L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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Véhicules pour les Transports Terrestres (VTT)
Edition 2010


ActiSurTT


Dispositifs actifs pour la sécurité des véhicules en environnement tout terrain

Réalisation de dispositifs actifs pour la sécurité des véhicules en environnements tout-terrain
Ces dispositifs actifs doivent être capables :
. de s'adapter à la diversité des situations de travail rencontrées
. d'anticiper les risques de pertes de contrôle du véhicule pour permettre des actions correctives
. de prendre en compte et d’interagir avec le comportement du conducteur
. de proposer des solutions «bas-coût« compatibles avec les marchés visés

Développer des systémes d'assistance à l'opérateur dédiés aux véhicules tout-terrain, à même de prevenir les risques d'accidents.
Les machines utilisées dans le cadre des travaux «hors routes« (engins agricoles et forestiers, engins de TP,…) sont appelées à évoluer à des vitesses de plus en plus importantes sur des terrains pouvant être très accidentés. Les conditions d’adhérence des machines au sol peuvent également s'avérer très changeantes au cours de la journée (sols secs, sols humides) de même que la variation de la masse et du centre de gravité (ex. trémies ou bennes embarquées qui se vident ou se remplissent...). Tous ces facteurs entraînent une augmentation des risques de pertes de contrôle des véhicules. Le développement de dispositifs d'assistance constitue donc un enjeu important, encore peu exploré dans le domaine des véhicules tout-terrain.
Si le projet vise en priorité le cas des véhicules agricoles (particulièrement les automoteurs), les solutions développées du fait de leur caractère générique ont capacité a être généralisées à d'autres engins évoluant «hors route«.
Bien que l'automobile propose aujourd'hui de nombreux dispositifs actifs d'aide à la conduite et de sécurité, de telles innovations ne sont pas directement applicables au cas des véhicules évoluant en milieux naturels. En effet, la diversité de situations rencontrées, la variabilité des conditions de sols sont quelques uns des éléments qui rendent peu efficientes l'utilisation directe de dispositifs d'aide tels que l'ABS ou l'ESP par exemple. Par ailleurs les situations génératrices d'accidents (pertes de stabilité majoritairement) diffèrent substantiellement de celles rencontrées dans les véhicules routiers (pertes de trajectoires).
Prévus sur une durée de 36 mois, les travaux de recherche scientifiques et techniques proposées par ce projet sont testés en vraie grandeur par l'intermédiaire d'un démonstrateur. Le véhicule retenu comme démonstrateur est un automoteur de la récolte de vendange particulièrement exposé aux risques d'accident.

Concilier des développements scientifiques avec des developpements technologiques au service de la problèmatique.
Le projet de recherche ActiSurTT a ainsi pour objet de développer des dispositifs d'assistance à l'opérateur dédiés aux véhicules tout terrain et à même de prévenir les risques d'accidents inhérents à ces machines. Les situations accidentogènes particulièrement considérées dans ce projet seront le renversement (retournement et basculement), ainsi que le décrochement (perte d'adhérence menant par exemple au dévalement d'une pente). Compte tenu des phénomènes dynamiques intervenant dans ces situations et de leurs caractères incertains liés à l'évolution en milieux naturels, les travaux de recherche viseront dans un premier temps à caractériser finement et en temps réel la dynamique du véhicule et de son interaction avec l'environnement. Cette caractérisation, basée à la fois sur des techniques de reconstruction et le développement de capteurs innovants, permettra d'alimenter l'algorithmie nécessaire à l'estimation d'un risque et son anticipation. Une telle anticipation obtenue par des modèles prédictifs appropriés conduira alors, en lien avec l'étude du comportement de l'opérateur, à la définition d'indicateurs facilement interprétables par celui-ci. La prise en compte de l'intégrité du système (précision et probabilité de fausse détection), prépondérante dans la prise en considération du risque, sera étudiée dans ce projet et intégrée aux indicateurs, afin d'apporter des informations pertinentes et fiables. Au-delà de l'avertissement, la détection d'un risque imminent sera exploitée en vue de développer des actions correctrices sur les organes de commande de la machine.

Résultats

Concilier des développements scientifiques (modélisation de véhicules, extraction d'indicateurs de risques pertinents,…) avec des développements technologiques (capteurs innovants) grâce à la participation au consortium d'acteurs complémentaires (laboratoires de recherche, centre technique, représentants de la profession, industriels).

Perspectives

Le projet de R&D est structuré de la façon suivante :
. Caractérisation des situations à risques au travers de scénarios types recensés sur le terrain
. Modélisation active du comportement du véhicule avec le calcul de métriques représentatives du risque de renversement ou de dévalement du véhicule
. Développement de systèmes de perception capables de fournir des mesures pour le calcul des métriques précédentes
. Mise au point de dispositifs de prévention des risques au travers d'indicateurs pertinents et compréhensibles par l'utilisateur
. Intégration et validations expérimentales

Productions scientifiques et brevets

Les principaux résultats obtenus se situent en termes de :
- Développement de modèles dynamiques du véhicule en milieux incertains
- Développement d'approches directes (ex. capteurs d'attitude), et indirectes (capteurs logiciels) pour la caractérisation du comportement du véhicule
- Diagnostic et anticipation des risques d'instabilité par modules prédictifs
- Prise en compte du comportement de l'opérateur en interaction avec le dispositif d'aide à la conduite
- Prise en compte des incertitudes de façon probabiliste afin d'optimiser les performances du système.

