminaire s'est

tenu en mars, et un séminaire de clôture sera organisé courant octobre. Les suites à donner aux activités de ce

GERI n'ont pas encore été complètement définies.

Au niveau des conducteurs âgés, la thèse d’A. Jousse s’intéresse à leur comportement en intersection. Par

ailleurs, le projet européen SAMERU s’est plus généralement intéressé à des mesures destinées à améliorer la

sécurité et la mobilité des usagers âgés de la route.

Indicateurs de circulation et leur fusion (1.A1, 1.A2, 1.C3) ○ Article accepté pour la revue IEEE transactions on ITS sur l’analyse spatio-temporelle d’un réseau

à l’aide de données Bluetooth. Collaboration avec le GRETTIA (L. Oukhellou et E. Côme)

○ Développement de méthodes de prévision de trafic à l’échelle d’un réseau, fondées sur des

méthodes de reconnaissance de forme type k plus proches voisins. Soumission d’un article

commun avec le Pr. H. Rakha de Virginia Tech.

○ Mission d’expertise au sein du projet autrichien VoRAB. Il s’agit d’assister l’organisme de

recherche AIT pour la mise en place de méthodes de prévision de temps de parcours sur

autoroutes à l’aide de données multi-sources.

Information multimodale (1.A2, 1.C3, 1.D2, 1.D4)

○ Résultats innovants sur l’utilisation des distributions Halphen pour modéliser la variabilité des

temps de parcours (2 articles soumis sur ce thème). Première année de thèse de R. Delhome.

○ Développement d’une méthode d’optimisation multi-objectif pour le problème du plus court

chemin multimodal fondée sur la programmation linéaire booléenne.

○ Intégration des mouvements tournants interdits pour le calcul d’itinéraires.

Systèmes coopératifs (1.A2, 1C1, 1.B4)

○ Poursuite des travaux sur la modélisation d’un trafic coopératif. Article accepté dans IEEE ITS.

○ Amélioration du modèle de confiance (approches SMA trust)

○ Intégration du nouveau modèle dans une plateforme de simulation : développement d’une

extension de MovSim, simulateur de trafic multi-modèles.

Objectif 1B « Renforcer la sécurité et le confort dans les transports et minimiser les impacts sur la santé »

Conception et évaluation grâce à la simulation

Nous avons poursuivi nos travaux sur l’évaluation de solutions psycho-ergonomiques grâce à la simulation. Cela

concerne notamment le projet AVIMOTO qui a testé des configurations innovantes de feux avant de moto.

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Dans le cadre du projet A-PIED (PREDIT 4 GO2 (DRI) : septembre 2013-2015) les besoins des piétons âgés pour

des interfaces d’aide à la traversée de rue et à l'orientation en milieu urbain sont analysés. Une solution

technologique innovante et originale (un bracelet à retours haptiques) a été particulièrement développée et

sera testée sur les simulateurs de l'Ifsttar pour attester, ou non, de son efficacité pour aider les piétons à

émettre des décisions sécuritaires de traversée de rue et à mieux s’orienter en ville. Cette première année

2014 du projet a surtout concerné l'interfaçage du bracelet à retours haptiques développé par nos partenaires

au CEA avec nos simulateurs Ifsttar de déplacement piéton (mini-simulateur de navigation et simulateur grande

échelle de traversée de rue de Satory). Des premiers tests ont eu lieu en septembre 2014 sur les deux

simulateurs piétons.

Le LEPSIS a aussi, dans ce cadre, fait évoluer plusieurs de ses simulateurs afin d’interfacer des systèmes d’aide à

la conduite et évaluer leurs effets positifs et potentiellement délétères d’alerte aux sorties de route/voie

involontaires (projet FSR ACT porté par le LESCOT). Enfin, dans le cadre d’une thèse réalisée au LPC, financée

par VEDECOM, le LEPSIS a poursuivi ces travaux sur le simulateur de conduite afin de pouvoir prendre en

compte de façon plus aboutie l’environnement proche du simulateur ainsi que les paramètres

d’activation/désactivation du mode automatique.

Dans le cadre d'un projet financé par Toyota, nous avons commencé à travailler sur l’utilisation de nos

simulateurs comme outil pour générer de l’inconfort au conducteur et ainsi récupérer son expression faciale

pour des études connexes.

Enfin, le simulateur de conduite est aussi un outil adapté à l’évaluation d’aménagements d’infrastructure. Ainsi,

nous finalisons, dans l’OR I2V, un guide pour qualifier les simulateurs de conduite utilisés pour tester des

infrastructures routières ainsi qu’un simulateur de conduite dédié à cette tâche et localisé au sein du

CEREMA/DTerOuest.

Diagnostic de visibilité et de lisibilité

Au niveau des aides à la conduite, la convention cadre avec Valeo a permis de monter une thèse (K. Joulan) qui

développe un algorithme simulant, à partir des caméras embarquées, la perception du conducteur. Cette thèse

se termine tandis qu’un projet FUI, toujours avec Valeo, vise à tester un capteur innovant (visible et infra-

rouge) pour des applications automobiles. La thèse de N. Gimonet, qui a commencé fin 2012, porte également

sur les aides à la conduite, à partir de l’estimation de l’état de la chaussée. L’expertise du LEPSIS dans le

domaine de la visibilité est notamment valorisée par de l’expertise internationale (AIPCR, CIE), tandis que le

laboratoire de photométrie est maintenant complètement opérationnel, ce qui suscite l’intérêt d’industriels

concernant la photométrie des chaussée (Renault, Optis).

Parallèlement aux systèmes embarqués, les dispositifs routiers innovants sont abordés, à travers le projet

européen INROADS, dans lequel l’IFSTTAR a évalué des concepts de signalisation dans la chaussée à base de

LED. Ce projet se termine fin 2014.

Plus en amont, des travaux se terminent sur la compréhension de la prise d’information visuelle par

l’automobiliste en carrefour (thèse de S. Lemonnier), en collaboration avec le LRPC St Brieuc. Ces travaux

doivent déboucher, à terme, sur des modèles prédictifs de la prise d’information, avec des applications d’aide à

la conduite et de diagnostic routier.

Signalons la mise en place de VEDECOM en 2014, qui a donné lieu à des demandes de thèse et post-doc de la

part du LEPSIS dans le domaine du véhicule autonome.

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Comprendre et améliorer la sécurité par la formation et l’entraînement

Dans les projets SEPIA et le stage post-doctoral de P. Maillot, différents programmes d’entraînement pour les

piétons âgés à risque, ont été développés et évalués.

Par ailleurs, des démarches ont été entreprises pour concevoir, développer et mettre en œuvre un simulateur

de marche portable. La première étape visait à reprendre les concepts d'un ancien projet RESPECT (financé par

le PREDIT, 2001-03), pour la réalisation d'un prototype de simulateur de formation et de sensibilisation à

destination des enfants 6-11 ans. Des contacts ont été pris pour tenter de financer ce projet avec le pole

ID4CAR, les clusters Novachild et AtlanGames (basé à Nantes).

Couplage multi-physique pour l’évaluation des externalités environnementales du trafic (1C5, 4B1)

○ Etudes de sensibilité des différents paramètres des chaines de modèles trafic-émissions à

différentes échelles spatio-temporelles (Citedyne, CoERT-P) et rédaction d'un livrable phare

Ifsttar sur l'évaluation environnementale ;

○ Premiers résultats sur le travail d'échantillonnage des données de trafic (lagrangiennes et

eulériennes) et l'estimation des biais correspondants sur les émissions de polluants ;

○ En collaboration avec le JRC (Italie), un article a été soumis sur l’impact du calibrage des

modèles de lois de poursuite sur l’estimation des externalités environnementales

(consommation énergétique et émissions de polluants).

Objectif 1C « Gérer, optimiser et évaluer les systèmes de transport »

Modélisation dynamique de l’écoulement du trafic (1C1)

○ Amélioration des méthodes analytiques pour l’estimation des chutes de capacités au niveau

des convergents routiers ; extension au cas des zones d’entrecroisement (combinaisons de

divergents et convergents – fin de la thèse de Florian Marczak);

○ Proposition d’un nouveau cadre de modélisation pour la prise en compte de routes

hétérogènes à l’intérieur d’un réservoir (portion d’un réseau routier représenté de manière

agrégée). Il s’agit d’une nouvelle application du concept de diagramme fondamental de zones

destinée à améliorer les outils de simulation dynamique agrégée ;

○ Spécification en collaboration avec l’équipe MOMI de méthodes de retour d’information pour

le modèle mésoscopique permettant de l’utiliser dans le cadre d’une boucle d’assimilation ;

○ Dans le cadre d’une thèse sur le trafic ferroviaire, la congestion du réseau a été modélisée à

la fois pour un réseau très simple (cantons et trains) mais aussi sur un réseau avec des gares.

