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Supplemental Material sj-pdf-1-epb-10.1177_23998083221120019 for Allocating synthetic population to a finer spatial scale: An integer quadratic programming formulation by Boyam Fabrice Yameogo, Pierre Hankach, Pierre-Olivier Vandanjon, and Pascal Gastineau in Environment and Planning B: Urban Analytics and City Science

This paper presents a framework to tackle the problem, which has received little attention in the literature, of adding variables to a synthetic population from aggregate data. The work herein thus enriches the existing literature by proposing a new and e icient methodology to meet this practical need. The methodology integrates three distinct stages, the first of which theoretically models the problem as a multinomial distribution. The addition of a new variable is formulated as an entropy maximization using the variables available in both the synthetic population and aggregate data. Solving this problem (in our specific case study) is not possible due to the large number of constraints involved. The second stage then presents a heuristic yielding a practical solution to the problem. This heuristic combines Bayes' theorem with the cross-entropy minimization algorithm. However, given the large number of parameters to be estimated by the proposed heuristic, some of the results obtained prove to be invalid. To rectify this shortcoming, a post-processing method is applied during a third stage to ensure the consistency of our results. The methodology is described in great detail, and examples are provided for a better understanding of these three stages. Also, this methodology is applied to a real-world case study. An income is allocated to each of the 157 000 households in the French city of Nantes based on aggregate data from the FiLoSoFi database. Income constitutes an essential microsimulation variable for taking many social and economic aspects into account (e.g. household purchasing power, redistribution policy, tax policy). Special attention is also paid to the reproducibility of our results with the databases and R-scripts used, all of which are freely available. This method remains general and is indeed applicable to other variables with available aggregate data.

CETRA 2020, 6th International Conference on Road and Rail Infrastructure - Online, Pula, CROATIE, 20-/05/2021 - 21/05/2021; Energy consumed by road vehicles has a high impact on climate changes; indeed this energy use accounts for 23% of total energy-related Green House Gases (GHG) emissions of 2014 global GHG emissions. GHG emissions are growing constantly year after year, in spite of global objectives (COP) and researches on vehicle efficiency and modal shift. The contribution of the infrastructure to lower this energy is less studied, since it is often seen as immuable or too costly. This paper aims to demonstrate that simple and low-cost solutions exist for that purpose. Particularly a methodology has been developed, based on an optimization of the speed layout over an itinerary in order to improve the eco-driving potential of a given road infrastructure. The key point of this work is that inconsistency often exists between vehicle dynamics, road longitudinal profile and changes in regulation speeds. These changes in speed are defining the speed-sectioning of a route, and an optimization of this speed-sectioning can be easily carried out while displacing or modifying speed signs. The objective of this study is to build an optimized speed sectioning which minimizes the fuel consumption for realistic traffic and various driver behaviours, while maintaining the required safety levels. A progressive optimization loop has been worked out with a Python script including an embedded microscopic road traffic simulator. As a result an optimized speed-sectioning is leading to a gain of 227 ml for 60 minutes of simulated flow of 100 veh/h/lane, for a modification of a single speed changing point. The overall benefits are reduced energy consumption, air pollution and noise which otherwise would have been produced by braking. This work brings an effective optimization tool for road managers and its practical application is passive and inexpensive. This methodology is suitable for rural and urbanized territories and easily adaptable to any type of traffic in various countries. In perspectives, the optimization process could be extended to a full road route and to a wide range of different speed-sectioning layouts.

International audience; The Mobility Allowance Shuttle Transit (MAST) system is a type of public transportation where vehicles may deviate from a fixed route to serve clients who wish to get on or off within a service area. In this area, the system provides an on-demand service. We use Mixed-Integer Linear Programming to tackle the MAST system and consider often neglected realistic constraints, as those linked to vehicle capacity and fleet availability. We perform a sensitivity analysis to understand how the system performance varies as a result of changing client priorities.

