Les Transports Intelligents

VIF (Véhicule Interactif du Futur) et pesage embarqué

Thomas Durlin — 2013-05-03T15:04:14Z

Dans le cadre du projet VIF (Véhicule Interactif du Futur), une expérimentation de pesage embarqué a été réalisée sur le site de Renault Trucks à la Valbonne avec un véhicule instrumenté (cf illustration "Projet VIF : Poids Lourd instrumenté").

Organisation du projet

Le projet VIF (janvier 2005-décembre 2008), dont le coordinateur était Renault Trucks, a été financé :

pour la phase 1 (2005-2006) par la DGMT (MEDDAD - Ministère en charge du transport en 2005),
et pour la phase 2 (2007-2008) par le FCE (Fonds de Compétitivité des Entreprises) dans le cadre du pôle de compétitivité lyonnais LUTB (Lyon Urban Truck&Bus).

Objectifs

Ce projet avait pour objet l'optimisation des coûts économiques et environnementaux du transport routier de marchandises.

Cette optimisation s'appuie sur le développement d'un système « communicant » et interactif (véhicule/composants, infrastructure, exploitation) visant à atteindre quatre objectifs :

optimiser les coûts du transport (véhicules et infrastructures),
améliorer la sécurité routière,
réduire la pollution,
et réduire les encombrements.

Présentation des résultats

Un séminaire de clôture a réuni avec succès, sur le site de Renault Trucks à la Valbonne, des invités de tout bord : constructeurs, gestionnaires de l'infrastructure, chercheurs et ingénieurs du réseau scientifique et technique.

Un film décrivant le projet VIF, réalisé et présenté lors de cette manifestation, est disponible auprès de l'auteur de cet article.

Équipements de mesure mis en œuvre

En plus des données issues directement du bus CAN que nous avons exploitées, nous avons équipé le tracteur d'un certain nombre de capteurs nécessaires pour le fonctionnement de l'algorithme développé (cf illustration "Projet VIF : capteurs mis en œuvre") :

quatre capteurs LVDT (Linear Variable Differential Transformer), capteurs de déplacements linéaires sont installés pour mesurer les débattements de suspension du châssis,
quatre accéléromètres pour la mesure des accélérations verticales des roues,
un gyromètre tri-axial pour mesurer les vitesses de roulis, de tangage et de lacet,
deux lasers pour mesurer la hauteur du châssis.

L'estimation des forces verticales (forces de contact roues/roues) se fait en temps réel et le résultat est affiché sur le tableau de bord du conducteur. Différents essais et scénarios avec différentes charges du véhicule ont été réalisés afin de valider la méthode développée.

L'illustration "Estimation des forces verticales" montre l'estimation des forces gauche et droite de l'essieu avant du PL pour un test de chicane.

Auteur de l'article

Pour plus d'information, vous pouvez contacter l'auteur de l'article :

Hocine Imine, LEPSIS (Laboratoire d'Exploitation, Perception, Simulateurs et Simulations) / IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports)
Mail : Hocine.imine@ifsttar.fr
Tel : 01 81 66 83 56

