Architectures hiérarchisées de contrôle global du châssis tolérantes aux défauts pour le guidage et la stabilisation d'un véhicule autonome

Les travaux de cette thèse visent à garantir un guidage sûr en présence de certaines situations critiques de conduite telles qu'une perte de stabilité latérale du véhicule ou une défaillance d’actionneurs (système de direction, de freinage, etc.). Pour ce faire, des architectures hiérarchisées de contrôle global du châssis tolérantes aux défauts sont proposées. D’abord, la stabilisation latérale est traitée à travers une architecture de commande permettant de coordonner les correcteurs de manœuvrabilité et de stabilité. La coordination est faite par un superviseur proposé basé sur un pseudo plan de phase combinant des critères de stabilité latérale. Ensuite, le guidage en situation normale/urgence en présence d'une défaillance du système de direction est abordé en proposant une architecture de commande permettant de remplacer l'action du braquage par un freinage différentiel. Les différents niveaux composant cette architecture, allant de la génération des références à l’allocation de commande en passant par la synthèse du correcteur de guidage longitudinal-latéral, sont développés et adaptés afin de prendre en compte la situation d'urgence. Enfin, l'architecture globale est traitée afin de coordonner les objectifs de commande, à savoir la stabilisation et le guidage du véhicule. La coordination se fait au niveau d’une allocation de commande tolérante aux défauts actionneurs (FTCA) basée sur optimisation. Cette dernière permet prioriser les objectifs de commande et de minimiser l’action de commande selon la situation de conduite. La formulation de la FTCA est généralisée afin de tenir compte de plusieurs types de défauts actionneurs et de configurations de véhicules. This thesis work aims to guarantee safe guidance in presence of certain critical driving situations such as a loss of the vehicle’s lateral stability or an actuators’ failure (steering system, braking system, etc.). To achieve this, hierarchical fault-tolerant global chassis control architectures are proposed. First, lateral stabilization is handled through a control architecture to coordinate maneuverability and stability controllers. The coordination is done by a proposed supervisor based on a pseudo phase plane combining lateral stability criteria. Then, the guidance in normal/emergency situation in the presence of a steering system failure is dealt with by proposing a control architecture allowing to replace the steering action by a differential braking. The different levels composing this