International audience; The Métropole Rouen Normandie wanted to design a new bridge requiring temporary bearings in the Seine. For this reason, it has asked Ifsttar to conduct a statistical study of trajectory data, in order to define the mobility spindles of vessels, in particular according to their speed and size, two factors likely to have an impact on the maneuverability of ships. The processing of data in AIS format required the use of tools dedicated to large data files. Then a linear regression model was retained for the analysis of rectilinear trajectories excluding docking maneuvers. The determination of prediction intervals made it possible to delimit the navigation zones, and thus to highlight the surfaces of the river able to accommodate the temporary bearings.; La Métropole Rouen Normandie souhaitait concevoir une nouvelle passerelle nécessitant des appuis provisoires en Seine. Aussi a-t-elle sollicité l’Ifsttar pour conduire une étude statistique des données de trajectoires, afin de définir les fuseaux de mobilité des navires en fonction notamment de leur vitesse et de leur gabarit, deux facteurs susceptibles d’avoir un impact sur la manoeuvrabilité des navires. Le traitement des données au format SIA a nécessité de recourir à des outils dédiés aux gros fichiers de données. Puis un modèle de régression linéaire a été retenu pour l’analyse des trajectoires rectilignes hors manoeuvres d’accostage. La détermination d’intervalles de prédiction a permis de délimiter les zones de navigation, et donc de mettre en évidence les surfaces du fleuve aptes à accueillir les appuis provisoires.

La Métropole Rouen Normandie souhaitait concevoir une nouvelle passerelle nécessitant des appuis provisoires en Seine. Aussi a-t-elle sollicité l’Ifsttar pour conduire une étude statistique des données de trajectoires, afin de définir les fuseaux de mobilité des navires en fonction notamment de leur vitesse et de leur gabarit, deux facteurs susceptibles d’avoir un impact sur la manœuvrabilité des navires. Le traitement des données au format SIA a nécessité de recourir à des outils dédiés aux gros fichiers de données. Puis un modèle de régression linéaire a été retenu pour l’analyse des trajectoires rectilignes hors manœuvres d’accostage. La détermination d’intervalles de prédiction a permis de délimiter les zones de navigation, et donc de mettre en évidence les surfaces du fleuve aptes à accueillir les appuis provisoires., RTS - Recherche Transports Sécurité, volume 2020

Le projet VibraSimu, financé par la direction scientifique de l'IFSTTAR, a été conduit de 2017 à 2019 par trois laboratoires de l'établissement : le Lepsis, Ease et le LPC. Le projet vise à mesurer les vibrations d'un vélo, à les modéliser et les reproduire sur simulateur immersif et enfin, à en évaluer l'impact sur le ressenti des participants. Le projet offre ainsi une meilleure connaissance des vibrations transmises au vélo et au cycliste lors de la circulation sur différents revêtements et améliore le simulateur vélo de l'institut en produisant les vibrations liées aux irrégularités de la chaussée. Il montre également la limite des dispositifs grand public (smartphones) pour mesurer ces vibrations.

Ce rapport est le deuxième rapport prévu au sein de ce contrat, écrit par l'équipe universitaire à destination de la SNCF dans le cadre de la convention de co-encadrement SNCF/UniversitéGustaveEiffel (anciennement Ifsttar) accompagne cette thèse (No Ifsttar : RP1-E19045) sous la responsabilité scientifique de Jean Calio, expert Data, Mobilité et Territoires et Développement Durable de la SNCF et de Pierre-Olivier Vandanjon.

Current transportation systems contributed to one quarter to the Greenhouse Gases (GhG) emissions and the mobility demand increases continuously. The transportation infrastructure design has to be optimized to mitigate these emissions. The methodology &ldquo, Sloop&rdquo, (acronym for Slope Optimization) has recently been set up to optimize the longitudinal road profile with respect to a Global Warming Potential (GWP) criterion calculated for both the construction and operational phases while incorporating accurate vehicle models. This paper proposes a customized optimization strategy that significantly improves the Sloop methodology. From an initial longitudinal profile generated by road designers, our algorithm identifies the optimized profile in terms of GWP. This optimization step is complex due to the large number of degrees of freedom, along with various constraints to obtaining a feasible solution and the computational cost of the operational phase assessment. The most stringent constraint entails connecting the profile with the existing road (i.e., a constraint on the final profile altitude). We have developed a specific algorithm based on the Sequential Quadratic Programming (SQP) method, this algorithm takes into account the quasi-quadratic nature of the constraint on the final altitude. In a real case study, our algorithm outputs a profile whose GWP assessment saves 4% compared to the GWP assessment of the initial profile. The benefit of our specific protocol for treating the final altitude constraint is demonstrated in this example. By means of this new efficient and open-box algorithm, profile evolution at each iteration is analyzed to determine the most sensitive degrees of freedom, and the sensitivity of the optimization with respect to the main construction parameters and traffic assumptions are conducted. The results are consistent and stable.