Ceci a permis de mettre en évidence l’impact de l’aléa.

Étude des relations entre choix d’itinéraires et l’écoulement du trafic (1A2, 1C1, 1C5)

○ Prise en compte de la composante temporelle dans l'estimation d'une matrice OD par

maximisation d'entropie dans le cadre d'une thèse débutée en octobre 2013 ;

○ Poursuite des travaux sur la caractérisation de la sensibilité de la performance d’un réseau

aux choix d’itinéraires. Une approche originale basée sur l’étude extensive d’un grand

nombre de variantes de choix d’itinéraires a permis de mettre en évidence des effets

contrastés entre l’analyse d’un couple OD particulier et l’analyse de l’ensemble du réseau ;

○ Exploitation du nouveau formalisme mathématique permettant de décrire l’univers des

possibles de la matrice origine / destination (OD) associée à des observations ponctuelles des

flux: évaluation de la sensibilité à l'affectation, au jeu d'observations ;

○ Mise en évidence des relations entre variables locales et globales du trafic par une étude

analytique et en simulation. En particulier, étude de la sensibilité de la distance moyenne

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parcourue dans un réservoir aux conditions de trafic matrice OD et répartition de la

demande;

○ Prise en main des techniques de méthodes inverses développées pour l'hydrologie pour

une application aux problèmes de trafic. Ce travail est réalisé en collaboration avec Julien

Waeytens et Rachida Chakir du LISIS.

Caractérisation de la performance des réseaux de transport (avec ou sans régulation) (1C5)

○ Evaluation macroscopique des effets d'une modification locale et dynamique de l'offre

(régulations en faveur des bus, arrêts double-files, etc.) sur la performance globale du système de

transport. Le cadre méthodologique proposé a permis de quantifier précisément l’impact du

stationnement en double file épisodique sur un boulevard urbain ;

○ Premières réflexions sur le contrôle optimal d’une zone urbaine particulière : spécification de

différentes modélisations du système et intégration dans une boucle de contrôle optimal.

Gestion dynamique d’un trafic mixte urbain (1C3 / 1A2 / 1C1)

○ Elaboration d'une méthode analytique pour caractériser l'impact de la logistique urbaine sur un

boulevard urbain avec feux et applications à l'estimation de la capacité effective de

l'infrastructure ;

○ Elaboration d'un indicateur unifié du système de transport combinant la performance de la

circulation urbaine et du réseau de transport collectif ;

○ Réalisation d'une boucle d'assimilation de données permettant de prédire à court et moyen terme

les temps de passages aux arrêts pour les lignes de bus.

Nouveaux algorithmes et technologies pour l'optimisation et la fiabilisation des systèmes de transports et

des usages (1C4)

o Développement d’algorithmes spécifiques sur la couche Physique pour le développement des systèmes de radio reconfigurables pour des applications transports guidés urbains en tunnel (techniques de pré-codage en tunnel en fonction de la localisation du train et en présence de bruit non Gaussien). Augmentation de la robustesse et du débit. Développement de nouvelles techniques d’estimation du canal et de sondage spectral pour les applications ferroviaires à grande vitesse (projet CORRIDOR) en présence de bruit non Gaussien.

o Développement d’antennes miniatures non-standard à base de méta matériaux pour le sondage spectral pour la radio intelligente.

o Poursuite des travaux dans le cadre du projet ANR VEGAS avec ERSA et ESTAS sur la co-simulation OPNET- simulateur ERTMS - Démonstration de la faisabilité de la co-simulation on line.

o Avancée des travaux sur le projet SYSTUF avec Alcatel sur le LTE tramway (partage d’une infrastructure de communication entre opérateurs télécoms et tramways). Développement d’une méthodologie d’analyse de sûreté de fonctionnement d’une architecture de système radio de type LTE

Assimilation de données pour la caractérisation temps-réel de la circulation (1.A2, 1.C3, AC4).

○ Accueil d’un nouveau chercheur sur ce thème en avril 2014, Aurélien Duret (ITPE)

○ Initialisation des travaux sur l’assimilation de données eulérienne dans un modèle mésoscopique.

○ Initialisation du développement d’une plateforme d’assimilation de données mésoscopique

○ Projet avec la direction des routes d’Ile de France (DIRIF) qui a donné lieu au développement d’un

moteur de supervision temps réel des conditions de circulation. L’intervention du LICIT comporte le

réalisation d’un prototype de supervision temps réel des conditions de circulation composé d’un

modèle de trafic mesoscopique et d’une boucle d’assimilation de données sur un réseau simplifié qui

contient les éléments structurants du réseau DIRIF.

Le LEPSiS développe des outils et des connaissances pour observer, modéliser et simuler les flux et les

déplacements d’usagers, en privilégiant les aspects comportement et interaction.

Page 11

Les modèles de comportement

Le Lepsis effectue des travaux de recherche sur la modélisation des comportements et des interactions des

différents usagers (automobilistes, motocyclistes, conducteurs de PL, ou piétons) de la route en essayant de les

décrire par des modèles probabilistes ou de les reproduire par les agents informatiques.

Deux modèles probabilistes d'insertions sur autoroute ont été développés (projet PREDIT MOCOPO) dans le

cadre de la thèse de Jyida Mint-Moustapha qui soutiendra en octobre 2014.

Dans le cadre de sa thèse, Lancelot Six a proposé l'utilisation des boucles d'hystérésis pour concevoir et

comparer les modèles de comportements des poids lourds fondés sur Archisim (approche multi-agents). La

thèse sera soutenue fin 2014.

La modélisation des véhicules et plus précisément des poids lourds a fait l’objet de différents travaux de

recherche. Dans le cadre du projet européen TRANSFORMER, le LEPSIS évalue, par simulation avec le logiciel

SCANER-PROSPER, l’impact des poids lourds du futur sur la sécurité routière et les infrastructures existantes. En

2014, les comportements de ces nouveaux types de poids lourds, plus long et plus lourds ont été étudiés et des

simulations réalisées.

Enfin, concernant la modélisation « piéton », dans le cadre du post-doctorat de Samuel Lemercier, de nouveaux

modèles de perception ont été mis en œuvre dans la poursuite de ceux précédemment développés, autorisant

notamment le suivi de piéton et l'évitement de groupes de piétons (1 publication au colloque COPIE, plus une

publication en cours de révision dans une revue indexée)

Les moyens de simulation

La simulation de trafic est massivement utilisée depuis de nombreuses années en recherche. De nombreux

modèles, allant du microscopique au macroscopique, ont été développés à l'IFSTTAR. (Grettia, le Lepsis et le

Licit), chacun adapté aux objectifs de chaque laboratoire. Cependant, il existe un besoin commun relatif à un

ensemble d'outils en amont et en aval de la simulation de déplacement elle-même, pour créer des scénarios de

simulation allant du macroscopique à la simulation de conduite. Pour cette raison, le projet Véronèse a été

lancé en 2010. Avec le départ de Julien Saunier, ce projet est maintenant porté par Cécile Becarie au LICIT et

Sio-Song Ieng remplace Julien au LEPSIS.

Le LEPSIS possède également le logiciel PROSPER d’OKTAL, de simulation dynamique. Il est utilisé depuis

plusieurs années afin de valider les différents modèles de véhicules (VL, PL) et méthodes développés au sein du

laboratoire.

Objectif 1D « Concevoir des politiques, des solutions et des services de mobilités innovants »

Outils pour l’électro-mobilité (1.A1, 1.A2, 1.C2, 1.D4)

○ Méthodes de placement optimal de stations de recharge pour véhicules électriques (thèse Fouad

Baouche)

○ Proposition d’algorithmes de meilleurs itinéraires énergétiques (2 articles acceptés).

○ Participation au projet Crossing Borders du gouvernement autrichien sur le thème de

l’optimisation d’itinéraires pour véhicules électriques.

Tarification de la multi-modalité (1.A1, 1.C5, 1.D2, 1.D5). ○ Rédaction d’un rapport pour l’ADEME sur les méthodes incitatives

○ Collaboration avec l’université de Sydney (UNSW) et soumission d’un article à Transportation Part

A : Policy.

Page 12

Caractérisation de l’état du trafic prenant en compte les conditions météorologiques (4D1, 1.A2, 1.C3, 1.D1). ○ Démarrage effectif de l’ORSI COMET sur la caractérisation météo-sensible des conditions de

circulation ○ Collaboration avec Mediamobile et Météo-France pour la prévision d’états de trafic intégrant les

facteurs météorologiques (thèse P.-A. Laharotte).

