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26/09/2019

Le véhicule autonome décrypté en 5 minutes

Que nous l’ayons vu dans les séries télévisées, au cinéma ou dans les livres de science-fiction, la voiture sans pilote pourrait être la solution à la majorité des problèmes de mobilité que nous rencontrons aujourd’hui.

Alors que TomTom[1], géant de la géolocalisation vient de dévoiler son premier prototype de véhicule autonome, nous allons essayer de comprendre ou nous en sommes aujourd’hui dans le développement de ce type de véhicule, pour cela il faut d’abord comprendre ce que l’on entend par véhicule autonome.


[1] D’après L’usine digitale 6 septembre 2019

Qu’appelle-t-on « autonomie » ?

 

Plusieurs niveaux permettent de caractériser l’autonomie d’un véhicule. Un véhicule peut prêter une simple assistance au conducteur ou bien assurer l’automatisation totale de la conduite. On parle alors d’autonomie lorsque le conducteur n’a plus besoin de superviser le système qui assure la conduite à tout moment. En France le niveau 3 d’automatisation (automatisation sous conditions) est attendu pour 2020 tandis que l’on espère un niveau 4 (automatisation forte) d’ici 2022 (voir graphique). L’automatisation complète n’est pour l’instant pas envisagée, nous verrons par la suite les facteurs qui freinent son développement.

 

Quels sont les éléments qui composent un véhicule autonome ?

Un véhicule autonome, contrairement à un véhicule conventionnel, a besoin de plusieurs éléments supplémentaires qui vont lui permettre de visionner et analyser l’environnement qui l’entoure. Souvent placé sur le toit de la voiture un lidar, pour Light Detecting And Ranging, ou laser-scanner, permet de créer un model 3D circulaire des objets avoisinant le véhicule. Un jeu de caméra permet quant à lui de détecter les panneaux de signalisation, les feux tricolores ainsi que le mouvement des piétons et cyclistes. Celui-ci permet aussi l’assistance au stationnement. Ce système est associé à un ensemble de capteurs disposés sur toutes les faces de la voiture afin d’affiner les mesures de distance entre la voiture et les obstacles. D’autre caméras et radar à ultrason sont aussi ajoutées pour renforcer la fiabilité du système et assurer la sécurité des passagers et des autres utilisateurs de la route. L’ensemble de ces informations est recueilli par un ordinateur principal souvent positionné dans le coffre. Cet ordinateur va alors analyser les données et les comparer aux cartes intégrées dans le système afin d’évaluer la situation actuelle du véhicule en temps réel.

Un véhicule autonome est ainsi connecté à l’ensemble de son environnement. Le véhicule détecte les piétons avoisinants (V2P), les autres véhicules sur la route (V2V), l’infrastructure routière et signalisation (V2I). Le véhicule est aussi connecté au réseau internet (V2N) pour permettre par exemple d’anticiper les éventuels embouteillages sur la route.

 

Comment le marché du véhicule autonome s’organise-t-il ?

Les véhicules autonomes font donc intervenir de nouvelles technologies, ce qui amène des nouveaux acteurs sur le marché de l’automobile et modifie ainsi la chaîne de valeur conventionnelle (fournisseur/constructeur, transport public, assurance, infrastructure, certification). De nouveaux constructeurs automobile envahissent le marché, les producteurs de Hardware, Software et IA & Cartographie se développent autour de cette technologie. De même, le commerce d’éléments de connectique s’intensifie et l’on voit émerger des nouveaux services.

 

Véhicule autonome : pourquoi faire ?

Les véhicules autonomes offrent de nouvelles possibilités, qui vont transformer la mobilité, que nous connaissons aujourd’hui.