16th Mini Conference on Vehicle System Dynamics, Identification and Anomalies - VSDIA 2018, BUDAPEST, HONGRIE, 05-/11/2018 - 07/11/2018; The current transport system is not sustainable because of its high consumption of finite resources (mainly oil) and its impact on the environment (air quality, global warming, etc.). The design phase of the transport infrastructure has to be reconsidered in order to take into account these environmental burdens. Very recently, a methodology called Sloop (Slope Optimization) has been proposed to optimize the road longitudinal profile according to either an energy consumption or a Global Warming Potential (GWP) criterion calculated for construction and use phases. However, this optimization requires a high computation effort. It is a severe limitation to deploy this application to significant road project . The purpose of this paper is to propose a tailor-made optimization process which improves significantly this methodology. For the construction phase assessment, the methodology is based on a model of earthworks which computes the differences of geometry between the natural terrain and the road longitudinal profile. The use phase is assessed by simulating the traffic. Traffic simulations are based on vehicle dynamic models validated with real experiments. Starting from an initial longitudinal profile proposed by road designers, our algorithm finds a better profile in terms of Energy or GWP. The degrees of freedom of the optimization problem are mainly the road slopes and secondly the radii of the circles which connect them. The main constrain is the connection of the profile with the existing road. The optimization is complex due to the important number of degrees of freedom and the computation cost of the use phase assessment. It is the reason why, we developed a specific algorithm based on the Sequential Quadratic Programming Method (SQP) with suited computations of the linear approximation.

International audience; Automated, driverless metros have been deployed extensively for decades and offer high levels of service and safety. Freeing the human factor can indeed increase these levels in current operation but robust control protocols are then required to compensate for the lack of human qualities of anticipation and adaptation in exceptional situations. Such protocols, called anti‐collision protocols, are generally based on a guaranteed minimum braking performance associated with a discretization of the infrastructure in fixed or mobile cantons, ensuring that there can not be more than one vehicle in a given zone at the same time. In particular, an automatic metro system is presented in this work. Results of train brake tests show the effectiveness of treatments to improve tire/track adhesion. Maintenance of the tracks to maintain a good level of braking is discussed for the common techniques of striping and blasting tracks. Finally, a methodology for monitoring tracks in time and space is proposed. It includes the selection and use of friction measuring equipment from the road sector.; Les métros automatiques, sans conducteurs, sont en déploiement important depuis des décennies et offrent de hauts niveaux de service et de sécurité. S’affranchir du facteur humain peut en effet augmenter ces niveaux en exploitation courante mais des protocoles robustes de commande sont alors requis pour pallier l’absence des qualités humaines d’anticipation et d’adaptation en situations exceptionnelles. De tels protocoles, dits d’anti‐collision, sont généralement basés sur une performance minimale de freinage garantie associée à un découpage de l’infrastructure en cantons, fixes ou mobiles, assurant qu’il ne puisse y avoir simultanément plus d’un véhicule sur le même canton. En particulier, un système de métro automatique sur pneu est présenté dans cet article. Des résultats d’essais de freinage de rames montrent l’efficacité de traitements visant à améliorer l’adhérence pneumatique/piste de roulement. L’entretien des pistes pour maintenir un bon niveau de freinage est discuté pour les techniques courantes de striage et de grenaillage des pistes. Enfin, une méthodologie pour permettre le suivi des pistes en temps et en espace est proposée. Elle inclut la sélection et l’emploi de matériels d’évaluation de l’adhérence issus du domaine routier.

International audience; Automated, driverless metros have been deployed extensively for decades and offer high levels of service and safety. Freeing the human factor can indeed increase these levels in current operation but robust control protocols are then required to compensate for the lack of human qualities of anticipation and adaptation in exceptional situations. Such protocols, called anti‐collision protocols, are generally based on a guaranteed minimum braking performance associated with a discretization of the infrastructure in fixed or mobile cantons, ensuring that there can not be more than one vehicle in a given zone at the same time. In particular, an automatic metro system is presented in this work. Results of train brake tests show the effectiveness of treatments to improve tire/track adhesion. Maintenance of the tracks to maintain a good level of braking is discussed for the common techniques of striping and blasting tracks. Finally, a methodology for monitoring tracks in time and space is proposed. It includes the selection and use of friction measuring equipment from the road sector.; Les métros automatiques, sans conducteurs, sont en déploiement important depuis des décennies et offrent de hauts niveaux de service et de sécurité. S’affranchir du facteur humain peut en effet augmenter ces niveaux en exploitation courante mais des protocoles robustes de commande sont alors requis pour pallier l’absence des qualités humaines d’anticipation et d’adaptation en situations exceptionnelles. De tels protocoles, dits d’anti‐collision, sont généralement basés sur une performance minimale de freinage garantie associée à un découpage de l’infrastructure en cantons, fixes ou mobiles, assurant qu’il ne puisse y avoir simultanément plus d’un véhicule sur le même canton. En particulier, un système de métro automatique sur pneu est présenté dans cet article. Des résultats d’essais de freinage de rames montrent l’efficacité de traitements visant à améliorer l’adhérence pneumatique/piste de roulement. L’entretien des pistes pour maintenir un bon niveau de freinage est discuté pour les techniques courantes de striage et de grenaillage des pistes. Enfin, une méthodologie pour permettre le suivi des pistes en temps et en espace est proposée. Elle inclut la sélection et l’emploi de matériels d’évaluation de l’adhérence issus du domaine routier.