Références

1. H. Imine, ‘'Contribution au développement de systèmes d'aide à la conduite : cas des poids lourds et des deux roues motorisés'', HDR, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, Mars 2012.
2. H. Imine, L. Fridman and H. Shraim, "Identification of heavy vehicle suspension parameters and estimation of vertical forces", VSS'12, Variable Structure Systems, pp.63-69, January 12-14, 2012, Bombay, India.
3. H. Imine and O. Khemoudj, ‘'Dynamic parameters identification and estimation of the vertical forces of heavy vehicle'', In SAE'11 World congress on automotive, Detroit, USA 13-15 Avril 2011.
4. O. Khemoudj, ‘'Développement d'un système de pesage embarqué pour poids lourd ‘', PhD thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, décembre 2010.
5. O. Khemoudj, H. Imine, et M. Djemai, ‘'Estimation des forces d'impact des véhicules poids lourds par différentiateurs exacts et modèle inverse'', In CIFA, Conférence Internationale Francophone d'Automatique, pp. 18-44, Nancy, France, 2-6 juin 2010.
6. O. Khemoudj, H. Imine, et M. Djemai, ‘'Nouvelle approche pour l'estimation des forces d.impact de poids lourd'', In PRAC, Conférence sécurité routière Prévention des Risques et Aides à la Conduite, Paris, France, 04-05 Mai 2010
7. H. Imine, J. Receveur, C. Romeggio, M. Hammer, S. Srairi, T. Madani, and A. Benallegue, ‘'Plan d'expérience, tests fonctionnels, plan d'expérimentation, résultats'', livrable de la tâche 6 du projet VIF2, 2008.
8. OECD, ‘'Dynamic interaction between vehicles and infrastructure experiment (divine)'', Technical Report DSTI/DOT/RTR/IR6(98)1/FINAL, Organization for Economic Co-operation and Development (OECD), Paris, France, 1998.
9. J.R. Jarvis and P.F. Sweatman, ‘'The loading of pavements in the vicinity of road humps'', In 11th Australian Road Research Board (ARRB) conference, Melbourne, Australia, 1982.

Pesage embarqué des Poids-Lourds

Thomas Durlin — 2013-05-03T14:50:02Z

Le pesage en marche des Poids Lourds (PL) et notamment le pesage embarqué, constitue une thématique majeure à laquelle le ministère ainsi que plusieurs chercheurs et industriels se sont intéressés.

Les poids lourds sont soumis à différentes règles concernant la qualification des chauffeurs, la vitesse mais aussi le poids du chargement. Chaque poids lourd possède un poids maximal en charge à ne pas dépasser sous peine d'être en surcharge. Les poids lourds en surcharge deviennent instables et par conséquent peuvent provoquer des accidents puisque les distances de freinage augmentent et les risques de renversement deviennent élevés, notamment en présence de forts vents en virage. Un véhicule en surcharge provoque également des dégradations sur l'infrastructure et sur les ponts. Le pesage des poids lourds présente donc une utilité commerciale, économique et sociale.

A l'aide d'un système de pesage, les transporteurs chargent correctement leurs véhicules en évitant des surcharges ou des sous-charges. Ils atteignent ainsi un chargement optimal ce qui leur permet d'utiliser leurs véhicules au maximum de leur capacité. Les gestionnaires des routes et des infrastructures ont recours au pesage pour verbaliser les contrevenants en surcharge sources de danger sur la route.

L'enjeu de la mesure de l'impact dynamique d'un véhicule

La mesure de la charge statique en embarqué constitue un avantage économique certain pour les sociétés de transport. Les industriels proposent des installations pour ce type de pesage. Mais le pesage embarqué n'est pas restreint à la charge statique.

La mesure de l'impact dynamique du poids lourds lorsqu'il est en marche permet de connaître la sollicitation réelle appliquée par le véhicule sur l'infrastructure. Un poids lourd correctement chargé à l'arrêt peut avoir un impact dynamique important pouvant atteindre le double de sa charge statique. Ceci est dû à une vitesse importante, à une chaussée en mauvais état ou bien à un système de suspension mal conçu. Il est donc important de disposer également de mesures des charges dynamiques et en temps réel du véhicule. Ceci permet :

une prédiction de risque de renversement : en effet, dans les systèmes d'aide à la conduite, la connaissance en temps réel de la force d'impact dynamique est très importante pour calculer le transfert de charge et de ce fait, prévenir le risque de renversement des PL.
une utilisation de systèmes de contrôle actif : La mesure embarquée des forces d'impact permet d'introduire des systèmes de contrôle actif et semi-actif dans le véhicule tels que le braquage actif ou les suspensions actives.
le contrôle des surcharges : La charge dynamique peut constituer un risque d'endommagement de la chaussée. Sa connaissance permet donc d'éviter ce risque en retardant ou en interdisant l'accès du PL surchargé à l'infrastructure.
un étalonnage des stations de pesage en marche déjà présentes dans quelques sites.

