DS0603 - Véhicules propres et sûrs

Étude de la prise de virage en moto : applications à la formation et aux STI (Systèmes de Transport Intelligent) – VIROLO++

VIROLO++ Étude de la prise de virage en moto : applications à la formation et aux STI (Systèmes de Transport Intelligent)

La perte de contrôle en virage (incluant rond-points et intersections) est courante, notamment du fait de la complexité de la dynamique d'un 2RM et de l'intrinsèque instabilité de ce type de véhicule. L'étude MAIDS (2004) montre qu'environ 30% de tous les accidents 2RM surviennent en courbes ou en intersections. On peut estimer que la perte de contrôle en courbe constitue plus de 50% des accidents «seul«. En 2012, en France, plus d'un tiers des morts sont survenues en courbes (248 morts).

Outils et méthodes pour l'étude des comportements de conduite et la compréhension des interactions conducteur/véhicule

Le projet à pour objectif la réduction de la mortalité (et des blessures incapacitantes) liée aux pertes de contrôle en courbe en développant : 1- des connaissances sur la manière dont les conducteurs de 2RM pratiquent pour prendre les virages et pour réaliser leur trajectoire. Des expérimentations vont permettre de mesurer le comportements des conducteurs et les interactions conducteur/véhicule, 2-un modèle cybernétique de contrôle de la direction du véhicule, aussi proche que possible de ce qui est réalisé par le conducteur, permettant de proposer des pistes de recherche pour des systèmes actifs d'assistance au conducteur en courbe (i.e. avec prise de contrôle totale ou partielle) 3- des outils «hors-ligne« pour l'évaluation objective des pratiques de prise de virage utilisables pour la formation initiale et le ré-entraînement, L'objectif est la reconstruction «fine« des trajectoires à partir des mesures et de les comparer aux trajectoires «de référence«, ce en prenant en compte la visibilité dans la courbe mais aussi l'économie de carburant, 4- un curriculum pour la formation à la prise de virage «sécuritaire« sur simulateur 2RM «bas coût«, 5- un outil «en-ligne« pour la quantification des risques en approche et conduite de virage, outil utilisable par par les apprenants et les novices, 6- des améliorations pour le simulateur moto «haute performance« conçu par l'Ifsttar, ce grâce aux connaissances acquises sur les pratiques réelles de prise et de conduite de virage par des populations variées de conducteurs.

Le projet est structuré autour de l'usage de motos instrumentées, ces dernières étant instrumentées de manière plus ou moins lourde en fonction des études devant être conduites. La reconstruction de trajectoires «précises« et le calcul d'une fonction de risque s'appuient sur la collecte de données avec une moto déjà dotée de capteurs que l'on complète avec notamment un système de localisation précise. L'étude des interactions conducteur/véhicule requière une instrumentation plus «lourde« pour mesurer les pressions exercées par le conducteur sur la moto et les différents points de contacts. Grâce aux données acquises, le projet à pour objectif le développement : 1- d'un modèle cybernétique du contrôle de la trajectoire s'approchant au plus près possible de ce qui est réalisé par les conducteurs. Ce modèle s'appuiera sur les savoirs actuels en ergonomie cognitive, en neuroscience comportementale et en biomécanique humaine. L'objectif, et le défi scientifique, est de proposer un modèle biologique plausible, suffisamment précis pour faire des prédictions sur le comportement du conducteur, 2- des outils « hors ligne » pour l'évaluation objective des pratiques de prise de virage, utilisables pour la formation initiale et/ou continue. Il s'agit, à partir des données enregistrées «en-ligne«, de reconstruire « finement » les trajectoires réalisées et de les comparer à des trajectoires “de sécurité” , dites “de références”, ce afin d'aider les formateurs dans leur pédagogie, 3- un curriculum sur simulateur de conduite moto « bas-coût » permettant d’entraîner / ré-entraîner aux pratiques sécuritaires de prises de virage, 4- des outils « en ligne » pour la quantification du risque dès l'approche du virage, utilisables notamment en formation et après permis par les novices, 5- un raffinement des simulateurs motos “haut de gamme”, grâce aux nouvelles connaissances sur les pratiques réelles des conducteur pour la prise et la conduite des virages, ce pour une population variée.

Trois motos ont été instrumentées en utilisant l'architecture matérielle conçue dans le cadre du projet. Des expérimentations ont été réalisées sur route avec des apprentis conducteur et des formateurs de la Gendarmerie Nationale. L'instrumentation comporte des capteurs redondants «bas coûts« et des capteurs «de référence«, ce afin de comparer les mesures réalisées et d'identifier le sous ensemble des capteurs nécessaires et suffisants pour la reconstruction des trajectoires. Une base de donnée a été alimentée. En utilisant la même architecture matérielle, une moto a été instrumentée avec des capteurs supplémentaires afin de collecter des données sur les interactions entretenues entre le conducteur et son véhicule. Les pressions exercées au niveau des deux demi-guidons, des repose-pieds, mais aussi de la selle et du réservoir sont collectées. Trois centrales inertielles sont aussi utilisées pour estimer la position du tronc du conducteur, en incluant sa tête. Plusieurs expérimentations ont été conduites sur piste. Une base de donnée à été alimentée. Des expérimentations ont été réalisées afin d'identifier les paramètres dynamiques de deux motos, paramètres nécessaires à la validation des modèles numériques. Un logiciel a été conçu pour parcourir, de manière synchronisé, les données acquises et pour exporter tout ou partie de ces dernières. Un logiciel a été conçu pour visualiser, sur smartphone ou tablette, les trajectoires réalisées par les conducteurs sur piste ou sur route. Enfin, un prototype de site Web a été mis en place.