Rouen métropole a sollicité les capacités de l'Ifsttar dans le domaine du traitement du signal appliqué à l'usage des infrastructures à travers un courriel envoyé le 1er mars 2017 par M Toynan, responsable du service Ouvrage d'art de la métropole de Rouen, à MM Coiret et Vandanjon, chercheurs à l'Ifsttar. Cette sollicitation concerne un ouvrage en projet pour le franchissement de la Seine. L'ouvrage sera de type léger, sous la forme d'une passerelle dédiée aux modes doux (cycles, piétons). Il complètera l'offre de franchissement existante et reliera efficacement des pôles générateurs de déplacements dans l'agglomération, et notamment l'Ecoquartier Luciline en cours de réalisation en rive droite et l'Ecoquartier Flaubert en projet en rive gauche dans le cadre du projet global Seine Cité. L'ouvrage est donc envisagé dans le secteur Ouest de l'agglomération rouennaise, entre les ponts Guillaume Le Conquérant et Gustave Flaubert, soit en traverse de la partie de Seine accueillant régulièrement la grande Armada. Les appuis principaux de la structure seraient situés dans l'alignement des hangars existants. La structure provisoire dite > sera déconstruite préalablement aux travaux de passerelle. A ce jour, il n'est pas envisagé d'implanter d'appui définitif en Seine. Néanmoins, le recours à des appuis intermédiaires en phase réalisation semble incontournable. De même, la définition d'un gabarit de passe navigable influe sur la définition de la limite basse d'intrados d'ouvrage et donc sur la définition des accès. Seule une connaissance plus précise des trajectoires fluviales entre le Pont Guillaume le Conquérant en amont et le Pont Flaubert en aval permettra donc de gagner en précision sur la définition des implantations possibles d'appuis provisoires puis sur la définition du gabarit fluvial définitif. À cet effet, l'Ifsttar a été sollicité pour une étude statistique de trajectoire de navires, selon un cahier des charges qui est donné en annexe au présent document. L'Ifsttar a répondu à ce cahier des charges en rédigeant une proposition technique, également en annexe à ce document, dont le produit est un rapport d'étude sur les trajectoires fluviales sur la section considérée. Une réunion de lancement a eu lieu le 11 mai 2017 dans les locaux de Rouen métropole. Ce document est la troisième version de ce rapport d'étude. Une première version a été envoyée le 17 juin afin d'échanger avec la Métropole Rouen Normandie. Ce document a été le support d'une réunion téléphonique avec la métropole de Rouen le 27 juin afin, notamment, de préparer une réunion entre la métropole et le grand port maritime de Rouen. Nous avons abouti à une deuxième version envoyée le 3 juillet 2017 afin de fournir des données opérationnelles pour la métropole. Suite à des relectures internes, nous avons modifié cette deuxième version en améliorant sa forme afin d'aboutir à cette version qui est remise lors de la réunion de présentation des résultats du 11 juillet 2017. Ce rapport est découpé en 10 chapitres. Tout d'abord, la structure des données, que nous avons obtenues par le port maritime, est expliquée. Les grandes étapes du traitement de ces données sont présentées dans le chapitre suivant. Puis, les résultats de ce traitement sont affichées sous forme de graphiques pour chaque trimestre de l'année 2016 dans les chapitres 4 à 8. Enfin, les deux dernier chapitres discutent les résultats et conclut le rapport.

