Sécurité des véhicules à roues en milieu tout terrain

This PhD is a part of a collaborative work with industrial and academic partners. It is structured into 2 main axes : - 3D kinematical modelling of a grape harvester which is a typical example of an all- terrain reconfigurable wheeled vehicle. Due to the context of the all-terrain environment, the study has been focused on a tyre/ground interaction model that can cope with inequalities and deformations of the terrain. Particularly, one takes into account the fact that each wheel/ground contact is not punctual and that the 4 contact zones are not coplanar. An interval based computation of the contact zones is done by using VSIVIA which is a version of the SIVIA algorithm well adapted to MATLAB. The result for each contact zone is a subpaving or a bounding box according to desired the accuracy or speed of computation of the result. It yields a set of sustentation polygons that are further used to diagnose the reversal of the vehicle. - 2 metrics for the reversal risk detection are then proposed. The former is based upon the "Zero Moment Point" (ZMP) concept and is the distance of the ZMP to the 4 edges of the set of sustentation polygons. The latter uses the computation of the rotation speed of the vehicle with respect to a set of reversal axes. The prediction of the reversal risk is proposed under by 1) a prediction of the ZMP and 2) "Time to Rollover" criterion. Each one of those methods have been evaluated by using real or simulated experiments. This continuation of this work shall first begin with a concurrent use of the criteria developed in this PhD with the ones proposed by the partners of the project.Cette thèse fait partie d'un travail collaboratif avec des partenaires industriels et universitaires. Ses 2 principaux résultats sont : - La modélisation en 3D d'une vendangeuse qui est un exemple typique de véhicule tout-terrain reconfigurable. Le contexte de l'environnement 'tout-terrain' a focalisé cette étude sur un modèle d'interaction pneumatique/sol qui prenne en compte les inégalités et les déformations du terrain. En particulier, on tient compte du fait que chaque contact roue/sol n'est pas ponctuel et qu'a fortiori, les 4 zones de contacts ne sont pas coplanaires. Un calcul ensembliste des zones de contact est fait en utilisant une version de l'algorithme SIVIA adaptée à MATLAB. Le résultat pour chaque zone de contact est un sous pavage ou une boite englobante selon la précision et la rapidité de calcul souhaitée. On dispose ainsi d'un ensemble de polygones de sustentation pour faire un diagnostic de non renversement du véhicule. - La définition de 2 indicateurs du risque de renversement sont ensuite proposés. L'un d'eux se base sur le concept de "Zero Moment Point (ZMP)" en calculant une distance de la position du ZMP par rapport aux 4 côtés de l'ensemble des polygones de sustentation. L'autre critère de tendance au renversement calcule la vitesse de rotation du véhicule par rapport à un ensemble d'axes de renversement. La prédiction du risque de renversement est proposée sous la forme de la prédiction de la position du ZMP ou du critère "Time to Rollover". Chacune de ces méthodes ont été évaluées avec des données expérimentales réelles et simulées. La suite de ce travail est une mise en commun de ces résultats avec d'autres méthodes proposées par nos partenaires