Simulateurs Magister et SimulaClaire. Dans le cadre des projets ANR-TraficPollu (interaction trafic émission de

polluants avec problématique d’échelle) et MIC-IRT-SystemX (où Il s’agit de modéliser et de simuler du mass

transit en zone urbaine dense en prenant en compte le comportement des voyageurs en situation perturbée),

les recherches se sont focalisées d’une part sur l’utilisation de la plateforme MAGISTER et en particulier

l’extension du GSOM (modèle générique de trafic) vers le réseau de très grande taille (modèle bidimensionnel

+ GSOM eulérien) et d’autre part l’extension de MAGISTER pour l’intégration de la multimodalité (projet MIC :

rail+route). Par ailleurs, des recherches sont entreprises afin d’améliorer les modèles d’intersection existants.

Le développement de MAGISTER s’est poursuivi avec la mise à plat de la plateforme multi-modèle pour l’ouvrir

en termes d’entrées/sorties (saisie du réseau, sortie des résultats) à des formats usuels (Shape...). Ces travaux

seront poursuivis en 2015. SimulaClaire a fait l’objet d’une démonstration à l’ATEC 2014.

Il a été nécessaire de développer un modèle de trafic spécifique ainsi qu’une méthode de calibrage du

diagramme fondamental avec création d’un logiciel. Le cadre de ces développements est l’évaluation a priori

de l’impact sur la sécurité d’une opération de réduction de la limite de la vitesse sur certains tronçons

autoroutiers du réseau Allegro autour de Lille (le passage de 130 km/h à 110 km/h, et plus près de Lille, le

passage de 110 km/h à 90 km/h). Ces changements provoquent un changement du « diagramme

fondamental », qui doit être estimé.

Le modèle de désaisonnalisation Giboulée pour l’accidentalité a été révisé et étendu en 2011-2013 et à moyen long terme avec un modèle explicatif prenant en compte les principaux facteurs de risque (volume de trafic, facteurs économiques, facteurs comportementaux) et les actions de sécurité. Les travaux 2014 ont porté sur la réalisation d’une synthèse sur l’analyse des tendances de mortalité effectuée en Europe sur la période 2000-2010 a été réalisée. Un nouveau champ d’application s’ouvre par l’extension du modèle Giboulée sous une forme simplifiée au secteur de l’énergie : la correction des effets climatiques a pu être prise en compte pour le suivi des séries mensuelles de production/consommation d’énergie effectué par la Sous-Direction des Statistiques et de l’Energie du SOES. Un autre champ d’application pourra concerner données de mobilité du système Velib de vélos en libre service sur l’Ile de France puis le système Autolib de véhicules électriques en libre service sur l’Ile de France La chaire Abertis a permis l’invitation de conférenciers étrangers et des échanges croisés de chercheurs, un soutien aux doctorants, des activités pédagogiques.

Progrès acquis sur les systèmes coopératifs communicants :

Nous avons établi la faisabilité technique de plus les premières analyses des réactions des conducteurs ayant

testé le système mettent en évidence que le système coopératif renforce la sécurité en permettant une

meilleure anticipation des situations à risques, une vigilance accrue, des décélérations et/ou des changements

de voie plus appropriées quand la distance à l’événement critique est fournie. La prise de conscience du

conducteur est donc augmentée et souvent recentrée sur une zone spécifique de la route.

Qualité de service des systèmes de géolocalisation pour les ITS

- Projet Intégrité en Environnement Urbain (INTURB2) pour la DGITM

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Illustration de la méthode du masque de visibilité développée dans INTURB, et extrait de la BD Topo de l’IGN permettant

l’alimentation automatisée de cette méthode. Diagramme de Stanford pour les données collectées sur Nantes en 2012 : il n’y

a qu’un défaut d’intégrité pour environ 1500 solutions de navigation calculées.

GEOLOC a mené une étude de janvier à octobre 2012, en collaboration avec la Société de Calcul Mathématique

(SCM), sur une méthode basée sur l’utilisation de cartes urbaines étendues (avec des informations de largeur

de rue et de hauteur d’immeubles) pour trier et qualifier les pseudo distances GNSS afin d’améliorer les calculs

de position.

Les résultats de l’étude ont montré une nette amélioration de la précision de la position 3D calculée avec la

méthode développée dans le projet (Urban Trench Least Squares) par rapport aux méthodes standards LS de

30 % à 70 % suivant les cas.

Une phase 2 a été proposée à la DGITM et acceptée. Cette phase a couvert la période août 2013 à septembre

2014 (14 mois). Elle a visé à automatiser la modélisation des tranchées à partir d'une BD standard de l'IGN

(stage ingénieur de Maxime Voyer, ESGT), à comparer la méthode à une alternative utilisant le rapport

30

210

60

240

90270

120

300

150

330

180

0

3

14

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22

90 50 30 0 70 1011

Horizon

Mask at the rigth

Mask at the left

Position of satellites in the sky

0 100 200 300 400 500 6000

100

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300

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600

3D error (m)

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tection level (m

)

Stanford diagram for the UTPM protection level

P

H

w

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signal/bruit (stage Master recherche de Jen-Yu Li, ENAC) et à développer un indicateur de l'intégrité de la

position ainsi obtenue : cette dernière tâche constituait le cœur de la coopération SCM/IFSTTAR.

Une méthode probabiliste (et non déterministe comme précédemment) a été introduite. Comme pour la

précédente phase, ce projet a donné lieu à validation expérimentale : l’amélioration de la précision est

confirmée, et dans le même temps, il a été proposé un majorant de l’erreur 3D (Protection Level) adapté au

contexte urbain et beaucoup plus fiable que le majorant standard utilisé pour l’intégrité de positionnement

GNSS en aéronautique.

- Projet CAPLOC (Combinaison de l’Analyse d’images et la connaissance de la Propagation des signaux pour la LOCalisation) pour la DRI

Les objectifs du projet (http://caploc.ifsttar.fr/demarche.php) sont de développer un système

capable d'extraire et de modéliser des connaissances sur l'environnement traversé par le véhicule à

partir d'une perception vidéo afin d'inférer les caractéristiques du canal de propagation entre les

satellites et l'antenne du récepteur et de proposer des techniques d'estimation plus précise de la

position du mobile à partir de ces nouvelles connaissances. Le LEOST a développé un algorithme

d'estimation de la position fondé sur le principe d'exclusion (sous condition du DOP) des satellites

NLOS (reçus hors visibilité directe) appliqué sur des données acquises dans la ville de Belfort. Nous

avons comparé deux trajectoires, l'une calculée en utilisant tous les satellites et l'autre calculée en

excluant les satellites NLOS, avec la trajectoire de référence obtenue grâce à un récepteur GPS RTK.

Pour cette méthode la médiane de l'erreur est inférieure à 3m et l'erreur est inférieure à 24m

pendant 95 % du temps.

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- Modélisation des erreurs GNSS

Dans le cadre des travaux de normalisation du CEN-CLC TC5 WG1, GEOLOC mène des recherches sur la

modélisation des erreurs sur les positions GNSS à l’aide de modèles probabilistes paramétriques, en

collaboration avec l’équipe ADTS de l’IRCCyN. Un post-doc de 12 mois (Jonathan Monsifrot) et une stagiaire de

Master de l’ECN (Qiyang Hu) travaillent ensemble sur le sujet. Le travail s’achèvera fin mars 2015. Les premiers

résultats obtenus avec un modèle Bernoulli-Gauss constant par morceaux sont encourageants.

1.2. Recherche sur la thématique 2 : « Géolocalisation nomade pour la mobilité multimodale »

Cette thématique, lancée en 2012, est actuellement portées par trois projets de recherche qui participent au

développement de méthodes et systèmes autonomes de calcul de traces, précises et fiables, de piétons qui se

déplacent via différents modes doux. L’approche est centrée sur le voyageur et non pas sur l’infrastructure

radio télécom locale. Ce choix garantie une continuité de service et une confidentialité des données car aucune

hypothèse n’est faite sur la disponibilité de signaux terrestres spécifiques.

A terme, les solutions développées soutiendront les recherches sur la mobilité individuelle multimodale.

Conformément à la réglementation de la commission européenne LIBE sur le caractère privé des données géo-

localisées, une approche éthique dès la conception technologique est adoptée. Elle s’appuie sur le couplage

des mesures brutes d’accélération, de vitesse angulaire, de champ magnétique, de pseudo-distance et de

Doppler GNSS, ainsi que de données cartographiques. Ces approches intègrent des dimensions de

biomécanique de la marche humaine, l’exploitation opportune de signaux environnants et de gestes

spécifiques à l’usage de terminaux mobiles.