Parmi les principaux avantages du véhicule autonome :

  • La sécurité sera grandement améliorée. En effet, si l’on réduit les interventions humaines lors de la conduite, on réduit aussi les accidents causés par des facteurs humains (vigilance, temps de réaction manque de contrôles…). Il faut savoir, que 90% des accidents sont aujourd’hui causés par une erreur humaine et 40% des collisions fatales sont dues à l’alcool [2].
  • Tous ces accidents évités sont donc autant d’économies réalisées en frais de réparation. A l'échelle des Etats Unis, le coût global des 6 millions d’accidents en 2014 s'élèverait à 500 milliards de dollars.
  • Au niveau de la mobilité, les personnes souffrant d’handicaps, les jeunes personnes et les personnes âgées pourront se déplacer sans difficultés, à leur souhait et à n’importe quel moment de la journée.
  • Les routes seront décongestionnées, car les véhicules s’intègreront mieux dans la circulation. L’ordinateur embarqué est plus réactif qu’un être humain permettant ainsi de réduire les distances de sécurités entre les véhicules.
  • Une utilisation fréquente de ce type de véhicule permettra aussi d’optimiser l’utilisation des places de stationnement dans les grandes villes
  • Le voyageur économisera aussi du temps et du carburant, car ils pourront allouer leur temps de conduite à d’autre activités.
  • Plusieurs utilisations des véhicules autonomes sont à prévoir et d’autres encore sont à imaginer. L’utilisation de véhicules autonomes pour réaliser des courses de taxi sur commande pourrait voir le jour chez certaines compagnies de transport (pour aller plus loin, voir notre article récent sur le sujet « Collectivité ou Autorité Organisatrice de mobilité : votre mode emploi pour la mise en place d’un service de Robotaxi » http://transport.sia-partners.com/20190902/collectivite-ou-autorite-organisatrice-de-mobilite-votre-mode-emploi-pour-la-mise-en-place). L’automatisation de véhicule de transport de passagers apporterait une flexibilité supplémentaire dans le développement de solution intermodales. Ou encore, l’automatisation du transport de marchandise par voies routières pourrait offrir la possibilité de créer des chaînes de camions automatisés parcourant de longues distances sur des routes dédiées voire même en circulation ouverte.

     

    Quels sont les challenges d’une mobilité autonome ?

    Même si de nombreuses innovations voient le jour, il reste encore des défis de taille à relever pour les véhicules autonomes.

  • La technologie est le premier frein au développement de ce mode de transport et de nombreux constructeurs n’imaginent pas un futur autonome sans le déploiement d’un réseau 5G au préalable. Des efforts restent à faire au niveau de l’intelligence artificielle, des infrastructures ou de la connectivité.
  • Il y a aussi un potentiel problème de la sécurité : laisser la possibilité au véhicule de prendre des décisions à notre place peut poser des problèmes en cas d’accident.
  • De nombreux problèmes sont soulevés par les assurances au niveau des responsabilités (pour aller plus loin, lire notre article « Assurance automobile : pourquoi l’essor du véhicule autonome rebat les cartes et comment s’y préparer »). En effet, encore aujourd’hui le cadre juridique pour les véhicules autonomes impliqués dans des accidents n’est pas clair, comme peut l’être la répartition des responsabilités dans le secteur de l’aérien.
  • Il faut aussi relever les défis de la cybersécurité en fournissant des véhicules impossibles à pirater.
  • D’autres questions se posent aussi au niveau du modèle économique, car sans prise en compte des externalités et des bénéfices sociétaux, le surcoût du véhicule autonome est difficile à justifier.
  • Parmi les défis, il y a une question de la responsabilité pénale en cas d’accident.
  • Et enfin le facteur humain : combien de temps cela nous prendra-t-il pour accepter ce mode de déplacement et laisser un ordinateur prendre les décisions à notre place ? Certains modes de transport ont déjà entamé leur transformation, les lignes de métro parisiennes 1, 14 et bientôt 4 sont toutes automatisées, on pense aussi à automatiser le transport de marchandises par voies routières. Un temps d’adaptation nous sera surement nécessaire afin d’accepter l’utilisation du véhicule autonome dans la vie de tous les jours, comme ce fut le cas en 1845, lors de l’arrivée des premiers élévateurs hydrauliques, puis leurs utilisations sans liftiers, dite “automatique”, en 1924.

Où en sommes-nous aujourd’hui ?