The starting point of this research is the environmental comparison of different techniques of construction which is the base of the software Ecorce. However, the main impacts of a transport infrastructure for criteria as Global Warming Potential Impact, or Primary Energy is due to the use phase. Then, the initial idea was to study the link between the design phase and the use phase from the point of view of these criteria. This field of interest is very large, it is the reason why, we focus on two criteria : GWP impact and Energy and we built collaborations: with SNCF réseau on railways and with the Transport and Environment Laboratory from Ifsttar on road. In the railway field, We proposed a methodology called Peam : Project Energy Assessment Method. Peam was applied in order to compare two variants of the project of high speed line Montpellier-Perpignan. In the road field, we proposed a methodology called " Sloop "(Slope optimization) which optimizes the longitudinal profile of a road in order to mitigate the energy consumption of GWP impacts during construction and use phases. Sloop was applied on a road project along RN7. We could decrease the GWP impact of 8% and the energy consumption of 6% by changing the road grade while keeping the longitudinal profile realistic. In the road field, an important contribution was to establish the link between texture, rolling resistance and fuel consumption. It opens new perspectives for the maintenance of road.; Le point de départ de notre recherche était la comparaison environnementale de différentes techniques de construction d'infrastructure de transport. Ce travail est matérialisé par le logiciel Ecorce. Il s'agissait de sélectionner et d'améliorer les techniques de construction pour réduire les impacts environnementaux. Cependant, les impacts environnementaux d'une infrastructure de transport sont, pour des critères comme les GES ou l'énergie, imputables pour une grande partie à la phase d'usage. L'idée initiale de notre recherche fut donc d'évaluer et de proposer des solutions afin de limiter les impacts de la phase d'usage dès la conception du projet par l'optimisation des matériaux ou des tracés. Aborder la phase d'usage étend considérablement les domaines à étudier. Pour arriver à des résultats concrets, nous avons restreint notre champ d'investigation à deux critères : les GES et l'énergie. Par ailleurs, nous avons travaillé en collaboration : avec la SNCF réseau sur la partie ferroviaire, avec le Laboratoire Transport et Environnement sur la partie routière. Ainsi, dans le domaine ferroviaire, nous avons proposé une méthodologie d'évaluation appelée PEAM (Project Energy Assessment Method) que nous avons appliquée pour évaluer et comparer deux tracés sur le projet de ligne à grande vitesse Montpellier-Perpignan. Dans le domaine ferroviaire, nous sommes allés au bout des objectifs initiaux du livrable, car nous avons aussi considéré la ligne classique existante, nous nous sommes donc situés au niveau d'un réseau. Dans le domaine routier, nous avons proposé une méthodologie appelée Sloop (Slope optimisation) afin d'optimiser le profil longitudinal d'un tracé routier pour limiter l'énergie ou les émission de GES pendant les phases de construction, de maintenance et d'usage. Nous l'avons appliqué sur un projet récent de modification du tracé de la RN7 afin d'évaluer son potentiel. Ainsi, sur ce cas, nous avons montré que nous pouvions baisser de 10% les émissions de GES en phase d'usage en proposant un profil longitudinal optimisé et réaliste au regard des critères de conception routière. Nous avons également contribué à démontrer l'influence de la texture sur la consommation de carburant en étudiant l'impact de la résistance au roulement du reÐtement de chaussée. Ceci ouvre des perspectives importantes concernant la gestion des réseaux d'infrastructure. En effet, certaines techniques bas coût comme les enduits ont des macrotextures importantes qui pourraient être à l'origine de surconsommation. Alors que le domaine routier était notre domaine de prédilection, nous sommes allés moins loin que dans le domaine ferroviaire en n'atteignant pas l'échelle du réseau comme le titre initial du livrable le présuppose. Cela tient à la différence de culture entre les deux domaines. Le propriétaire de lgv tient compte explicitement de l'énergie qu'il va facturer à l'entreprise ferroviaire. Le propriétaire d'un réseau routier n'est pas dans cette situation. Il a, donc, été, pour nous, plus facile de susciter des collaborations avec des entreprises du domaine ferroviaire que dans le domaine routier. Cependant, nos résultats récents nous rendent optimistes pour nouer de nouvelles collaborations dans ce secteur. Nous avons proposé une suite à ce travail pour le contrat d'objectif et de performance 2017-2021. Cette proposition a été validée par l'Ifsttar et ses tutelles. Nous utiliserons nos acquis concernant l'évaluation de la phase d'usage pour orienter nos travaux vers l'écoexploitation des infrastructures de transport. Il s'agira de proposer un outil d'évaluation des impacts environnementaux qui prendra en compte la phase d'usage ce qui permettra de synthétiser nos résultats et de les proposer via un logiciel adapté à la profession. Nous travaillerons également sur la potentialité d'éco-conduite des infrastructures routières selon l'adéquation entre tracé et vitesse d'usage à travers une thèse qui a commencé fin 2016 en cotutelle avec l'université de Sarajevo. Nous continuerons à travailler sur la résistance au roulement et sur l'influence des paramètres géométrique des tracés sur la consommation au sein du projet Danois Rose. Nous avons prévu une ouverture au mode doux en étudiant l'usage des pistes cyclables en développant un appareil permettant de mesurer la « cyclabilité » des itinéraires à Îlo, la « cyclabilité » étant la mesure de l'énergie d'usage. Lors de la prise en compte de la phase d'usage, nous avons concentré nos travaux sur deux critères : les GES et l'énergie. Sans se disperser, nous nous intéresserons progressivement à d'autres indicateurs comme les émissions de particules fines.Enfin, nous sommes, actuellement, limités dans nos évaluations par nos hypothèses simplistes sur le trafic. Nous devrons monter des collaborations afin de construire différents scénarios d'évolution permettant de fournir des évaluations plus riches tenant compte, notamment, de l'arriÎe du Îhicule autonome.