- R2i MEDEP

GEOLOC anime la R2i MEDEP (« MEtrologie microscopique des DEplacements Piétons en milieu urbain») en

collaboration avec les laboratoires LEPSIS, SII et EASE des départements COSYS et AME. Les travaux en 2014 ont

permis d’améliorer l’observatoire multi-capteurs des déplacements piétons conçu en 2013. Le traitement des

mesures de l’expérimentation, qui s’est déroulée sur le site de la cantine à Nantes à l’automne 2013, a montré

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les limites d’’utilisation des caméras de type FishEye pour observer une zone de circulation et ce à la fois au

niveau de la précision et des distorsions en bord de champ.

En conséquence, une évolution du dispositif expérimental d’observation de la mobilité a été proposée avec de

nouvelles caméras stéréo montées selon plusieurs configurations. Au lieu de fusionner les données brutes,

nous avons aussi travaillé sur l’appariement, en post-traitement, de traces calculées séparément par la solution

optique et la solution inertielle/GPS. Cette approche améliore le calcul de traces de marche, mais elle a aussi

l’avantage d’être plus compatible avec un déploiement rapide sur le terrain. Le développement d’algorithmes

pour apparier les traces dans le cadre de croisement de piétons, le passage de foule ou plus généralement

d’interactions entre différents éléments mobiles est en cours. L’observatoire multi-capteurs des déplacements

piétons sera déployé sur la mini-ville Sense City en 2015.

- Bourse Européenne Marie-Curie CIG SmartWALK

Cette bourse d’excellence en recherche finance le projet SmartWALK qui a débuté en septembre 2013 avec

notamment la thèse de Christophe Combettes intitulée « Géolocalisation de piéton à partir de capteur inertiels

portés dans la main ».

Cette première année fût dédiée à l’estimation de l’orientation du capteur dans un référentiel fixe. Le nouvel

algorithme MAGYQ, pour Magnetic, Acceleration Fields and Gyroscope Quaternion Based Attitude Estimation,

de calcul des angles d’attitude du mobile dans l’espace des quaternions Q, basé sur une modélisation en

quaternion du biais de gyromètre bas coût, a été conçu afin de minimiser les erreurs de singularités ou

numériques. Ces travaux ont été publiés en avril 2014 à la conférence internationale IEEE PLANS

(www.ion.org/plans/). Au-delà d’un gain de coût de calcul, une précision améliorée d’estimation des angles

d’attitude a été observée avec le maintien du cap du capteur en dessous de 7 degrés après un kilomètre de

marche.

Invitée comme « KeyNote » à Helsinki pour la conférence internationale ICL-GNSS (www.icl-gnss.org/2014/),

Valérie Renaudin a valorisé les travaux de recherche de la bourse Marie Curie Career Integration Grant lors de

son exposé intitulé Pedestrian Navigation Solution. Ses travaux sur la navigation pédestre lui permettront aussi

de donner un « tutorial » intitulé The fundamentals of Inertial Navigation System à la conférence internationale

IEEE IPIN (www.ipin2014.org), en Corée du Sud, fin octobre 2014.

- Projet LOGIDEK

Le projet régional LOGIDEK financé par bpifrance a débuté officiellement en septembre 2013 et effectivement

en janvier 2014. Son objectif est de développer une application mobile sur Android pour organiser et faciliter le

rendez-vous géo-localisé entre un livreur et son client dans le cadre des services professionnels de la logistique.

Ce projet se déroule en partenariat avec la PME nantaise JOUL et la société IDEA Logistique.

Une application d’acquisition des données brutes des capteurs du téléphone Lumia a été développée par les

élèves ingénieurs de l’ESEO à Angers, sous l’encadrement de Miguel Ortiz. Cette application est le point de

départ de l’implémentation en temps réel des algorithmes de géolocalisation autonome développé à GEOLOC.

La première brique d’analyse d’activité (marche, mode de portage du terminal mobile, etc.) est en cours

d’implémentation par Dong Han, PostDoc à GEOLOC depuis février 2014. Une étude d’extraction de la cadence

de marche à partir des accéléromètres montre que l’utilisation de techniques par ondelettes au lieu des

transformées de Fourrier améliore la détection des changements brusques d’activité occasionnés lors du

transport. Cependant les coûts de calcul associés sont encore trop importants pour considérer une

implémentation en temps réel sur le smartphone. Ces travaux seront présentés à la conférence internationale

IEEE IPIN 2014.

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Un stage de fin d’étude (Camille Marchand) sur l’évaluation d’une solution de référence autonome pour la

navigation pédestre en intérieur a permis de concevoir des algorithmes de géolocalisation précise de piéton à

partir de capteurs montés sur le pied. Une précision de moyenne de 1% de la distance parcourue a été obtenue

avec 4 piétons volontaires sur plusieurs parcours de 500 m. Meilleurs que l’état de l’art, ces résultats ne

correspondent pas encore aux exigences d’une solution de référence indoor, mais s’en rapprochent. Ces

travaux ont aussi été acceptés à la conférence internationale IEEE IPIN 2014.

- Développement d’un système de référence pour la navigation pédestre en intérieur

Fort de son expérience sur le véhicule d’essais VERT et de ses retombées positives pour l’ifsttar, GEOLOC

travaille au développement d’une solution de référence pour la navigation pédestre en intérieur avec un

équipement spécifique et à terme une suite logicielle dédiée. L’équipement n’étant actuellement pas

disponible « sur étagère », il fait l’objet d’une conception unique afin d’intégrer les meilleurs capteurs MEMS

inertiels, magnétomètres et récepteur GNSS de haute sensibilité. Les nombreuses recherches, rencontres et

échanges avec les industriels internationaux ont abouti à la production d’un cahier des charges et feront l’objet

d’un marché public en octobre 2014.

- Journée Piéton et Transport (21 janvier 2014)

GEOLOC a organisé la journée « Piéton et Transport » sur le site de Nantes, le 21 janvier 2014. Cet évènement a

reçu un très bon accueil dans la région avec plus de 60 acteurs de la mobilité individuelle (chercheurs,

industriels, collectivités publiques, étudiants, pôles de compétitivités, chambre du commerce, etc.) qui ont

débattu des enjeux liés aux piétons dans le transport afin d'identifier des actions à lancer pour favoriser le

développement de la mobilité piétonne. Le montage du projet HappyHand, soumis à l’appel FUI18, est une

suite directe de cette journée.

- Action COST SaPPART sur la Qualité de Service GNSS

L’action a démarré officiellement en novembre 2013 et effectivement au début 2014. En septembre 2014, le

réseau est composé d’environ une centaine d’experts provenant de 19 pays. Fin septembre 2014, l’Action a

déjà organisé 2 ensembles de réunions (à Paris en avril et à Londres en septembre), 2 sessions invitées (au TRA

et à ITS Europe) et un workshop à Londres. Lors des réunions de Londres de septembre 2014, plus de 50

experts étaient présents et le workshop a rassemblé près de 70 personnes. L’Action est engagée dans les

réflexions concernant les performances de positionnement du système d’appel d’urgence automatique eCall

avec la Commission européenne et les constructeurs automobiles.

Le premier livrable (White Paper) est en cours d’écriture et sera achevé à la fin 2014. Trois STSM (Short Time

Scientific Missions) sont en cours d’organisation, deux d’entre elles feront l’objet d’un accueil de chercheur (de

l’Institut Géodésique de Finlande et de GMV en Espagne) au sein du laboratoire.

Une première Ecole d’été est en cours d’organisation pour juin 2015 à Lausanne, ciblée sur la communauté ITS

Améliorer et valider les simulateurs de déplacement

Pour améliorer et valider le rendu visuel d’outils de simulation, nous menons, d’une part, des travaux sur la

restitution stéréoscopique des scènes routières et sur son impact sur le comportement des conducteurs et

piétons. D’autres travaux portent sur l’amélioration de la restitution des contrastes (écran HDR – High Dynamic

Range) et son impact sur la perception de sources lumineuses, ainsi que sur la distance, la vitesse et le temps

d’arrivée des véhicules.

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Dans le cadre des travaux du projet SEPIA (FSR, 2010-2013) sur les piétons âgés, le développement du

simulateur de traversée de rue de Satory a grandement profiter à la fois de la simulation du trafic sur deux

voies de circulation et de la traversée réelle d'une chaussée de plus de 7 mètres. Une publication à ce sujet a

été actée en 2014 dans une revue internationale à comité de lecture.

Au niveau du peuplement des scènes virtuelles, la thèse de Kevin Darty propose une méthode d'évaluation de

la crédibilité comportementale en simulation multi-agents. Elle s'appuie sur l'extraction automatique de classes

de comportements dans une simulation participative. Au cours de sa troisième année de thèse, Kevin a tenté

d’appliquer d'autres algorithmes de classification comme EM mais ils n’ont pas donné de résultats intéressants.