Partenaires

AXEMA AXEMA

Entreprise autre que TPE ou PME

Cemagref CEMAGREF - CENTRE D'EXPERIMENTATION DU MACHINISME AGRICOLE, DU GENIE RURAL, DES EAUX ET DES FORETS

CETIM CENTRE TECHNIQUE DES INDUSTRIES MECANIQUES

GREGOIRE SAS GREGOIRE SAS

LASMEA UNIVERSITE BLAISE PASCAL - CLERMONT-FERRAND II

LSIS UNIVERSITE AIX-MARSEILLE III

PHIMECA PHI-MECA ENGINEERING

POCLAIN HYDRAULICS POCLAIN HYDRAULICS INDUSTRIE

XLIM UNIVERSITE DE LIMOGES

Aide de l'ANR 1 322 230 euros
Début et durée du projet scientifique - 36 mois

Résumé de soumission

Face à l'accroissement des exigences et de la pression sur les activités de production, les machines utilisées dans le cadre des travaux "hors routes" (engins de TP, machines agricoles et forestières…) sont devenues de plus en plus complexes et imposantes. Celles-ci sont appelées à évoluer à des vitesses de plus en plus importantes sur des terrains pouvant être accidentés. Les conditions d'adhérence au sol des machines peuvent s'avérer également très changeantes (humidité, nature du terrain), de même que la variation de la masse et du centre de gravité (ex: trémies ou bennes embarquées qui se vident ou se remplissent). Tous ces facteurs entraînent une augmentation des risques de perte de contrôle des véhicules. Ainsi, malgré la mise en œuvre de dispositifs de protection passifs l'accidentologie sur ce type de machines reste importante tant en termes de fréquence, que de gravité. Si la formation et la prise de conscience des conducteurs et utilisateurs de tels véhicules constituent un volet de la réduction des risques, le développement de dispositifs d'assistance représente également un enjeu important, encore non suffisamment exploré dans le domaine des véhicules tout terrain.
Bien que l'automobile propose aujourd'hui de nombreux dispositifs actifs d'aide à la conduite et de sécurité, de telles innovations ne sont pas directement applicables au cas des véhicules évoluant en milieux naturels. En effet, la diversité des situations rencontrées, la variabilité des conditions de sols sont quelques uns des éléments qui rendent peu efficace l'utilisation directe de dispositifs d'aide tels que l'ABS ou l'ESP par exemple. Par ailleurs les situations génératrices d'accidents (instabilité d'attitude) sont plus diverses que celles rencontrées dans les véhicules routiers (instabilité de trajectoires).
Le projet de recherche ActiSurTT a ainsi pour objet de développer des dispositifs d'assistance à l'opérateur dédiés aux véhicules tout terrain et à même de prévenir les risques d'accidents inhérents à ces machines. Les situations accidentogènes particulièrement considérées dans ce projet seront le renversement (retournement et basculement), ainsi que le décrochement (perte d'adhérence menant par exemple au dévalement d'une pente). Compte-tenu des phénomènes dynamiques intervenant dans ces situations et de leurs caractères incertains liés à l'évolution en milieux naturels, les travaux de recherche viseront dans un premier temps à caractériser finement et en temps réel la dynamique du véhicule ainsi que son interaction avec l'environnement. Cette caractérisation, basée à la fois sur des techniques indirectes basées sur l'observation d'état et sur le développement de systèmes de perception innovants, permettra d'alimenter l'algorithmie nécessaire à l'estimation d'un risque et son anticipation. Une telle anticipation obtenue par des modèles prédictifs appropriés, couplé avec l'étude du comportement de l'opérateur, conduira à la définition d'indicateurs facilement interprétables par celui-ci. La prise en compte de l'intégrité du système (précision et probabilité de fausse détection), prépondérante dans la prise en considération du risque, sera étudiée dans ce projet et intégrée aux indicateurs, afin d'apporter des informations pertinentes et fiables. Au-delà de l'avertissement, la détection d'un risque imminent sera exploitée en vue de développer des actions correctrices sur les organes de commande de la machine.
Prévue sur une durée de 36 mois, les travaux de recherche scientifiques et techniques proposés par ce projet seront testés en vraie grandeur par l'intermédiaire d'un démonstrateur. Celui-ci, appartiendra au domaine agricole particulièrement exposé aux risques d'accident. Les solutions novatrices construites grâce à la complémentarité Laboratoires de recherches- Industriels rassemblée dans le consortium permettront de faire bénéficier ces véhicules de dispositifs actifs de sécurité adaptés et aujourd'hui manquants.

 

Programme ANR : Véhicules pour les Transports Terrestres (VTT) 2010

Référence projet : ANR-10-VPTT-0008

Coordinateur du projet :
Monsieur Michel BERDUCAT (CEMAGREF - CENTRE D'EXPERIMENTATION DU MACHINISME AGRICOLE, DU GENIE RURAL, DES EAUX ET DES FORETS)
michel.berducat@nullcemagref.fr

Site internet du projet : https://actisurtt.cemagref.fr

 

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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.