Les expérimentations fleurissent et les acteurs, anciens et nouveaux, ont lancés la course R&D. Pour n’en citer que deux :   

 

  • Waymo, lancé par Google depuis 2009, est un programme de véhicule autonome innovant basé en Californie. Plusieurs tests ont été effectués sur circuit fermé, puis sur routes ouvertes, chacun sous des conditions variées et à différents endroits. Des essais sont actuellement en cours afin de réaliser du tourisme autonome à Phoenix en Arizona. De plus, des études sont en cours pour essayer de développer un prototype de camion de marchandise autonome.

 

  • Rouen Normandie Autonomous Lab est un autre exemple d’initiative de développement du véhicule autonome. Testé sur des routes ouvertes en Europe, l’objectif de ce programme est d’offrir une solution complémentaire de mobilité sur le premier ou dernier kilomètre dans les zones peu couvertes par les transports en commun. Cette initiative aujourd’hui ouverte au public permet aux utilisateurs d’appeler un véhicule depuis leur smartphone et ce en temps réel pour des trajets allant jusqu’à 10 km sur 3 différents parcours.

 

  • Compte tenu de ces enjeux économiques, le développement du véhicule autonome peut relever d’un domaine de l’action publique.  La Corée du Sud a, par exemple, créé K-city sur l’exemple de M-city aux Etats Unis ou J-Town au Japon. Il s’agit d’une ville de 320 000 mètres carrés spécialement construite pour le développement des véhicules autonomes. Il s’agit de la plus grande infrastructure de ce type au monde et qui a pour ambition d’aller un peu plus loin en utilisant des technologies basées sur la 5G. Du point de vue du gouvernement français, le développement de modes de transport autonomes s’inscrit dans la stratégie nationale de développement des véhicules autonomes, dont la haute responsable est Anne-Marie Idrac, Senior Advisor chez Sia Partners. En juillet 2019, la France à inaugurée Transpolis, unique ville laboratoire en Europe. Dès 2020, en plus des expérimentations déjà et des systèmes de navettes opérant sur les sites privés en cours, nous attendons l’automatisation de convois sur des lignes dédiées ou dans des zones à vitesse limitée, de nouveaux services de stationnement de véhicules autonomes. Il faudra surement encore attendre 2022 pour voir apparaître les convois autonomes réguliers sur le réseau routier national et potentiellement 2023 pour commander les premiers taxis robots.

Demain, tous autonomes ?

Deux voies principales apparaissent pour développer une mobilité autonome : une première qui privilégierait l’automatisation totale des véhicules avec des réseaux dédiés intégralement autonomes ou voie transitoire, qui se concentrerai sur l’intégration de ces véhicules dans la circulation.

Alors que les constructeurs de véhicules autonomes avaient jusque-là privilégié l’automatisation des véhicules, les nouveaux acteurs de ce marché se concentrent sur leur intégration dans la circulation quitte à laisser au conducteur encore beaucoup de responsabilités. Certains constructeurs choisissent quant à eux de ne pas trop s’avancer sur ce marché, à l’image de Ford, qui trouve trop ambitieuses les promesses faites aux futurs utilisateurs de ce type de véhicule. Un marché pourtant prometteur. Une étude récente estime qu’en 2035, le marché du véhicule autonome pourrait représenter 515 milliards d’euros[3].

Aujourd’hui nous ne sommes qu’aux prémices de l’ère du véhicule autonome, les phases de conception et innovation s’accélèrent et l’on voit déjà apparaître les premiers prototypes et des nouveaux modèles de mobilités. Nous imaginons ensuite que l’adoption d’une telle technologie prendra du temps, le marché de l’automobile devra se transformer et se stabiliser entre les usagers, les usines de construction et les technologies associées. Viendra ensuite l’âge d’or du véhicule autonome avec en priorité les navettes sans conducteurs, les routes décongestionnées et une réduction drastique des accidents routiers.

 

 


[2] D’après Kara Kockelman, professeure et chercheuse à l’université du Texas, lors de sa présentation au festival Interactive de South by Southwest (SXSW), avril 2017.

[3] D’après “Roadmap towards Autonomous Driving” par AT Kearney (2017)

 

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