Un point fondamental de la méthode a été modifié afin de garantir l'intégrité des classes servant d'abstractions

aux comportements recherchés. Il s'agit d'un algorithme d'agrégation des agents sur les classes de participants.

Concernant la conception de nouvelles plateformes de simulation, le simulateur de conduite de vélo

commencée en cours d'année 2013 a été réalisé au printemps 2014. L'identification du système

électromécanique et la mise au point de la partie automatique se sont faites, notamment, à travers un stage de

Master2. Une première expérimentation avec des participants de l'institut a déjà été menée sur le simulateur

dans le cadre d'une collaboration avec l'université de Bologne (Italie). Elle visait à évaluer le rôle respectif des

différentes modalités de restitution sensorielle dans la perception du déplacement propre. L'évaluation du

simulateur à travers d'autres expérimentations se fera en fin d'année.

Enfin, concernant notre action de recherche sur la validation des simulateurs de conduite, nous avons réalisé

plusieurs approches. Tout d’abord dans le cadre d’I2V, nous avons l’objectif de fournir avant la fin de l’année

un guide pour qualifier les simulateurs utilisés pour l’évaluation d’infrastructures.

Dans la thèse de Vérane Faure, le travail en 2014 s’est focalisé sur la poursuite des analyses des données en

relation avec la charge mentale de l’expérimentation réalisée en collaboration avec le CEREMA de St Brieuc sur

la comparaison situation réelle /simulateur ainsi que sur l’étude des effets de la taille du champ visuel sur la

charge mentale. Point important, cette expérimentation a permis de montrer que la charge mentale induite

par la simulation de conduite était supérieure à celle induite par la conduite sur route réelle.

Big data pour le matériel roulant : le Projet ANR DIADEM (Coordinateur : Cosys-Grettia, partenaires : Faiveley

Transport, Keolis, UTC Heudiasyc, UTT LM2S) : vise à développer des outils de diagnostic et de pronostic de trois

organes sensibles du matériel roulant ferroviaire (la climatisation, le système de freinage et les portes) qui

permettront de donner en temps réel leur potentiel réel d’utilisation avant défaillance, introduisant de fait une

amélioration des conditions de réalisation de la maintenance et de la régularité des circulations.

Les principaux résultats de recherche se résument ainsi

Intégration d'algorithmes d'estimation de durée de vie résiduelle à un réseau bayésien dynamique spécifique

Proposition d'une extension des Modèles graphiques de durée intégrant la notion de distributions de lois de temps de séjour conditionnelles

Diagnostic dynamique : développement d'algorithmes de classification autorisant les modes de fonctionnement d'un système dynamique à évoluer au cours du temps

Suivi de point de fonctionnement : modélisation probabiliste de l’état de fonctionnement d'un système via un continuum d’états dont la trajectoire est recherchée dans un espace de dimension réduite.

Méthodes avancées de fouille de données pour d’analyse des mobilités urbaines avec deux cas d’études : le Vélib et les données billettiques de Rennes (projet Predit Mobilletic). Deux visions sont considérées dans ces travaux : une vision système de transport et une vision usager. Le croisement des données de mobilités avec des données contextuelles de type socio-économiques a également été traité dans ces travaux

Travaux de visualisation sur les données de mobilités vlsstats.ifsttar.fr/. Ce site fait partie des 10 meilleures réutilisations de données ouvertes par data.gouv

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I. 2. b. Axe 2

Dynamique ferroviaire : dans le contexte de la montée en puissance de RAILENIUM, on participe au projet ANR

CERVIFER. Les industriels ont tenu à lancer avec nous deux opérations de faisabilité de co-simulations, avant le

lancement de ce projet coopératif, pour se conserver une possibilité de contrôle sur la diffusion des outils

(interfaçage du code VOCO avec des logiciels industriels, ANSYS et SIMULINK ).

Nano-capteurs : Sandwich enrobé/nanocomposite pour l’instrumentation de chaussées (Bérengère Lebental,

Boutheina Ghaddab) : dans le cadre du projet SIPRIS, on a conçu et mis au point un capteur piézo-résistif

membranaire à base de Sépiolite (argile+caramel), de nanotubes de carbone et de graphène, aisément

intégrable aux matériaux de chaussée, et sensible aux chargements. On a également mis au point un

procédé de fabrication simple et adapté aux grands volumes. Il s’agit d’un nouveau capteur de pesage

distribué et bas coût.

Dans le projet TRIMM (TOMORROW'S ROAD INFRASTRUCTURE MONITORING & MANAGEMENT) du 7ème

PCRD,

SII a travaillé sur le monitoring de surface de chaussées. Le travail a consisté dans un premier temps à l'état de

l'art des différents systèmes et appareils de mesure et des traitements d'image associés pour la détection de

fissures. Plusieurs méthodes ont été évaluées et la performance de 2 méthodes de traitement a été évaluée sur

100km de données fournies par le partenaire Yotta DCL. Des indicateurs ont été développés permettant la

comparaison des méthodes.

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CESAR-LCPC V6.0

Restructuration du solveur

Une nouvelle version du solveur de CESAR-LCPC a été développée. Elle facilite la réalisation des nouveaux

développements grâce à l’utilisation de technique de programmation objet. Elle augmente également les

capacités du solveur car elle permet d’utiliser pleinement les techniques de calcul parallèle.

Réécriture partielle de l'interface utilisateur

Un important travail de reprogrammation de l’interface utilisateur de CESAR-LCPC vient de s’achever. Il libère

l’IFSTTAR de la nécessité d’acheter des runtime de la bibliothèque « ilog-views » ce qui devrait permettre

d’augmenter la diffusion de CESAR-LCPC. Ce travail a également permis d’améliorer l’ergonomie générale du

logiciel ce qui permet de réaliser plus facilement des calculs complexes.

I. 2. c. Axe 4

Les actions de l’ERC NACRE visent à faire évoluer les dispositifs existants vers de nouvelles observables et vers

une plus grande reproductibilité, en vue d’intégration système et d’applications concrètes

Fonctionnalisation de nanotubes en solution (Clément Rieu, PRL 2013-2014)

Nous avons étudié la possibilité de fonctionnaliser les nanotubes de carbone en solution par des complexes de

lanthanides. Les propriétés optiques des lanthanides servent de marqueur de fonctionnalisation. A termes

cette approche permettra de développer des capteurs imprimés sélectifs chimiquement

Capteurs de pH à nanotubes de carbone (Benjamin Caduc, PFE Ecole Polytechnique, 2014)

On a exploré la possibilité d’utiliser les réseaux de nanotubes de carbone imprimés comme capteurs de pH, en

proposant un conditionnement ad-hoc et mesurant la réponse statique et dynamique sous différents pH.

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Mémoire à base de graphène, opération et mécanismes de vieillissement (Loic Loisiel, PhD Thesis

2012-2015, NTU-Ecole Polytechnique)

Capteurs noyés en matériau cimentaire, de la fiabilisation de l’élément sensible jusqu’à

l’intégration système (Fulvio Michelis, PhD 2012-2015 ; Fadi Zaki, M2R 2014)

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I. 2. d. Livrables phares 2014

- Méthode - Développement de microtomographes pour la détection des composés BTEX(Benzène,

Toluène, Éthylbenzène et Xylènes) et d’un outil de calcul pour la détection des sources (Frédéric

Bourquin)

- Développement de sondes massivement réparties et d'outils de cartographie numérique rapide pour

le suivi de la qualité de l’eau potable dans les réseaux (Anne Ruas)

- Ouvrage IFSTTAR sur les nouveaux algorithmes de traitement de données massifiés appliqués au

domaine Transport : approches multidisciplinaires porteur (co) : Latifa Oukhellou

- Rapport final de l'action 3 de SERRES sur l'analyse comparée des différentes méthodes pour

l'évaluation environnementale d'aménagements et de stratégies de régulation routière (D. Lejri)

- démonstrateur (site, équipement, véhicule, ....) - Plateforme générique pour les simulateurs IFSTTAR -

V 1.0 :(i) développement de la plateforme de collection des données d'entrée (ii) constitution d'une

base de données unifiée sur un territoire test (Att J. Saunier (a quitté le LEPSIS), C. Bécarie (LICIT)

- Méthode - Outils de diagnostic des impacts de la nature en ville (pollution, bruit, eau, microclimat)

(Fabrice Rodriguez (LEE))

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I. 3. Grands projets collaboratifs et principales coopérations

I. 3. a. Projets phares du département

Une part importante des travaux de recherche et de développement du département COSYS peut aussi se

structurer au sein de ce que nous appelons trois projets phares qui jouent un rôle fédérateur menés en

transversalité au sein de l’institut.

