méthode de calcul de la vitesse de référence

DIVAS –
Méthode de calcul
de la vitesse de référence
livrable 2.D.2
Date
24 Novembre 2008
Projet financé par l’Agence Nationale de la Recherche
Responsables :
Glaser Sébastien,
Mammar Saïd,
Daklallah Jamil
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Table des matières
1 Méthode de calcul de la vitesse de référence 4
1.1 Introduction.................................. 4
1.2 Systèmesexistants .............................. 6
1.2.1 Géométrie de la route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 Modèles traditionnels de vitesse en courbe . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.3 Buts .................................. 8
1.3 Modèle pour la génération de profil de vitesse . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.1 Modèledevéhicule .......................... 9
1.3.2 L’interface pneumatique chaussée . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3 Comportement du Conducteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4 Validité du modèle et influence des paramètres . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.1 Influence de la pente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.2 Influence du dévers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.3 Influence de l’adhérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.4 Influence du transfert de charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5 Génération du profil de vitesse d’une section de route . . . . . . . . . . . 15
2 Analyse de la sensibilité 19
2.1 Erreur sur la mesure de la courbure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Erreur sur la mesure du dévers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Erreur sur la mesure de la pente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4 Précision requise sur les mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3 Conclusion 23
1

Table des figures
1.1 Géométrie de la route et notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Profil de vitesse sur une clothoïde en accord avec les recommandations de
laNHTSA................................... 7
1.3 Exemple de virages en lacet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 ModèleBicyclette. .............................. 9
1.5 Comparaison de nos profils de vitesse aux recommandations de la NHTSA
(a) et aux profils de vitesses expérimentaux (b). . . . . . . . . . . . . . . 13
1.6 Influence des paramètre : (a) pente, (b) dévers, (c) adhérence, (d) transfert
decharge. ................................... 14
1.7 Impact d’un virage sur un autre dans le calcul du profil de vitesse. . . . . 16
1.8 La piste du LIVIC et les profils de vitesse associés aux paramètres λlonacc =
0.1,λlatacc =λlondec =λlatdec valant {0.3g, 0.4g, 0.5g}............. 18
2.1 Segmentation de Rrespectant une erreur sur Vde moins de 10%. . . . . 20
2.2 Segmentation de R, φroute respectant une erreur sur Vde moins de 10%,
θroute estnul.................................. 21
2.3 Variation de Kθroute pour φroute valant 0(gauche) et 0.07rad (droite) . . . 22
2

Introduction
L’objectif de ce document est de décrire une méthode permettant d’évaluer la vitesse
qu’un véhicule léger doit pratiquer de façon à pouvoir négocier les difficultés de la route
tout en restant dans un domaine de mobilisation de l’adhérence prédéfini. Ce document
est divisé en deux parties. La première présente la méthode en elle-même, la seconde
évalue la sensibilité du calcul à la précision des paramètres de l’infrastructure.
Dans la première partie, la méthode présentée est entièrement fondée sur l’étude de
la dynamique du véhicule et du comportement du conducteur. Elle améliore un certain
nombre de méthodes existantes dans la littérature en prenant en compte une description
plus détaillée de l’infrastructure (notamment la pente et le dévers). Néanmoins, elle reste
à comparer à des méthodes fondées sur l’évaluation dans le trafic des pratiques de vi-
tesses. Ces dernières méthodes, bien que prometteuse, sont difficiles à mettre en place,
étant donnée la diversité des configurations géométriques rencontrées sur la route. Les
derniers développements en terme de communication et de coopération entre les véhicules
et l’infrastructure semblent améliorer les possibilités de recherche et d’évaluation dans ce
domaine.
Dans la seconde partie, une étude de la sensibilité est menée pour évaluer l’impact de
la précision des données nécessaires sur la méthode proposée. Cette étude permet aussi de
fournir la précision requise pour obtenir une précision donnée sur le calcul de la vitesse.
3

Chapitre 1
Méthode de calcul de la vitesse de
référence
1.1 Introduction
Une large partie de l’accidentologie est due à des erreurs d’appréciation, de la part
du conducteur, de la difficulté à l’approche d’un virage. Cette erreur se traduit le plus
souvent par une vitesse inadaptée rendant le franchissement difficile, voir impossible.
Ainsi les zones de virages et d’approche de virages représentent une part importante de
l’accidentologie.
Aussi, les gestionnaires d’infrastructure ont développé des politiques de signalisation
pour prévenir ces accidents : plus la courbure est grande, plus la signalisation est impor-
tante. Mais, en dépit de ces efforts pour harmoniser la signalisation des virages [3, 4],
certains conducteurs peuvent être surpris par des virages à courbures importantes peu
ou pas signalisés. A l’opposé, quelques virages fortement signalisés peuvent être abordés
à des vitesses supérieures de 30 km/h de la vitesse autorisée [1]. Les conducteurs refusent
de diminuer leur vitesse à l’approche d’un virage jusqu’à ce qu’ils en voient la nécessité.
De même, les constructeurs ont développé des systèmes d’assistance à la conduite, dits
assistance active, qui assurent au conducteur un maximum de manoeuvrabilité en toutes
situations.
L’assistance que l’on peut fournir au conducteur, sera toujours limitée par les efforts
que le véhicule pourra développer au niveau du contact pneumatique chaussée.
En fait, un contrôleur, quelqu’il soit, ne pourra pas rétablir la trajectoire voulue pour
suivre la route si la vitesse est excessive. Aussi, il faut limiter la vitesse du véhicule à
l’approche du virage, mais la diminuer en fonction de la difficulté à franchir. Pour cela,
nous calculons les forces que les pneumatiques doivent développer pour rester sur cette
trajectoire en fonction de la vitesse et de l’accélération. La vitesse que doit avoir le véhicule
pour suivre la trajectoire peut être obtenue en fonction de la quantité d’adhérence que le
conducteur s’autorise à mobiliser.
Certaines applications ont été développées dans ce sens, c’est le cas des assistances
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