Nous nous sommes donc intéressés ces dernières années à cette thématique et nous avons proposé un certain nombre de solutions, permettant de développer un système économique et fiable de pesage embarqué dans les poids lourds, basé sur l'estimation des forces d'impact dynamiques.

La mesure des forces d'impact dynamique

Le pesage des PL passe par la connaissance des forces d'impact dynamique entre le pneu et la chaussée. Pour estimer ces forces, nous avons utilisé des outils issus de l'automatique et de la robotique, à savoir les estimateurs/observateurs, qui consistent à observer les états non mesurés du véhicule et de ce fait, permettent d'économiser l'utilisation de capteurs supplémentaires. La connaissance de tous les états du PL permet par la suite d'estimer la force verticale, composée de la charge statique (la masse du véhicule) et de la charge dynamique.

Le choix d'un modèle approprié de PL tenant compte des caractéristiques de l'infrastructure a été étudié et les paramètres du modèle (rayon de la roue, raideur, amortisseurs…) sont identifiés pour augmenter la fiabilité de l'estimation.

La validation des modèles par un manège de fatigue

Afin de valider les algorithmes développés, des expérimentations sur un manège de fatigue appelé Accelerated Load Facility (ALF), sont effectuées en collaboration avec ARRB (Australian Road Research Board), un laboratoire de recherche australien.

ALF, est un manège de fatigue permettant de reproduire l'effet de passages successifs de charge d'un poids lourd sur une portion de chaussée. Ceci permet d'évaluer la réaction et la durée de vie d'un enrobé de chaussée.

ALF est muni d'un système de suspension pneumatique équivalent à celui installé sur poids lourd. Il est composé de deux montes (roues jumelées), une à l'avant et une à l'arrière. La charge statique peut varier de 40 et 100kN à raison de palliers de 10kN. Un certain nombre de capteurs tels que des jauges de déformation, des capteurs de déplacements LVDT, des accéléromètres et des capteurs de pressions, sont installés sur ALF (cf illustration "Tandem instrumenté du laboratoire ARRB").

Les jauges sont placées à proximité du moyeu des roues. Elles permettent de mesurer la déformation due à l'effort tranchant et par conséquent de la force verticale. Il s'agit de la méthode de l'instrumentation des essieux. Cette méthode permet d'avoir une référence sur les mesures des forces et de les comparer à celles issues du modèle.

L'expérimentation VIF

Une autre expérimentation a été réalisée dans le cadre du projet VIF (Véhicule Interractif du Futur), à la Valbonne sur le site de Renault Trucks, avec un véhicule instrumenté. Ce projet, mené sur la période 2005-2008, avait pour objet l'optimisation des coûts économiques et environnementaux du transport routier de marchandises.

Il a notamment abouti à une solution innovante et validée permettant l'estimation des forces verticales (forces de contact roues/roues) en temps réel, et le résultat étant affiché sur le tableau de bord du conducteur (cf illustrations "Projet VIF - Capteurs mis en oeuvre" et "Projet VIF - Exemple d'estimation des forces verticales").

Pour davantage d'information, voir l'article ci-contre dédié au projet de recherche VIF (Véhicule Interactif du Futur) et pesage embarqué.

Auteur de l'article

Hocine Imine, LEPSIS (Laboratoire d'Exploitation, Perception, Simulateurs et Simulations) / IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports)
Mail : Hocine.imine@ifsttar.fr
Tel : 01 81 66 83 56

Les partenaires du site

Thomas Durlin — 2013-05-03T13:32:14Z

Le site transport-intelligent.net s'appuie sur un ensemble de partenaires, regroupés notamment au sein du groupe des correspondants transport intelligent du réseau scientifique et technique du ministère en charge du transport.

On y retrouve notamment les organismes suivants :

la Mission Transport Intelligent, du ministère en charge des transports
le CERTU (Centre d'Etudes sur les Réseaux, les Transports, l'Urbanisme et les constructions publiques)
le SETRA (Service d'étude sur les transports, les routes et leurs aménagements)
le CETU (Centre d'études sur les tunnels)
les différents CETEs (Centres d'étude technique de l'équipement)
le CETMEF (Centre d'Etudes Techniques Maritimes et Fluviales)
l'IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies, des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux)
l'AFIMB (Agence Française de l'Information Multimodale et de la Billettique).