- R5G (Route de 5ème

Génération) dont les travaux sur l’électromobilité,

- le Ferroviaire, avec notamment les actions menées dans le cadre des IRT Railenium et SystemX

- l’EquipEx Sense-City.

i) R5G

Afin de favoriser l’innovation routière, l’Ifsttar a lancé la démarche « Route 5ème

génération » (R5G). La

première phase a consisté à labelliser des briques techniques en situation contrôlée (TRL 1 à 5). La deuxième

phase consiste à démontrer un sous-ensemble de ces innovations en situation réelle (TRL 6 à 7). La troisième

phase consistera à concevoir les outils de politiques publiques permettant de déployer les solutions pertinentes

(TRL 8 à 9).

En interne Ifsttar, R5G constitue un « projet fédérateur » (cf. stratégie à 10 ans et COP). Il bénéficie de moyens

alloués à différents outils incitatifs: 8 ORSi, 3 R2i et 1 GERi. Vingt laboratoires issus des 5 départements, dont

tous ceux du département COSYS, participent au projet. Au plan national, R5G bénéficie notamment du soutien

de l’IDRRIM1 et de l’USIRF

2. Le CEREMA

3, l’ENPC

4 et l’ENTPE

5, à travers les unités mixtes et les équipes associées

à l’Ifsttar, participent au projet. Parmi les industriels, les groupes comme COLAS, EIFFAGE, EUROVIA, EGIS et

TOTAL participent, par le financement d’expérimentations et l’appropriation de la démarche, au succès de

celle-ci. Le projet R5G est également partie prenante du projet phare du FEHRL6 « Forever Open Road » et a

permis :

- d’influer sur le contenu des appels à projets européens : lancement de l’ERANET et INFRAVATION début

2014, dépôt de deux CSA en 2014 sur la coordination des acteurs européens dans le secteur.

- de participer à la structuration de la filière route française : inscription dans la SNTEDD (Stratégie

Nationale de Transition Ecologique vers un Développement Durable) en 2014, initiation d’une

démarche stratégique portée par la DGITM et la DRI courant de l’été 2014.

- d’augmenter la visibilité des travaux de l’Ifsttar aux plans national (articles de presse et revues

professionnelles, sollicitations pour des présentations : 10 interventions prévues entre octobre 2014 et

mars 2015), invitation par Bentley Systems en novembre 2014.

1 IDRRIM : Institut des Routes, des Rues et des Infrastructures pour la Mobilité

2 USIRF : Union des Syndicats de l'Industrie Routière Française

3 CEREMA : Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et

l’aménagement

4 ENPC : Ecole Nationale des Ponts et Chaussées

5 ENTPE : Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat

6 FEHRL : Forum of European National Highway Research Laboratories

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ii) Le Ferroviaire

Le ferroviaire constitue une part importante des activités de quatre départements de l’Ifsttar et notamment du

département COSYS. C’est une activité fortement inter-départements que nous menons principalement en lien

avec l’IRT Railenium qui porte l’ambition globale de mettre l’innovation et les fonctionnements collaboratifs au

service de la stratégie de filière ferroviaire. Il contribuera à promouvoir des systèmes ferroviaires plus

économes, avec des performances de capacité, vitesse, sécurité, régularité supérieures, à l’empreinte

environnementale réduite et ouverts sur l’espace européen. Les objectifs scientifiques du département COSYS

trouvent naturellement leur place dans l’IRT. Railenium est le seul IRT 100% ferroviaire en France, issu de

l’appel PIA. Il couvre à la fois les problématiques liées à l’infrastructure mais aussi celles du véhicule ferroviaire.

Les travaux de recherche et développement de l’IRT sont découpés en huit « work programmes » (WP). Le

département COSYS pilote ou co-pilote deux des work programmes et 4 des référents des huit Work

programmes sont membres du département COSYS.

Le département COSYS a préparé en 2014 sa candidature (et celle de l’IFSTTAR) à l’appel pour devenir Membre

Associé de la Joint Technology Undertaking « Shift2rail » (créée par la Commission Européenne, elle pilotera

tous les programmes de R&D ferroviaires) en collaboration avec Railenium, dans le cadre d’un consortium

constitué d’académiques, de PME et d’industriels européens. Être membre associé permettra de garantir des

financements européens de façon pérenne pendant toute la durée de vie de la JTU (environ 5 ans). Nous avons

identifié que le département COSYS serait capable de mobiliser plus de 225 h.m par an sur 5 ans sur les

thématiques de R&D de Shift2trail.

Railenium : noter 3 thèses en cours, 2 projets démarrés

iii) L’EquipEx Sense-City

Sense-City est un projet « Equipement d’Excellence » du PIA, courant sur la période 2011-2019 et doté de

9 M€. Ce programme rassemble l’Ifsttar, ESIEE-Paris, le LPICM7 (Ecole Polytechnique et CNRS) et le CSTB

8.

Sense-City offre une chaîne d’équipements de prototypage et d’évaluation des performances des micro- et

nano capteurs pour la ville durable.

Implanté au cœur du Campus de la Cité Descartes à Marne-la-Vallée, cet équipement se positionne comme un

démonstrateur réaliste d’innovations urbaines, fournissant un terrain d’expérimentation à la fois bien plus

riche et plus complexe que la salle blanche traditionnelle, et aussi mieux contrôlé et plus reproductible que

l’environnement urbain. Plateforme R&D ouverte tant aux académiques qu’aux industriels et aux collectivités,

Sense-City participe au positionnement de l’Ifsttar et de la Cité Descartes comme un pôle tertiaire phare pour

la ville du futur. C’est un formidable outil pour favoriser les coopérations entre les laboratoires du

département, les autres départements de l’Ifsttar et d’autres établissements.

Le projet est centré autour d’une «mini-ville climatique», un vaste hall mobile reconfigurable de 400 m²

capable d’accueillir en conditions environnementales contrôlées des scenarii urbains réalistes incluant les

principales composantes de la ville, telles que bâtiments, infrastructures, réseaux de distribution et sols. Le

premier scenario urbain Sense-City verra le jour fin 2014, tandis que l’ensemble de l’infrastructure sera

disponible début 2016. La « mini-ville climatique » Sense-City constitue ainsi un espace dédié à l’évaluation des

innovations technologiques pour la ville durable.

En 2014, le consortium a préparé son élargissement à deux acteurs de taille, UPEM et INRIA.

7 LPICM : Laboratoire de Physique des Interfaces et Couches Minces

8 CSTB : Centre Scientifique et Technique du Bâtiment

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Par ailleurs, l’année 2014 aura vu la création d’un prototype de mini-ville dans la plate-forme d’essais des

structures du bâtiment Bienvenüe.

Evolution des partenariats connexes à Sense-City

L’UMR ESYCOM et le LISIS ont poursuivi leurs discussions sur l’éventualité d’un rapprochement pouvant

déboucher sur une UMR élargie avec l’IFSTTAR comme nouvelle tutelle, voire le CNRS.

L’ERC CARMIN (capteurs répartis pour le monitoring des infrastructures) avec le LETI a vu son renouvellement

et son premier financement « externe », via le CEA-TECH, sur le contrôle de nté des fondations d’éoliennes. SII

copilote l’équipe qui implique, du côté de l’IFSTTAR, SII, le LISIS, le LEOST, Pierre Marchand (MAST) au titre du

copil et GERS/AI. Le CEA-TECH en Pays de la Loire finance également un second post-doctorant, à

COSYS/MACSI, sur le contrôle de santé des câbles de haute tension une fois posés, la manutention pouvant

sévèrement dégrader la capacité des câbles à transmettre la puissance électrique recueillie par les éoliennes.

Le second doctorant cofinancé par les 2 instituts entame sa dernière année de thèse.

L’ERC NACRE (nanocapteurs pour des cités respectueuses de l’environnement) avec l’Ecole Polytechnique, et

plus précisément le LPICM (partenaire de Sense-City) implique assez fortement le LISIS qui dispose ainsi d’une

plate-forme technologique adaptée. L’équipe NACRE a bénéficié en 2014 d’une rafale de succès dont un

financement SESAME (projet PLATINE, abondé en complément par l’Ecole Polytechnique) pour un grand

équipement dédié à la fiabilité des composants, d’intérêt majeur pour le déploiement des nanocapteurs mais

aussi d’intérêt potentiel pour le LTN (SATIE en 2015) et les composants de puissance. L’équipe a également

gagné d’autres projets tels que Proteus (H2020 ICT2 2014), Nanoperco (Labex Charmmmat 2014), Deflex (DGA

Post-doc 2014), Capmini (Paris 2030) et auront un impact très positif sur la montée en puissance de l’activité

nano-capteurs dédiés à l’espace urbain.

L’équipe NACRE pourrait d’ailleurs s’élargir au LMS d’ici la fin 2014 et changer de gouvernance.

