Etude expérimentale et modélisation des déplacements collectifs de piétons

Qu'elle soit composée de piétons dans une rue commerçante, de supporters quittant un stade, ou de pèlerins à La Mecque, une foule humaine constitue un système dont la dynamique collective est difficile à appréhender. Aujourd'hui, les mécanismes qui sous-tendent la dynamique des foules humaines restent peu connus et sont le plus souvent étudiés de manière qualitative. Ce travail de thèse est une analyse de ces mécanismes. En combinant observations en milieu naturel, expérimentations contrôlées et modélisation mathématique, nous avons mené une étude approfondie du comportement des piétons, de la dynamique globale d'une foule, et du lien qui unit ces deux niveaux d'observation. La réalisation d'expériences impliquant des piétons en interaction nous a permis de caractériser les propriétés du comportement d'évitement, et son rôle dans la dynamique collective. Nos résultats montrent l'existence d'un biais comportemental qui joue un rôle structurant dans le phénomène de formation de files. Nous nous sommes également intéressés aux interactions sociales qui gouvernent le comportement des piétons se déplaçant en groupe. A l'aide d'observations réalisées en milieu urbain, nous avons cherché à comprendre leur rôle dans la configuration de marche des groupes de piétons et leur influence sur l'efficacité du trafic. Enfin, nous proposons une nouvelle approche de modélisation basée sur de simples heuristiques comportementales s'appuyant sur le champ visuel des piétons. Nos travaux permettent d'envisager une meilleure évaluation du trafic piétonnier et ouvrent de nouvelles pistes de recherches pour l'étude d'autres formes de comportements collectifs dans notre société.In a wide variety of social and biological systems, many collective behaviours result from self-organized processes based on local interactions among individuals. Understanding these mechanisms comes down to establishing a link between two distinct levels of observation: the macroscopic patterns displayed at the group level, and the microscopic behaviour of individuals. This work investigates the mechanisms underlying self-organized behaviours in human crowds, such as shoppers in a commercial walkway, supporters leaving a stadium, or pilgrims in Mecca. Using empirical observations in urban environment, controlled laboratory experiments and mathematical modelling, we have studied the behaviour of pedestrians, the nature of their interactions, and the collective patterns of motion. We first conducted laboratory experiments involving interacting pedestrians. From these observations, we extracted a quantitative measurement of the interaction rules. We found the existence of a bias in pedestrian behaviour that is amplified in a collective context and shapes the lane formation phenomenon. Second, we analyzed empirical data collected in natural conditions to study the features of social interactions among people who are walking in groups. We investigated the role of these interactions in group-walking configurations, and we estimated its impact on the traffic efficiency. Finally, we elaborated a new modelling framework for pedestrian behaviour, based on simple behavioural heuristics. Our results suggest applied solutions to evaluate the traffic efficiency in urban environment and open research perspectives for the study of other collective behaviours in social systems

Méthodes infographiques pour l'apprentissage des agents autonomes virtuels

There are two primary approaches to behavioural animation of an Autonomous Virtual Agent (AVA). The first one, or behavioural model, defines how AVA reacts to the current state of its environment. In the second one, or cognitive model, this AVA uses a thought process allowing it to deliberate over its possible actions. Despite the success of these approaches in several domains, there are two notable limitations which we address in this thesis. First, cognitive models are traditionally very slow to execute, as a tree search, in the form of mapping: states → actions, must be performed. On the one hand, an AVA can only make sub-optimal decisions and, on the other hand, the number of AVAs that can be used simultaneously in real-time is limited. These constraints restrict their applications to a small set of candidate actions. Second, cognitive and behavioural models can act unexpectedly, producing undesirable behaviour in certain regions of the state space. This is because it may be impossible to exhaustively test them for the entire state space, especially if the state space is continuous. This can be worrisome for end-user applications involving AVAs, such as training simulators for cars and aeronautics. Our contributions include the design of novel learning methods for approximating behavioural and cognitive models. They address the problem of input selection helped by a novel architecture ALifeE including virtual sensors and perception, regardless of the machine learning technique utilized. The input dimensionality must be kept as small as possible, this is due to the "curse of dimensionality", well known in machine learning. Thus, ALifeE simplifies and speeds up the process for the designer