15TH MINI. CONF. ON VEHICLE SYSTEM DYNAMICS, IDENTIFICATION AND ANOMALIES, BUDAPEST, HONGRIE, 07-/11/2016 - 09/11/2016; The current transport system is not sustainable because of its high consumption of finite resources (mainly oil) and its impact on the environment (air quality, global warming, etc.). In this context, rail has several advantages: lower consumption and emissions than road and air modes, larger passenger flow, etc. That is why, many rail infrastructures are planned in the world. Today, the impact of energy is not taken into account during the project design. At the project phase of new rail infrastructures, it is nowadays important to characterize accurately the energy that will be induced by its operation phase, in addition to other more classical criteria as construction costs and travel time. Current literature consumption models used to estimate railways operation phase are obsolete or not enough accurate for taking into account the newest train or railways technologies. In this paper, an updated model of consumption for high-speed is proposed, based on experimental data obtained from full-scale tests performed on a new high-speed line. The assessment of the model is achieved by identifying train parameters and measured power consumptions for more than one hundred train routes. Perspectives are then discussed to use this updated model for accurately assess the energy impact of future railway infrastructures.; Le système de transport n'est pas durable : sa consommation de ressources finies, et son impact sur l'environnement sont trop importante. Le rail a beaucoup d'avantages : consommations et émissions moindres que pour les routes et les airs.C'est pourquoi, beaucoup d'infrastructures sont planifiés dans le monde. Aujourd'hui, l'impact de l'énergie n'est pas pris en compte compte dans la phase de conception. Nous avons construit un modèle de consommation de train qui a été identifié sur différentes trajectoires. Ce modèle a été utilisé pour évaluer deux tracés de lignes à grande vitesse.

CETRA 2016, SIBENIK, CROATIE, 22-/05/2016 - 25/05/2016; The energy associated with the use of road infrastructure exceeds in few years the energy needed for its construction. The link between infrastructure and use energy has not been, however, studied in depth, particularly as the legitimate transport societal expectations are related to efficiency and safety. However, we can consider reducing the energy use by working out minor optimizations of the road infrastructure itself, which is a major challenge in a context of overall decrease of resources and increasing pressures on the environment.Experimental work is carried out here to develop one of these optimizations by improving the eco-driving potential of roads. It is based on the adequacy between vehicles dynamics, the road longitudinal profile and the speed sectioning of the infrastructure. This sectioning corresponds to the succession of speed limitations (road signs, roundabouts, intersections ...). It may allow drivers to eco-drive or not, depending on dynamics, slopes, and secondary parameters as driver reaction time or distance of visibility. Optimal speed sectioning aims to limit the mechanical braking needed by potential energy reduction, due to slopes, which can be encountered simultaneously with the needed kinetic energy reduction.Evaluation has been made on actual road sections, while recording both vehicle dynamics, driver commands, road signs positions and road longitudinal profile. Results show that energy consumption of vehicles approaching a speed reduction sign can be reduced by moving backward this sign of about 700 meters, without penalizing the primary safety function. The associated gain, for this optimization, has been evaluated to 14 liters of fuel per day for one of the experimental sites, considering traffic data. Application of this method on a network could then lead to considerable energy saving by allowing eco-driving.