Elle se trouve potentiellement récipiendaire d’une chaire VEOLIA sur la ville, en cours de maturation.

I. 3. b. Autres partenariats structurants

iv) GIS DURSI

La signature du GIS DURSI (DURabilité des matériaux composites Structuraux Intelligents) a permis de

démultiplier les intelligences disponibles pour le progrès des matériaux composites instrumentés pour l’énergie

et le génie civil. Le succès d’Everest (IRT JV) est au moins partiellement à mettre au crédit de cette nouvelle

dynamique impliquant le LARMAUR (Rennes) et l’Université de Bretagne Sud à Lorient.

v) Chaire d’innovation VALEO-PSA-SAFRAN (International Chair MINES ParisTech, Peugeot-Citroën,

Safran, Valeo : Drive for you ) et laboratoire commun français

La signature de la chaire internationale d’innovation, signée le 31-10-2014 a pour but de financer de la

recherche ouverte de TRL faible à UC Berkeley, EPFL et Shanghai Jiao Tong University.

Le laboratoire commun entre les industriels VALEO, PSA et SAFRAN, et les partenaires académiques Mines

Paris-Tech, Inria et l’IFSTTAR permettra de mettre en œuvre et de comparer différentes technologies de TRL

plus élevé. La P.I. fera l’objet d’une attention particulière.

L’IFSTTAR contribuera aux progrès vers la conduite autonome en présence de conditions météorologiques

défavorables ou de conditions d'éclairage défavorables, qui sont des conditions où les deux pilotes humains et

les co-pilotes ont des difficultés à agir correctement conduite. Une première étape consiste à détecter et à

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caractériser les conditions de conduite, de manière à être en mesure de concevoir des algorithmes de

perception plus robustes et d'enrichir les cartes en ce qui concerne les conditions météorologiques (brouillard,

pluie, chaussée mouillée, etc.), l'éclairage (soleil, jour, de nuit, la présence de l'éclairage public) et

l'environnement de conduite (urbain, périurbain, interurbain). Sur la base de ce contexte et la cartographie des

objets environnants, des modèles visant à prédire la visibilité des objets (en tenant compte de l'âge, de

l'éblouissement), seront conçus et utilisés pour proposer des contre-mesures pertinentes (éclairage extérieur,

éclairage intérieur, vitesse d'adaptation), de manière à être en mesure d'augmenter l'acceptabilité pour le

conducteur et à permettre une automatisation accrue de ces nouvelles fonctions.

vi) EDF

L’accord-cadre EDF-IFSTTAR renouvelé cette année a permis d’étendre le spectre de la coopération avec EDF,

donnant lieu à de nouveaux contrats portés par des laboratoires comme le LEOST qui ne figuraient pas dans le

périmètre du précédent accord. Il est probable que la R5G en version énergétique devienne un sujet d’intérêt

commun, qu’il s’agisse de la route à énergie positive, de la route électrique ou de la route solaire.

vii) Start-up

La start-up OPTIPARK positionnée sur le parking automatisé des véhicules qui ne le sont pas

semble avoir de bonnes perspectives de financement.

Par ailleurs, ESI a donné son accord pour monter en puissance dans le capital de CIVITEC, ce qui

devrait assurer la poursuite et le développement de activité autour de PROSIVIC.

I. 3. c. Autres grands projets collaboratifs

DRIVE C2X :

L'objectif du projet européen Drive-C2X était d’évaluer les systèmes coopératifs à travers plusieurs sites de test

européen (Allemagne, Italie, Pays Bas, Suède, France, Espagne et Finlande) et de poser les premiers jalons d’un

déploiement. L’IFSTTAR était responsable du site de test Français, site lié au projet national FUI SCORE@F.

L’enjeu majeur était donc d’assurer l‘adéquation entre les systèmes coopératifs déployés via SCORE@F et le

système de référence défini par Drive-C2X et d’assurer la conformité des données collectées et des procédures

expérimentales afin de permettre les évaluations techniques, sur le comportement du conducteur et sur les

bénéfices notamment en termes d’impact CO2.

Cf- ci-dessus : Les premières analyses des réactions des conducteurs ayant testé le système mettent en évidence que le

système coopératif renforce la sécurité en permettant une meilleure anticipation des situations à risques, une vigilance

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accrue, des décélérations et/ou des changements de voie plus appropriées quand la distance à l’événement critique est

fournie. La prise de conscience du conducteur est donc augmentée et souvent recentrée sur une zone spécifique de la route.

I. 3. d. Expertises, homologations, certification

Le département a réalisé un grand nombre de certifications pour CERTIFER.

Plusieurs expertises pour la Dir nord, la DIR113 Grenoble et la DIRIF ont porté sur l’évaluation a priori et a

posteriori des aménagements et de l’exploitation dynamique des infrastructures routières. Dans le cadre du

contrat de la DIR Nord, une évaluation en simulation (utilisation de la plateforme MAGISTER) du projet de

régulation d’accès sur l’autoroute A25 en direction de Lille a été achevée

Noter que Siemens pourrait également s’associer aux côtés de l’IFSTTAR à des expériences de mobilités

innovantes en région parisienne pour tester des véhicules à haut niveau de service.

Une expertise sur la tenue des capteurs en forage profond pour GDF-Suez va se poursuivre en une étude pour

GDF-Suez d’un montant très significatif, avec GERS/AI, sur la pertinence et la fiabilité des nano- ou micro-

capteurs dans des environnements caractérisés par de hautes pressions et de hautes températures.

- CEN-CENELEC TC5

Animation du WG1 du CEN/CENELEC TC5 (Espace) sur : « Navigation and positioning receivers for road

applications". Trois réunions du WG1 ont été présidées par F. Peyret en 2014 et le draft final de la première

norme européenne produite par le groupe a été soumis à l’enquête auprès des états membres en août 2014.

F. Peyret a également participé à 2 réunions plénières du CEN TC-278 (ITS) et 2 réunions de l’ETSI TC SES WG

SCN au titre de la liaison du CEN-CLC TC5 avec ces autres comités de normalisation.

- SAGITER

Participation au projet Européen SAGITER sur la normalisation des performances des terminaux GNSS pour le

transport terrestre, de février 2013 à février 2015 (2 ans). Ce projet contribue aux travaux du groupe ETSI TC

SES WG SCN.

- Eco-Taxe Poids Lourds

ECOMOUV a confié à l’IFSTTAR/COSYS/GEOLOC le soin d’homologuer le système. On espère que les travaux

réalisés seront payés. GEOLOC a émis 23 avis d’agrément pour les laboratoires en charge des essais et 66 avis

d’homologation sur les chaînes de collecte et de contrôle. De nouvelles homologations sont attendues d’ici la

fin de l’année avec la réactivation du projet au plan politique.

I. 4. Exemples de réalisations multidisciplinaires

R2i : simu vélo : le simulateur de conduite de vélo a été financé par une R2I à l'attention du Lepsis (Cosys) et du

LPC (AME). Sa conception a débuté en cours d'année 2013 et il est maintenant en cours d'achèvement.

L'évaluation du simulateur pourra se faire en fin d'année en faisant appel à des participants. Il pourra ensuite

être utilisé pour étudier le comportement des cyclistes.

Projet Inroads (responsable du WP human factors). Le projet se termine fin 2014. L'IFSTTAR a conduit le WP

Human Factors, permettant de faire des recommandations concernant les dispositifs de plots lumineux

envisagés (photométrie, gains en sécurité routière attendus pour certaines applications).

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ORSI I2V. Cette opération 2010-2013 co-animée par le Cerema, dans laquelle on s'est intéressé à la prise

d'informations visuelles par les conducteurs, a été prolongée en 2014 afin d'analyser les données

expérimentales recueillies les années précédentes.

R2i MEDEP. Notre contribution est de fournir la localisation 3D du piéton détecté par traitement d'images.

Les projets phares du département qui impliquent presque tous les laboratoires et plusieurs départements

peuvent être considérés comme des exemples de réalisations multidisciplinaires.

I. 5. Projets majeurs et avancées scientifiques selon les axes du département

I. 5. a. Gestion et Optimisation de la mobilité (Axe 1)

ON TIME. Ce projet du 7ème PCRD a permis de développer et de valider en vraie grandeur dans 3 villes

européennes des modules de gestion des perturbations du trafic ferroviaire. ESTAS a développé un outil qui a

été sélectionné comme le meilleur dans le cadre d’une compétition avec d’autres outils commerciaux. Les

indicateurs de qualité de service tels que les retards se sont améliorés de façon considérable. Dans certains cas

100% de la perturbation s’est trouvée résorbée par la mise en œuvre des algorithmes. Le séminaire de clôture

a eu lieu chez RFF le 30 octobre 2014.