Le recyclage comme moteur de la fabrique de l’espace social (et piéton) du sanctuaire féminin otaku d’Otome-Road à Ikebukuro, Tokyo

La culture populaire japonaise otaku tend à être étudiée à travers ses attributs visuels issus du manga, des séries d’animé, ou du jeu vidéo. Ce travail entreprend d’étendre les champs disciplinaires environnant la production des cultures de fans au Japon vers la question de la fabrique d’un espace quotidien de circulation d’images, médias et piétons. Aujourd’hui devenus partie intégrante du paysage nippon, les sanctuaires otaku (quartiers spécialisés) nous servent de base pour reconceptualiser les théories et méthodes d’approche des sous-cultures d’un point de vue piéton : nous analysons depuis les rues du sanctuaire d’Otome-Road à Ikebukuro, (Tokyo) un ensemble de pratiques, imaginaires et structures de l’espace social fondé sur le recyclage (réutilisation, ou réappropriation) des images. Les piétonnes nous apprennent que le moteur de la production culturelle otaku est aussi celui de la fabrication d’un nombre croissant de territoires où des groupes infra-politiques peuvent se faire entendre de l’industrie des loisirs et des autorités étatiques. À la fois symptôme de la conquête réelle de l’espace local, régional puis national japonais par la circulation otaku et opportunité intellectuelle de découvrir les enjeux spatiaux des cultures contemporaines, le cas otaku nous invite à envisager un cadre théorique et méthodologique qui rend ses territoires et sa mobilité aux mouvements socioculturels actuels. Nous explorerons la construction de la trivialité du quotidien otaku comme un ensemble de dialectiques négociant la visibilité de groupes minoritaires féminins utilisant divers registres de mobilité pour donner corps, vie et espace à leur agentivité sociale

Entre ville complexe et projet urbain durable, l’exemple de l’Agence d’Écologie Urbaine de Barcelone

Le projet urbain est une occasion de revitalisation locale et globale, à condition qu’il s’inscrive dans une vision écosystémique durable, réfléchie en amont et basée sur l’équilibre complexe et résilient de l’organisation humaine et naturelle. Or, la pratique demande des balises claires et quantifiables laissant peu de place à l’incertitude. Ainsi, comment opérationnaliser l’écologie urbaine, sans effectuer des simplifications réductionnistes ni rester bloqué par l’ampleur de la tâche? En tissant un fils conducteur entre le développement durable, la complexité, l’écologie urbaine et la ville durable, nous mettrons en perspective le processus élargi de projet urbain durable. Puis, sur la base de l’étude de cas de l’Agence d’Écologie Urbaine de Barcelone, nous suggérons que la vision écosystémique d’un contexte urbain peut être utilisée comme un modèle intentionnel de durabilité décliné en indicateurs et opérationnalisé à travers un processus itératif, intégrateur et multidisciplinaire de projet urbain durable.An urban project is an opportunity to locally and globally revitalize under certain conditions. That is, the project must encompass a sustainable ecosystem outlook, be forward thinking and consider the complex equilibrium and resiliency of social and ecological structures. In practice, the demand for clear and quantitative guidelines leave little room for uncertainty. How, then, can one operationalize urban ecology without applying reductionist simplifications nor feel overwhelmed by the enormity of such a task? In connecting the pieces between sustainable development, complexity, urban ecology and sustainable city, we put into perspective the broader process of a sustainable urban project. Considering a study case of Barcelona’s Urban Ecology Agency, we suggest that an ecosystemic outlook of an urban context can be used as an intentional model. It can also be partitioned into indicators of sustainability and operationalized through an iterative, integrative and multidisciplinary process of a sustainable urban project

Méthodes séquentielles de Monte Carlo pour le suivi d'objets multiples hétérogènes en données brutes de télémétrie laser