Les deux bases de données (route et piste) sont actuellement utilisées par les partenaires pour 1) concevoir, tester, raffiner un algorithme permettant de reconstruire précisément les trajectoires réalisées, 2) comprendre les interactions entre le conducteur et son véhicule lors des prises de virage - connaissance nécessaire pour la conception d'un modèle cybernétique, et 3) raffiner un modèle de dynamique moto et concevoir une fonction de risque en approche de virage, vers une aide à la conduite dédiée aux apprentis et aux conducteurs novices.

Plusieurs communications dans des conférences internationales ont été réalisées. Des communications dans des revues internationales sont prévues dans les prochains mois.

Les conducteurs de deux-roues motorisés (2RM) sont parmi les plus vulnérables des usagers de la route. Ils contribuent à
hauteur d'environ 14% à la mortalité routière tant en Europe qu'aux USA (IRTAD 2012). Un conducteur de 2RM a plus de
20 fois plus de “chance” d’être tué sur la route qu'un automobiliste. Les conducteurs novices sont plus particulièrement
vulnérables : les jeunes (18-24 ans) ont trois fois plus de risques d'être impliqués dans un accident de la route que les
personnes âgées de 45 à 64 ans (ONISR). Les enjeux tant sociaux qu'économiques sont importants, le décès d'un jeune
coûte en moyenne 1 400 000 € à la collectivité (ONISR).
Malgré ce sur-risque, le marché du 2RM a explosé ces dix dernières années, et le transfert modal encouragé de
l'automobile vers les transports en commun renforce la tendance dans des villes de plus en plus congestionnées. Sauf
bouleversement du contexte économique, la tendance ne devrait pas changer.
L'accidentalité des 2RM a fait l'objet de nombreux travaux. Les projets MAIDS et RIDER ont en particulier permis de
cartographier les situations d'accidents, et sont la base de travaux de recherche tels que SAFERIDER (7ème PCRD) pour
les ITS, SUMOTORI et DAMOTO (ANR/PREDIT) pour les gilets « airbags » sans fils, 2BESAFE (7ème PCRD) pour les
questions de saillance visuelle mais aussi de comportements de conduite et SIM2CO+ (ANR/PREDIT en cours) pour les
difficultés des novices et la question de la formation aux habiletés cognitives de conduite. Des projets comme 2BESAFE
et SIM2CO+ ont traité de la question des interactions entre le conducteur de 2RM et les autres usagers.
Le projet VIROLO++ propose d'approfondir la question de la prise de virage. Il s'agit de combler un manque de
connaissance sur les pratiques de conduite de virage chez une population de conducteurs professionnels et non professionnels,
et en particulier de mieux comprendre les pratiques de conducteurs lors des phases d'entrée, de conduite
et de sortie de virage. Les enjeux sont importants, car la perte de contrôle en virage constitue plus de 50% des cas
d'accidents de « véhicule seul » (ONISR).
Outre la production de connaissances sur les pratiques de prise de virage, le projet VIROLO++ a pour ambition, de réduire
cette source de mortalité (et de blessures incapacitantes) en développant :
1. des connaissances sur les pratiques effectives de prise de virage et sur les trajectoires réalisées, par la réalisation
d'expérimentations permettant de mesurer objectivement les paramètres de la conduite et les interactions entre le
conducteur et son véhicule,
2. un modèle cybernétique du contrôle de la trajectoire s'approchant au plus près possible de ce qui est réalisé par les
conducteurs et permettant de proposer des pistes de recherche sur des dispositifs de sécurité actifs en virage (i.e.
dispositifs prenant tout ou partie du contrôle du véhicule),
3. des outils « hors ligne » pour l'évaluation objective des pratiques de prise de virage, utilisables pour la formation initiale
et/ou continue. Il s'agit, à partir des données enregistrées de reconstruire « finement » les trajectoires réalisées et de les
comparer à des trajectoires “de sécurité”, dites “de références”, tenant notamment compte de la visibilité dans le virage
mais aussi de critères de minimisation de la consommation en carburant,
4. un curriculum sur simulateur de conduite moto « bas-coût » permettant d’entraîner/ré-entraîner aux pratiques
sécuritaires de prises de virage (cf. item 3),
5. des outils « en ligne » pour la quantification du risque dès l'approche du virage, outils utilisables notamment en
formation et après permis par les conducteurs novices,
6. Un raffinement des simulateurs motos “haut de gamme” existants chez les partenaires (Ifsttar) grâce aux
connaissances acquises sur les pratiques de prise de virage d'une population variée de conducteurs de motos.

Coordinateur du projet

IFSTTAR/DIR/COSYS (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IBISC
CNFSR DIRECTION GENERAL DE LA GENDARMERIE NATIONALE
EDITIONS NAT DU PERMIS DE CONDUIRE
IRCCyN
Université Paris-Sud/Institut d’Electronique Fondamentale
IFSTTAR/DIR/COSYS

Aide de l'ANR 775 437 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2015 - 42 Mois

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