La FEDUCO, fédération nationale du covoiturage

Thomas Durlin — 2013-05-03T13:07:21Z

Sa mission essentielle est la promotion du covoiturage sous ses différentes formes auprès des instances publiques et privées.

Un de ses objectifs prioritaires est notamment de faire évoluer la réglementation en matière de covoiturage.

Eurecom

Thomas Durlin — 2013-04-18T09:39:35Z

EURECOM accueille une centaine d'étudiants de niveau Master par an, et plus de 70 étudiants en doctorat. L'Institut Mines Telecom est membre fondateur d'EURECOM.

La formation d'ingénieur

EURECOM délivre un diplôme d'ingénieur de spécialisation en « communications pour les systèmes de transport intelligent » , accessible en formation initiale et continue, reconnu par la CTI à Bac+6. La formation comporte 2 semestres académiques où les enseignements se déroulent entièrement en langue anglaise, puis 1 semestre de stage. Le diplôme fournit les connaissances techniques et pratiques nécessaires aux ingénieur(e)s et chefs de projets dont la responsabilité est de concevoir des applications STI innovantes afin de leurs permettre d'entrevoir les innovations et des opportunités uniques fournies par les STI.

Spécialisations

Preuve de son excellence académique, EURECOM a reçu en 2012 l'habilitation de la CTI pour délivrer deux nouveaux diplômes d'ingénieur de spécialisation en « Communications pour les transports intelligents » et « Sécurité pour les systèmes informatiques et les communications ». Ces diplômes sont ouverts aux étudiants titulaires d'un diplôme d'ingénieur français ou un diplôme de master étranger.

Réseau et GIE

EURECOM bénéficie d'une forte interaction avec le monde industriel notamment au travers de sa structure de GIE qui regroupe des entreprises internationales comme : Swisscom, SFR, Orange, ST Microelectronics, BMW Group Research & Technology, Symantec, Monaco Telecom, SAP, IABG. Le GIE compte également un membre institutionnel : la Principauté de Monaco.

AXIMUM - Produits électroniques

Thomas Durlin — 2013-04-17T15:31:20Z

Aximum Produits Electroniques, filiale du Groupe AXIMUM est une société spécialisée dans les métiers :

De la signalisation lumineuse pour assurer la sécurité des usagers et les intervenants,
De la signalisation tricolore, des systèmes de gestion de trafic en milieu urbain,
Du recueil de données de trafic,
Des dispositifs de sûreté périphérique et périmétrique pour sites sensibles.

Aximum Produits Electroniques conçoit, fabrique et maintient l'ensemble de ses produits. Ils sont destinés aux gestionnaires privés et publics d'infrastructures ainsi qu'aux collectivités.

Aximum propose notamment les systèmes suivants :

Dispositifs de parking payant
Poste Central de régulation de trafic
Feux tricolores
Bornes escamotables

Aximum Produits Electroniques possède 2 bureaux d' études, 2 sites de production, 3 agences commerciales en France et un réseau commercial à l'étranger.

Enquête en ligne - Vers l'harmonisation européenne de la signalisation dynamique sur les panneaux à messages variables

Thomas Durlin — 2013-01-21T09:48:42Z

Dans le cadre du projet européen EasyWay 2, le groupe de travail MARE NOSTRUM - ESG4 effectue des recherches sur les signaux dynamiques affichables sur les Panneaux à Messages Variables (PMV).

Au cours des dernières années, le groupe de travail a réalisé des questionnaires dans le but de déterminer l'efficacité de certains signaux dynamiques. Aujourd'hui, c'est grâce à un simulateur que les tests de compréhension routiers se font.

Cette simulation, disponible pour 13 pays européen, permettra au groupe de travail d'évaluer de nombreux signaux routiers.