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la résolution de problèmes de détection et de suivi d'objets mobiles multiples sur route, à partir de données télémétrique de type lidar à balayage. Les travaux dans le domaine de la détection et de suivi d'obstacles à partir de données lidar mettent généralement en oeure trois principales étapes : la détection, l'association de mesures et le filtrage. Cependant, il est connu que cette chaîne de traitement peut engendrer des pertes d'informations pouvant être à l'origine de cas de non détection ou de fausse alarme. Par ailleurs, les non-linéarités liées à la transformation polaire-cartésien des mesures lidar au cours de l'étape de détection ne permettent plus de préserver la statistique des bruits de mesure après traitement. Une autre difficulté, compte tenu de la nature spatialement distribuée des mesures lidar liées à un objet, est de pouvoir associer chaque impact à un unique véhicule tout en prenant en compte la variabilité temporelle du nombre d'impacts à lui associer. Seule une approche exploitant les données brutes permet de garantir l'optimalité de la chaîne de traitement. Cette thèse explore une nouvelle approche conjointe de détection et de suivi exploitant les données brutes du lidar, éliminant toute étape de pré-détection. L'approche proposé repose, d'une part, sur l'usage des méthodes de Monte Carlo séquentielles en raison de leur aptitude à traiter des modèles fortement non linéaire, , et, d'autre part, sur une modélisation des ojets compatible avec la perception lidar. La méthode est validée avec des données du simulateur SIVIC dans différentes situations expérimentales pour la détection et le suivi d'objets hétérogènes dans un cas lidar monoplan puis multiplan.This thesis focus on the problem of multiobject detection and tracking multiple moving objects on the road, using a scanning laser rangefinder. The works in the field of obstacle detection and tracking from lidar data generally use three main stages : detection, measurement association and filtering. However, it is known that this processing chain can lead to a loss of information that may be reponsible for non-detection or false alarm problems. Furthermore, the non-linearities associated to the polar-to-Cartesian transformation of lidar measurements during the detection step cannot preserve the statistical properties of the measurement noise. Another difficulty, related to the spatially distributed nature of a lidar measurements of an object, is to associate each impact with a single vehicle while taking into account the temporal variability of the number of impacts. An approach that only exploits the raw data ensures the optimality of the processing chain. This thesis explores a new joint approach for detection and tracking that uses raw lidar data, while eliminating any step of predetection. The proposed approach is based, first, on the use of sequential Monte Carlo methods due to their ability to deal with highly non-linear models, and secondly, on an object modeling related to lidar measure. The method is validated with data from the simulator SIVIC under different experimental conditions for the detection and tracking of heterogeneous objects with monolayer and multilayer lidar.DUNKERQUE-SCD-Bib.electronique (591839901) / SudocSudocFranceF

La recherche par le projet d'aménagement : comprendre le vélo chez les enfants à travers les projets "Grandir en ville" de Montréal et de Guadalajara /

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.Cette recherche en aménagement vise à comprendre le rôle du vélo dans le rapport enfant-environnement à travers la participation des enfants dans le projet participatif d’aménagement pour leur quartier. Elle a été réalisée en considérant le projet participatif d’aménagement comme situation de recherche dans laquelle l’enfant, en tant qu’acteur, peut rendre explicite et transformer la manière dont il comprend son environnement. La recherche a été réalisée à travers deux projets participatifs d’aménagement inscrits dans le programme international de recherche-action Grandir en ville de l’UNESCO, menés en 2005 à Montréal (Canada) et à Guadalajara (Mexique). Des jeunes âgés entre 8 et 16 ans (20 à Montréal et 27 à Guadalaj ara), ont collaboré avec des étudiants en aménagement d’une université locale (16 à Montréal, 19 à Guadalajara) à la cueillette de données et la conception de projets d’aménagement pour leur quartier. L’analyse qualitative de l’information produite à travers ces expériences comprend trois niveaux de réflexion complémentaires. Le premier concerne le sous-projet, soit le rapport enfant C environnement. Il permet de conceptualiser le vélo comme manifestation du rapport projectif entre l’enfant et son environnement au sein d’un modèle qui intègre quatre catégories spatio- perceptives, soit 1) la maison-refuge, 2) le quartier-menaçant, 3) la maison- précaire et 4) le quartier intéressant. Le deuxième niveau concerne le projet, soit la relation entre le concepteur et l’objet conçu. Il permet de considérer le projet participatif comme un processus d’apprentissage et la participation des enfants comme une manière de comprendre leur environnement vécu. Finalement, le troisième niveau concerne le méta-projet, soit la réflexion des acteurs par rapport à leur propre démarche au sein du projet. Il permet de comprendre le projet participatif d’aménagement comme un éveil éthique dans la perspective des aménagistes, caractérisé entre autres par l’adoption d’une approche environnementale et anthropologique non déterministe.This research in the field of design aims at understanding the role of bicycling in the chuld-environment relationship through the participation of chiidren in their neighbourhood’s participatoiy design project. It is based on the conception of participatory design as a research setting where children, as actors, can both make explicit and transform the way they understand their environment. The research took place in the context of two participatory design projects, one in Montreal (Canada) and the other in Guadalajara (Mexico), both conducted in 2005 as part of UNESCO’s international action-research program Growing Up in Cities. Chiidren between the ages of 8 and 16 (20 in Montreal, 27 in Guadalajara) as well as students ftom local universities (16 in Montréal, 19 in Guadalajara) contributed to the collection of data and participated in the conception of urban design projects for the children’s neighbourhoods. The qualitative analysis based on the information produced during these two participatory design projects involved three complementary levels of reflection. The first one concems the sub-project and looks specifically at the child-environment relationship. At this level, bicycling was understood as an expression of the child-environment relationship within a mode! that integrates four space-perception categories: 1) home as shelter, 2) the neighbourhood as a threatening place, 3) home as a place of precariousness and 4) the neighbourhood as place of interest. The second level concems the project itself and refers to the relationship between the designer and the object that is designed. At this level, the participatory design project was conceptualized as a learning process and the children’s participation as a way to understand their lived environment. Finally, the third level concems the meta-project and refers to the actors’ understanding of their own involvement within the participatory design project. At this level, participatoiy design was understood as an ethical awakening, characterized by the adoption of a non deterministic environmental and anthropological approach

