Caractérisation, modélisation et simulation des effets visuels du brouillard pour l'usager de la route

Résumé du livre

Sur la route, le brouillard augmente le risque et la gravité des accidents. L'amélioration de la sécurité des usagers passe par l'information, mais également par la signalisation, l'éclairage et l'aide à la conduite. Or, la conception et l'évaluation de solutions pour pallier la perte de visibilité repose sur la compréhension du phénomène. L'objet de la thèse est donc de caractériser les dégradations induites par le brouillard dans l'environnement visuel du conducteur, en vue de les modéliser et de les reproduire par simulation. L'usage courant de la simple "distance de visibilité" pour décrire les effets visuels du brouillard est en contradiction avec la complexité de ses propriétés microphysiques et optiques. Une caractérisation plus complète nécessite l'analyse fréquentielle des perturbations causées par la diffusion de la lumière dans le signal visuel. Pour le recueil des distributions de luminance indispensables à cette analyse, il est possible de faire appel à la synthèse d'images. Une technique de tracé de rayons, du type Monte Carlo, est donc utilisée pour simuler la diffusion multiple et anisotrope de la lumière au sein d'un milieu polydispersé. L'étude du filtrage du contraste par le brouillard conduit à la définition d'un opérateur fréquentiel (du type fonction de transfert de modulation) pour caractériser le halo de diffusion autour des sources lumineuses. Sur la base de la loi de Koschmieder, un modèle photométrique étendu des effets du brouillard -extinction, halo et voiles (atmosphérique et rétrodiffusé)- est alors proposé, permettant de simuler les perturbations du signal visuel par traitement d'images. Ce travail débouche sur un outil pour l'étude de la qualité d'usage de l'infrastructure routière par temps de brouillard, notamment au travers de la simulation de conduite.