Pierre-Olivier received the B. Sc and the M. Sc in applied mathematics from the Paris-Dauphine University (Paris, 1990). He graduated, as a civil engineer, from Ecole des Mines de Paris (Paris, 1992) . He received the Ph. D degree from both the Ecole des Mines de Paris and the French Atomic Agency (CEA) (1995). He has been researcher with the French institute of sciences and technology for transport, development and networks (Ifsttar) since 1997 where its research is based on contracts (European projects : Circ, Osyris, Intro, French project : Cervifer, contracts with Ermont, Eurovia, Ratp, Renault, RMC, SNCF, Tisséo); Le fil conducteur de ma recherche est l'application des techniques robotiques en identification des modèles inverses aux systèmes de transport routier et ferroviaire. Mes compétences scientifiques sont dans le domaine des mathématiques appliquées : statistiques, analyse numérique matricielle, théorie de la viabilité.Travaillant dans un organisme de recherches finalisées, ces compétences ont étémises en oeuvre pour résoudre des questions pratiques- souleÎes par les chantiers du génie civil : estimation du torseur des efforts de contact lors du compactage des enrobés, évaluation de différents systèmes de malaxage des bétons [10] ;- provenant de la sécurité routière : mesures de la courbe reliant le taux de glissement au frottement pneumatique/chaussée d'un Îhicule routier en freinage [1], évaluation de l'état d'un Îhicule en conduite apaisée[9],- en écoconception : évaluation de la consommation des trains circulant sur une ligne à grande vitesse [2], établissement des fiches horaires pour les conducteurs (article accepté).Ces problèmes pratiques - ont nécessité des expérimentations de grandes ampleurs : 50 % de mes publications sont liés à des expérimentations que j'ai souvent organisées ;- ont dépassé mon champ disciplinaire : tous mes travaux sont effectués en collaboration avec d'autres laboratoires et avec des industriels.D'un point de vue théorique, j'ai contribué à l'établissement des méthodes d'identifications : IDIM-LS, IDIM-IV, DIDIM. ([3, 5, 6, 7, 4, 8]). Une contribution théorique complètement différente et fortuite est l'introduction des concepts issus de la théorie de la viabilité en sécurité routière [9].Mon activité de recherche en terme d'encadrement et de publications.Publications : 10 revues, 1 brevet (français et mondial), 29 congrès internationaux sur article dont 22 Ifac-Ieee, 11 congrès internationaux sur résumé,5 revues techniques francophones, 7 congrès francophones.Encadrement de thèses et de post-doctorant : 1,88 sur 4 thèses (3 Bourses Cifre,1/2 Bourse Région, 1/2 Bourse Ifsttar), 1 post-doctorant (financé sur projet Européen).

VELOCITY 2015, NANTES, FRANCE, 02-/06/2015 - 05/06/2015; Nova'TP, commission TP de NOVABUILD, a initié un groupe de travail visant à favoriser l'innovation dans les marchés publics de travaux, grâce à l'élaboration de cahier des charges décrivant les performances attendues plutôt que les moyens de les atteindre. Cette démarche s'est appuyée sur l'exemple concret du choix des matériaux des pistes cyclables, qui sont intégrées à la plupart des aménagements réalisés sur l'espace public. La première étape du projet a consisté à définir les critères objectifs de performance de ces matériaux, afin de répondre aux enjeux de confort, de développement durable, de coût... exprimés par les maitres d'ouvrage. Sur certains critères, comme le confort, l'absence de référentiel existant pour les infrastructures cyclables, nous a conduit à développer une démarche innovante, en adaptant l'usage du Vel'Audit (Îlo instrumenté, prévu initialement pour l'inspection à haut rendement d'aménagements cyclables). Les matériaux déjà couramment utilisés pour ce type d'infrastructure ont été caractérisés selon ces critères. Ces données ont ensuite été regroupées dans une application, développée pour faciliter l'analyse et la comparaison des offres par les maîtres d'ouvrage. Cette application permet de comparer des matériaux conventionnels entre eux ou avec des matériaux innovants sous un aspect performentiel. Ce logiciel d'aide à la décision a été testé par Nantes Métropole sur plusieurs opérations d'aménagement, pour Îrifier sa pertinence et proposer certaines évolutions.