Handicap, vieillissement et accessibilité. Exemples en France et au Québec

The study of the disability connected to the ageing is approached by questioning the concept of accessibility. We shall speak about disability connected to the ageing to appoint the inadequacy between the environment and the health of the old persons in loss of autonomy. This research aims at understanding the mobility of the old pedestrians and more particularly their practices of the walking around their home. Mobile being to the everyday life for the old persons at the beginning of the dependence establishes a real challenge. Now with the headway in age, a lot of old persons know auditive, visual and\or driving deficiencies modifying their relationship in the space and limiting their possibility of moving on long distances or of finding a way and of turning in the space. Therefore, the practice of the walking of the old persons around their place of residence brings to the foreground a need of development of the urban space which at once concerns all the population. We put then the following hypothesis: is the progress of the old person the revelation of the quality of the urban planning and the spaces of well-being? Besides preliminary bibliographical investigations, this research took the shape of case studies in six cities in France and in Quebec, consisting in particular in interviewing the old persons and the public actors acting with the old persons in each of these cities. This series of conversations led to us to bring to light the processes of stake in accessibility of the urban public place to increase the support for the autonomy of the old persons at home and facilitate their social integration within spaces of existing quality or become there.L'étude des handicaps liés au vieillissement est abordée en interrogeant le concept d'accessibilité. Dans le cadre de la réflexion que nous proposons de mener, nous parlerons de handicaps liés au vieillissement pour désigner l'inadéquation entre l'environnement et l'état de santé des personnes âgées en perte d'autonomie. Cette recherche vise à comprendre la mobilité des piétons âgés et plus particulièrement leurs pratiques de la marche autour de leurs domiciles. Être mobile au quotidien pour les personnes âgées au seuil de la dépendance constitue un véritable défi. Or avec l'avancée en âge bon nombre de personnes âgées connaissent des déficiences auditives, visuelles et/ou motrices modifiant leur rapport à l'espace et limitant leur possibilité de se déplacer sur de longues distances ou de se repérer et de s'orienter dans l'espace. De ce fait, la pratique de la marche des personnes âgées autour de leur domicile fait émerger un besoin d'aménagement de l'espace urbain Nous posons la question suivante : le cheminement de la personne âgée est-il le révélateur de la qualité de l'aménagement urbain et d'espaces de bienêtre ? Outre des investigations bibliographiques préliminaires, cette recherche a pris la forme d'études de cas en France et au Québec, consistant notamment à interviewer les personnes âgées et les acteurs publics agissant auprès des personnes âgées dans chacune de ces villes. Cette série d'entretiens nous a conduit à mettre en évidence les processus de mise en accessibilité de l'espace public urbain afin d'accroître le soutien à l'autonomie des personnes âgées à domicile et de favoriser leur intégration sociale au sein d'espaces de qualité existant ou en devenir