En quelques minutes, vous pouvez participer à ce test qui permettra de déterminer quels nouveaux signaux routiers sont optimums. Pour cela, il vous faudra installer un plug-in (sécurisé) permettant de lancer le simulateur.

normes-donnees-tc.org : le portail des normes de données sur l'offre de transport collectif

Thomas Durlin — 2012-12-11T15:00:10Z

Sont notamment abordées les normes :

TRANSMODEL, le Modèle de Données de Référence pour le Transport Public (TP), décrit les principales structures de données utilisées dans le système d'information d'une entreprise de transport public,
IFOPT, qui traite des points et lieux d'arrêt,
NEPTUNE, le format de référence pour l'échange de données d'offre théorique TC, particulièrement utile pour la mise en place de systèmes d'information multimodale,
SIRI, qui définit le protocole d'échange de l'information Temps Réel pour les transports en commun (format XML), basé sur un modèle TRANSMODEL pour l'information des transports en commun.
NeTEx, définissant un format d'échange de données s'appuyant sur un modèle de données issu des standards Européen Transmodel / IFOPT, prenant en compte les besoins spécifiques des trains longue distance, dédié à l'information voyageur et à l'échange entre les systèmes de planification de l'offre (graphicage/habillage) et les SAE , concernant la topologie des réseaux et l'information horaire.
d'autres normes (Datex 2, RDex pour le covoiturage, ...).

Tinynode SA

Thomas Durlin — 2012-12-10T15:14:28Z

Adresse : Boulevard de Grancy, 19A, 1006 Lausanne, Suisse

Contact : Olivier KOCH - Olivier.Koch@Tinynode.com F : +33 1 72 98 03 11 M : +33 6 52 72 43 46

Tinynode propose un système OEM de détection sans fil de véhicules utilisant un réseau maillé basé sur un protocole radio propriétaire ultra basse consommation, multi hop, auto configurable et auto reconfigurable.

S'appuyant sur des algorithmes de détection de voitures et de poids lourds avancés, le système atteint des performances de plus de 98% en détection et plus de 99% en disponibilité des communications sans fil.

Le système Tinynode de détection sans fil de véhicules à la place équipe ou équipera prochainement des parkings PL de grande capacité sur :

22 aires d'autoroute des axes A7, A9, A10, A20, A46 et A63, pour le compte d'ASF (VINCI Autoroutes),
2 aires d'autoroute de l'A10 pour le compte de Cofiroute (VINCI Autoroutes),
1 aire d'autoroute de l'A13 pour le compte de SAPN du groupe SANEF Abertis.

Tinynode propose une offre de réseau maillé de capteurs magnétomètres sans-fil et autonome en énergie pour la gestion des places de stationnement (parking, voirie), aux caractéristique suivantes :

Capteur intrusif (carottage) et non intrusif (collage, vissage) permettant un déploiement sur tous types de surface
Capteur sans fil ultra basse consommation (jusqu'à 15 ans d'autonomie)
Protocole de communication radio propriétaire (disponibilité des communications > 99%)
Algorithmes de détection de véhicules avancés (précision de détection > 98%)
Auto-calibration et auto-configuration automatique
Fonctionnement indépendant des conditions météorologiques
Maintenance simplifié : remontée d'alarmes à distance, aucune visite préventive nécessaire
Produit Suisse SWISS MADE.

Zone à faibles émissions en Europe

Fabrice Reclus — 2012-12-10T13:38:49Z

Une zone à faibles émissions (en anglais : Low Emission Zone, ou LEZ) est une zone géographique ou un ensemble de routes où les véhicules les plus polluants sont interdits d'entrer ou soumis à péage. Elles ciblent généralement les poids-lourds (PL) de marchandises, et la plupart des autobus et autocars. Certains LEZ affectent également les fourgonnettes, les voitures et les motos. Pour classer les émissions d'un véhicule, on regarde à quelle norme Euro il appartient. La présence d'un filtre à particules ou d'un convertisseur catalytique peut aussi permettre à un véhicule polluant d'être mieux noté.

Pourquoi les mettre en place ?