VELOCITY 2015, NANTES, FRANCE, 02-/06/2015 - 05/06/2015; Les collectivités françaises développent de plus en plus d'aménagement cyclables, et il apparaît donc plus d'attentes concernant la sécurité de ces aménagements, leur confort, leur durabilité, leur gestion et entretien... Si pour le réseau routier général, les maîtres d'ouvrages disposent d'outils d'aide à la décision, basés sur des critères tels que la sécurité, la mobilité, l'environnement et le coût, les voies cyclables ne sont que partiellement concernées par ces outils. Ce travail vise à répondre aux attentes des gestionnaires de réseaux cyclables et a été réalisé dans le cadre du groupe de travail « Nova-TP » sur l'innovation dans les transports. En première partie de ce travail, L'outil Vel'audit est présenté. DériÎ des outils routiers, Vel'Audit est un Îlo instrumenté qui permet de réaliser des releÎs d'images ensuite exploitables à l'aide du logiciel IREVE. Ce diagnostic permet à la fois de caractériser l'infrastructure et d'identifier des défauts de cyclabilité. Vél'audit dispose aussi d'une centrale inertielle mesurant les vibrations subies par le Îlo et conduisant au calcul d'un indicateur confort indexé à la vitesse d'avancement. Pour l'aspect sécurité, le SRT (Skid Resistance Tester) est ensuite présenté, comme un des moyens de mesure de l'adhérence exploité pour les routes et pouvant être directement transposé aux pistes cyclables. Des essais de validité sur piste cyclable sont ensuite discutés et, en perspectives, le développement d'un matériel utilisable continûment sur itinéraire, inspiré du Grip-Tester, est envisagé en prolongement des mesures ponctuelles du SRT. Ainsi différentes techniques d'auscultations routières éprouÎes peuvent répondre aux besoins émergents des gestionnaires d'infrastructures cyclables, tout en s'adaptant aux caractéristiques de ces déplacements cyclables. Ces transpositions sont encore peu investie alors même que les besoins existent et qu'en finalité cela pourrait aboutir à la construction d'un indice de qualité cyclable (IQCy) à l'image de l'IQRN routier.

International audience

Viability theory proposes geometric metaphors in addition to classical ordinary differential equation analysis. This theory is applied on a vehicle cornering. The issue is to determine if a state of the system is compatible with a soft controls strategy which leads the car to the end of the corner. The viability theory offers tools which enable to answer to this question without computing in real time these controls. The issue resumes to verify that this state belongs to a set called the viability kernel. The construction and the use of the viability kernel for a vehicle system dynamic is proposed by using Support Vector Machines algorithm. The applicability of this theory is demonstrated through experimental tests. It is the first time that the viability theory is applied to vehicle dynamics with road safety concerns.

Current transport systems are not likely to be sustainable, since energy resources may be less accessible, facing a rapidly growing demand and because of environmental constrains. In this context a great interest arose for sharing environmental assessment practices between infrastructures owners and researchers. For this present work a partnership between RFF and Ifsttar was decided to study environmental effects and energy consumption for railways life cycle. It paves the way to a full life cycle analysis (LCA) for environmental burdens of railway infrastructures and aims at identifying the best design practices at the project level related to environmental criteria. This LCA takes into account earthwork, railway structure and the operation phase, i.e., the analysis performed is based on the estimation of energy consumptions due to construction, maintenance and on the traffic. Results of this work could enhance practices for environment preservation for the plan of building 4000 kilometres of new high-speed railways, decided in the French National Transport infrastructure scheme. Applying LCA to the project phase is a rather new approach. It requires defining a global functional unit as a basic hypothesis of any study, different from the previous studies. Then, the lifecycle subsystems are successively investigated (construction, maintenance and use) to determine the best way for project Functional Unit definition and further assessment method application.

Up to now, transport systems have mainly been designed by considering time-efficiency, mobility and safety criteria. Today hard constraints on resources savings and environment preservation have to be taken into account at the different phases of design, maintenance and operation of these networks. This study, focused on the operation phase, aimed to provide a common framework for rail and roads energy consumption assessment. For that, the influence of infrastructure characteristics on energy consumption of vehicles was assessed, in a optimization perspective. A method for energy consumptions evaluation by exploiting contact forces models was proposed. Two models were developed, for a road and for a railway, and validated with experimental data of a vehicle on a test track and full-scale measurement of a high speed train on a given line. At last, numerical simulations are worked out with the validated models to exhibit the influence of successions of uphill and downhill on energy consumptions. These simple mechanical models pointed out the differences of the two transportation systems, in terms of developed contact forces and consumed energy.