Applications de la vision omnidirectionnelle à la perception de scènes pour des systèmes mobiles

Ce mémoire présente une synthèse des travaux que j’ai menés à l’ESIGELEC au sein de son institut de recherche l’IRSEEM. Mes activités de recherche ont porté dans un premier temps sur la conception et l’évaluation de dispositifs de mesure de la dynamique de la marche de personnes atteintes de pathologies de la hanche, dans le cadre de ma thèse effectuée à l’université de Rouen en lien le Centre Hospitalo-Universitaire de Rouen. En 2003, j’ai rejoint les équipes de recherche qui se constituaient avec la mise sur pieds de l’IRSEEM, Institut de Recherche en Systèmes Electroniques Embarqués, créé en 2001. Dans ce laboratoire, j’ai structuré et développé une activité de recherche dans le domaine de la vision par ordinateur appliquée au véhicule intelligent et à la robotique mobile autonome. Dans un premier temps, j’ai concentré mes travaux à l’étude de systèmes de vision omnidirectionnelle tels que les capteurs catadioptriques centraux et leur utilisation pour des applications mobiles embarquées ou débarquées : modélisation et calibrage, reconstruction tridimensionnelle de scènes par stéréovision et déplacement du capteur. Dans un second temps, je me suis intéressé à la conception et la mise en œuvre de systèmes de vision à projection non centrale (capteurs catadioptriques à miroirs composés, caméra plénoptique). Ces travaux ont été effectués au travers en collaboration avec le MIS de l‘Université Picardie Jules Verne et l’ISIR de l’Université Pierre et Marie Curie. Enfin, dans le cadre d’un programme de recherche en collaboration avec l’Université du Kent, j’ai consacré une partie de mes travaux à l’adaptation de méthodes de traitement d’images et de classification pour la détection de visages sur images omnidirectionnelles (adaptation du détecteur de Viola et Jones) et à la reconnaissance biométrique d’une personne par analyse de sa marche. Aujourd’hui, mon activité s’inscrit dans le prolongement du renforcement des projets de l’IRSEEM dans le domaine de la robotique mobile et du véhicule autonome : mise en place d’un plateau de mesures pour la navigation autonome, coordination de projets de recherche en prise avec les besoins industriels. Mes perspectives de recherche ont pour objet l’étude de nouvelles solutions pour la perception du mouvement et la localisation en environnement extérieur et sur les méthodes et moyens nécessaires pour objectiver la performance et la robustesse de ces solutions sur des scénarios réalistes

Étude de l'environnement de mobilité quotidienne d'aînés avec l'aide d'un processus participatif : une évaluation des perceptions et de la valeur ajoutée