Ce type de zone est mis en place afin de ne plus ou ne pas dépasser les normes fixées par l'Union Européenne (et propres à chaque pays) pour des raisons sanitaires (impacts sur la santé) et qui en cas de dépassement expose le pays concerné à une assignation devant la Cour de justice de l'Union européenne, puis à des amendes sauf si il peut montrer qu'il prend des actions (efficaces) pour limiter ses émissions. Souvent créer une zone à faibles émissions est le moyen le plus efficace pour réduire la pollution de l'air dans une ville ou une région, en particulier en ce qui concerne les particules fines PM10, le dioxyde d'azote (et indirectement l'ozone). Les pays européens ayant mis en place ce type de zone sont l'Italie, l'Allemagne, la Suède, la Norvège, le Danemark, le Royaume-Uni, l'Autriche, la Hongrie, la République tchèque et le Portugal.

Types de zones

Ces zones peuvent être classées selon plusieurs critères :

Les véhicules ciblés : PL (tous, >3,5t, >7,5t), bus et cars, tous véhicules
Le critère environnemental basé sur les caractéristiques du véhicule : classe d'émissions (standards Euro), âge du véhicule (année de 1ère immatriculation), type d'énergie (essence, diesel), présence ou non d'un filtre à particules ajouté.
La plage de fonctionnement : permanent (la plupart), pendant heures de pointe (Italie)
Le mode de fonctionnement : interdiction stricte, péage environnemental
Le périmètre : centre historique, centre-ville, ville
Le contrôle : Contrôle manuel avec des autocollants (couleur ou prix), caméras avec reconnaissance de plaques, contrôle manuel de la carte grise (Tunnel du Mont Blanc). Parfois pré-enregistrement.

Fonctionnement des zones

La zone est délimitée par des panneaux d'entrée expliquant son fonctionnement (horaires, quels autocollants/véhicules sont autorisés, etc.) Le véhicule franchit les limites de la zone s'il est autorisé (pré-enregistrement, autocollant, carte grise) ou s'il a payé le péage. Certaines des zones à faibles émissions demandent un pré-enregistrement du véhicule

Les véhicules entrés illégalement, ne payant pas le péage ou ne s'étant pas enregistrés avant sont verbalisés. Par exemple, à Londres les amendes sont comprises entre 250 et 1000£. L'Allemagne prévoit le retrait d'un point du permis en plus de l'amende de 40€.

Les règles des zones dépendent de chaque zone et des cas particuliers (réductions ou exceptions) peuvent exister : par exemple pour les véhicules des résidents locaux, pour certains types de PL s'il n'existe pas sur le marché de filtres à particules compatibles, pour les véhicules étrangers ou les véhicules professionnels : police, etc. / véhicules commerciaux.

Le contrôle des véhicules

Le contrôle de l'accès à la zone se fait à partir des plaques d'immatriculation, d'autocollants spécifiques ou de la carte grise, soit par vérification manuelle, soit par caméras. Pour l'identification des plaques d'immatriculation par caméra, comme c'est le cas à Londres, la LAPI (lecture automatique de plaque d'immatriculation) peut être utilisée, couplée ensuite au fichier des immatriculations britanniques.

Les ZAPA en France

En France, la réflexion pour créer des zones à faibles émissions a commencé avec les projets d'expérimentation de Zones d'Action Prioritaire pour l'Air (ZAPA) prévues par la loi Grenelle 2 de juillet 2010. Les villes de plus de 100 000 habitants candidates étaient au nombre de huit : Grand Lyon, Ville de Paris, Communauté du Pays d'Aix, Grenoble-Alpes Métropole, Clermont Communauté, Communauté urbaine Bordeaux, Plaine Commune (93), Nice Côte d'Azur. Les dossiers de candidatures des collectivités pour l'appel d'offres devaient être rendus avant le 13 juillet 2012. Cependant la classification des véhicules, publiée dans les décrets n° 2012-237 du 20 février 2012 et n° 2012-238 du 20 février 2012, a laissé apparaître que les ZAPA allaient pénaliser les foyers les plus modestes. Ce projet a donc été suspendu en juillet 2012 afin de réfléchir à un moyen de réduire la pollution plus juste socialement et moins rigide.