SATIE. Après une réorientation du projet pendant sa dernière année, et en capitalisant sur l'expérience acquise

dans le cadre de la méthodologie ELSA (European Large Scale Action), le projet SATIE a poursuivi son ambition

d'offrir une plateforme pan-européenne de déploiement des projets ITS. La problématique traitée dans le WP4,

sous la responsabilité du LICIT, a eu pour objectif de recenser les testbeds et incubateurs au niveau européen

en identifiant les invariants et les caractéristiques régionales, nationales voire européennes de chacun des

testbed identifiés.

Projet Co-Drive : Le projet s’est terminé en 2014. Les travaux du LICIT ont porté sur le traitement des nouvelles

sources de données, incluant les véhicules coopératifs, pour la gestion du trafic. Les travaux ont donné lieu à

une collaboration entre le LICIT, AREA et Mediamobile, notamment sur l’usage des données FCD pour la

gestion de trafic.

Ispace&Time (ANR Contint) : Le projet ISpace&Time se termine fin 2014. Concernant le LICIT, cette dernière

année a permis de tester les différents algorithmes proposés pour la reconstitution des matrices OD et de

rédiger les derniers livrables.

TRAFIPOLLU (ANR VBD) : le LICIT assure la coordination de ce projet qui a commencé en 2013 et qui a pour

objectif de réaliser par la modélisation des cartographies dynamiques des polluants dus au trafic dans un

environnement urbain. Outre les tâches de coordination, très importante en ce début de projet, l’année 2014 a

permis de mettre en place la simulation dynamique du trafic à l’échelle du quartier et de réfléchir au plan

d’études pour l’analyse des méthodes de couplage environnementale.

Coert-P (DRI-MEDDE, PST Rhône-Alpes, PREDIT IV) : on a évalué les différentes façons de coupler des données

trafic avec différents types de modèles d’émission de polluants. Les tests portant principalement sur les

différentes échelles spatio-temporelles de description du trafic, un outil de couplage des données de trafic avec

trois modèles d'émissions a été développé (Outil TRAPS).

Urbason (ADEME) : Ce projet a démarré en 2014. L'objectif d'URBASON est de développer une méthodologie

logicielle d’aide à l’aménagement durable du paysage sonore urbain en intégrant les résultats de recherches et

d’expériences de ces dernières années afin de faire évoluer les outils existants peu adaptés au milieu urbain. La

première année a vu la mise en place et la réalisation d’ateliers afin de recueillir les besoins des "bâtisseurs" de

la ville en matière d’aménagement sonore. La synthèse de ces ateliers va permettre de concevoir le cahier des

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charges d’une méthodologie d’aide à la prise de décision pour les aménageurs urbains s’intéressant à la

question sonore. Au cours de ces premiers travaux, le LICIT a apporté son expertise en modélisation de trafic, le

trafic étant un élément essentiel de l’environnement sonore urbain.

Convention DIRIF : le LICIT a achevé en 2014 la première tranche du projet d’outil de simulation dynamique

simplifiée adapté au réseau DIRIF. Ces travaux ont permis d’étudier les possibilités d’utilisation du modèle

mésoscopique dans le cadre d’une boule d’assimilation et de réaliser des premiers tests sur les besoins en

données pour le bon fonctionnement de l’outil.

Contrat DIR CE : Un contrat a été signé avec la Direction Interdépartementale des Routes du Centre Est dans le

cadre de la mise en place prévue de la régulation d’accès sur les autoroutes Grenobloises. Il s’agit d’une part de

conseiller la DIR CE dans un classique contrat d’assistance à maîtrise d’ouvrage (aide au choix du prestataire,

suivi des rapports remis, participation aux réunions…), d’autre part de valoriser les compétences acquises dans

le cadre de MOCoPo et du travail de F. Marczak sur le fonctionnement de ces autoroutes.

I. 5. b. Technologies clés pour la mobilité (Axe 1)

Des nombreux résultats marquants ont été obtenus sur l’utilisation des techniques GNSS pour la localisation

outdoor.

- Ferroviaire : dans le cadre de 3 projets Européens du 7ème

PCRD (GALOROI, SATLOC et QUALISAR) une

méthode d'analyse de paramètres RAMS pour un système de localisation combinant signaux GNSS et

capteurs à courants de Foucault a été proposée et une collaboration avec Spirent a permis de montrer

l'intérêt de la détection du masquage satellitaire par traitement d'images fish-eyes pour la simulation

de performances GNSS en environnement ferroviaire réel.

- Milieux urbains et environnements contraints : le LEOST et GEOLOC ont mené à bien deux projets

financés par le ministère, le projet CAPLOC et le projet INTURB (1 et 2). Ces deux projets ont permis

d’accroître la précision de localisation en milieu contraint grâce à la connaissance de l’environnement

3D obtenu soit par de la vision temps réel (CAPLOC), soit par des cartes numériques 3D embarquées

(INTURB).

Le projet FP7 TREND a permis de développer des configurations et procédures pour mesurer les interférences

électromagnétiques susceptibles d'affecter les communications et la signalisation ferroviaires.

On peut noter plusieurs résultats importants liés à l’électromobilité obtenus dans le cadre de 3 projets qui se

sont achevés en 2014.

- Développement de protocoles de test de vieillissement calendaire et de cyclage de puissance des

supercondensateurs (SUPERCAL, avec PSA, VALEO, BATSCAP et Blue Solutions)

- Développement d’un nouvel outil de vieillissement de composants IGBT avec réduction des durées de

test et de nouveaux modèles de simulation électrothermique distribués des composants IGBTs et

MOSFETs (FIDEA).

- Mise au point d’un nouvel outil de diagnostic non intrusif d’une pile à combustible mettant en œuvre

une analyse et une représentation des singularités de la tension fondées sur le formalisme multifractal

(DIAPASON2).

Dans le cadre du projet CooPerCom (ANR blanc International Franco-Canadien), on a développé les aspects

théoriques (traitement de l'information et propagation des incertitudes), les outils mathématiques de fusion et

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de perception de l'environnement, les librairies d'algorithmes de perception des acteurs d'une scène routière

et les médias de communication adaptés pour la perception étendue. Afin de valider ces travaux, plusieurs

plateformes sont proposées aussi bien réelles (plateforme PERSee) que virtuelles (plateforme SiVIC).

I. 5. c. Infrastructures et Bâtiments Intelligents (Axe 2)

Le projet SIPRIS a permis de mettre au point un procédé aujourd’hui breveté de pesage par membranes en

sépiolite (argile et caramel) nano-fonctionnalisées.

On a également initié une méthode nouvelle de détection des affouillements par analyse modale

opérationnelle, analyse spectrale inverse et éléments finis.

I. 5. d. Villes numériques et sensibles (Axe 4)

Le projet Citedyne (ADEME) a permis d'améliorer les outils permettant de caractériser dynamiquement les

externalités environnementales (bruit, polluants). Ainsi, de nouvelles fonctionnalités ont été ajoutées à la

plateforme Symuvia du LICIT (affectation, carrefours, tramway) et de nouvelles manières de décrire le trafic ont

été proposées pour un meilleur couplage avec les modèles d'émissions.

Dans le cadre du projet Ecoindustries Micad’eau, on s’est intéressé à la détection d’anomalies (fuites,

polluants) dans des réseaux d’eau potable et à la reconstruction de l’écoulement et de la qualité de l’eau dans

les canalisations grâce à des modèles inverses et des mesures ponctuelles faites par des capteurs. On a en

particulier développé une méthode numérique permettant de délimiter les zones d’un réseau d'eau potable où

l’analyse inverse permet a priori de reconstruire la cinétique de réduction des polluants par le chlore à l’aide

d'un système de capteurs donné, ce qui constitue la brique essentielle d’un outil d’aide au placement des

sondes dans un réseau. On a également développé une méthode inverse permettant de calculer les dites

cinétiques de réaction, en utilisant un outil de calcul métier, a priori impropre à ce type d'analyse mais

largement utilisé par les opérateurs de l’eau. On a enfin accéléré de 2 ordres de grandeur la reconstruction fine

de l’hydraulique dans les jonctions, utile à établir la répartition des éventuels polluants à l’aval.

Le projet MÉMOIRE (ANR) sur la Mesure Enrichie par la MOdélisation pour une conception Intelligente en

Rénovation Energétique a permis de développer une méthode générale qui s’inscrit dans le processus de

rénovation d’un bâtiment complet pour atteindre des performances énergétiques fortes et effectives après

rénovation. Les productions principales concernent un procédé de diagnostic fin d'un bâtiment complet, une

thèse (Jordan Brouns), un brevet en cours d’instruction, un site web MEMOIRE et de nombreuses

communications et participations à des congrès.