Au Québec, comme dans plusieurs pays développés, le vieillissement de la population constitue un enjeu grandissant. Toutefois, bien que leur rapport à l’environnement et à la marche des aînés soit étudié, les personnes âgées ne sont pas souvent impliquées activement lorsqu’il est question de réaménager leur espace de vie ou leur espace de marche. Le design participatif est une méthode qui permet de le faire. Cette recherche explore les perceptions de l’environnement d’aînés, de professionnels de l’aménagement et d’étudiants en aménagement qui ont été mis en équipes pour repenser l’environnement de marche des premiers, grâce à un processus de design participatif. Elle tente aussi de qualifier la valeur ajoutée d’utiliser un tel processus lorsqu’il est question d’effectuer le réaménagement d’environnements. Cette analyse qualitative s’est effectuée à travers un processus échelonné sur plusieurs mois qui prévoyait une marche exploratoire dans l’espace de vie de l’aîné, deux ateliers participatifs ainsi que des entrevues semi-structurées, au début et à la fin et du processus, tentant de déceler si un changement de discours et de perception de l’environnement a eu lieu. Des comparaisons entre les groupes de participants ont aussi pu être possibles. Nos résultats mettent en évidence que la perception de l’environnement de nos trois groupes de participants est spécifique à chacun de ceux-ci. Notamment, nous avons pu soulever que l’expertise subjective qu’entretiennent les aînés envers leur environnement soit centrale pour eux et malheureusement trop souvent considérée comme superflue ou synonyme de doléances par les professionnels. Nos résultats corroborent les écrits scientifiques à propos de ce qui influence la marche des aînés et mettent en évidence le manque de circulation de l’information entre le milieu scientifique et le milieu professionnel, soulevant une lacune notable pour que les environnements répondent aux besoins des aînés vieillissants. Enfin, l’exercice démontre la pertinence (et la valeur ajoutée) d’utiliser le design participatif en raison de son potentiel pour soulever la spécificité de l’expertise de chacun des participants. Celui-ci rend aussi possible la mise en relief des lacunes du processus participatif.In Quebec, as in many developed countries, the aging of the population is a growing challenge. In addition, although the relationship of elder people to their environment and to the activity of walking is studied, elder people are often not actively involved when redeveloping their living space or walking spaces. One way to overcome this lack of involvement is the participatory design method. This research explores the perceptions of the environment of seniors, urban planning professionals and urban planning students who have been put in teams to rethink the walking space of the former, through a participatory design process. It also attempts to qualify the added value of using such a process when redeveloping/restructuring environments. This qualitative analysis was conducted through a process that took place over the duration of many month, which included an exploratory walk into the elder people’s living space, two participatory workshops, as well as semi-structured interviews, at the beginning and at the end of the processes, while attempting to detect if a change in discourse and perception of the environment has occurred. Comparisons between groups of participants were also performed. Our results highlight that the perception of the environment of our three groups of participants is specific to each one of them. In particular, we were able to point out that the subjective expertise that seniors have with their environment is crucial to them and unfortunately too often considered either superfluous or perceived as complaints by professionals. Our results confirm the scientific literature on what influences the walk of the elders and highlight the lack of information flow between the scientific and the professional community, raising a notable gap for environments to meet the needs of an aging society. Finally, the exercise demonstrates the relevance and added value of using participatory design because of its potential to gain specific insights through each individual expertise within the group of participants. It also allows to highlight the gaps to fill in the participatory process

Les centralités du grand Tunis : acteurs, représentations et pratiques urbaines

Cette recherche tente de comprendre l'évolution des discours tenus par les acteurs urbains sur la centralité du Grand Tunis. Ainsi, ce travail de recherche ne s'intéresse pas seulement à l'analyse des discours évoquant les mutations du centre originel de Tunis, puisqu'il cherche également à comprendre les perceptions et les représentations exprimées par les acteurs urbains lorqu'ils abordent la question de l'émergence des centres secondaires dans le périmètre du Grand Tunis. Cette thèse s'intéresse donc en priorité au discours et donc aux représentations sachant que le centre est d'abord " dans nos têtes une figure éminente de la représentation " L'espace urbain, d'une manière générale, et le lieu de centralité en particulier, étant un construit social, il devait être envisagé dans son imbrication avec les deux autres dimensions mentale et matérielle qui le composent. Partant, de ce constat, toute action sur les lieux de centralité étant motivée par les valeurs des différents acteurs urbains (publics, privés ou ordinaires), attribue un sens nouveau à ces lieux. Ainsi, les enjeux urbains des lieux de centralité perçus, conçus ou vécus englobent aussi des enjeux de représentations. Les lieux de centralité pensés et projetés par les aménageurs s'alimentent des représentations mentales et des idéologies de ces derniers. Et ces représentations modèlent à leur tour les représentations spatiales de ces lieux de centralité, tout en influençant, au même temps, les pratiques et par conséquence les rapports des usagers établis avec ces espaces centraux. L'espace de centralité en tant qu'espace réel produit donc des représentations mentales qui guident l'action des différents acteurs urbains sur cet espace en lui donnant du sens et en lui associant des représentations et des images urbaines. En conséquence, c'est par l'étude de l'évolution des représentations de la centralité du Grand Tunis dans les discours des acteurs urbains publics et privés, ainsi qu'à travers les pratiques de ses usagers, que nous allons tenter de comprendre le sens de l'action sur les lieux de centralité de la ville de Tunis ainsi que le sens du discours et des pratiques urbaines qui accompagnent cette action.No resum