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L'Usine Auto

La longue route vers la voiture autonome

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Avant de révolutionner l’automobile, la voiture autonome devra lever des freins techniques et réglementaires.

La longue route vers la voiture autonome © D.R.

Les entreprises citées

L’industrie automobile s’apprête à vivre l’une des plus grandes révolutions de son histoire. Rien d’étonnant à ce que le véhicule autonome soit la grande vedette du Mondial de l’automobile 2016, qui se tiendra du 1er au 16?octobre au Parc des expositions de Paris, Porte de Versailles. Chacun y trouvera des motifs de satisfaction. « Pour les usagers qui ne seront plus obligés de conduire, ce sera un gain de temps. Pour les pouvoirs publics, c’est un moyen d’aller vers plus de sécurité et moins d’accidents. Et pour les nouveaux acteurs du numérique, c’est la perspective de rester connectés avec leurs clients pendant leurs déplacements », analyse Marc Boilard, associé au sein du cabinet Oliver Wyman.

Depuis quelques mois, constructeurs, équipementiers, centres de recherche et start-up investissent massivement dans la voiture autonome. Les annonces se multiplient, depuis le prototype C4 Picasso de PSA qui relia Paris à Bordeaux en octobre 2015 jusqu’au lancement récent d’un service de robots taxis à Singapour utilisant des Renault Zoé et des Mitsubishi i-MiEV, en passant par le projet Drive me de Volvo qui mettra des XC90 autonomes au service d’usagers suédois sélectionnés dès 2017. Difficile de s’y retrouver dans cette avalanche d’annonces sur des segments de marchés, des zones géographiques et des niveaux d’autonomie différents. « En matière de véhicule autonome, tout le monde joue sur les mots », regrette Guillaume Crunelle, associé au sein du cabinet Deloitte. À commencer par les constructeurs, qui n’hésitent pas à survendre leurs modèles.

Des véhicules à fiabiliser avant commercialisation

Aujourd’hui, si les marketeurs de l’automobile nous vendent déjà des véhicules autonomes, c’est plutôt de fonctions autonomes dont il s’agit. Une différence de taille. Pour l’instant, la législation n’autorise que certains systèmes avancés d’aide à la conduite (Advanced driver assistance systems, ou Adas), comme l’« assistant de parking », le « régulateur de vitesse adaptatif » ou encore le « suivi automatique de voie ». Ils correspondent à une autonomie de niveau 2 dans la classification de la Society of automotive engineers (SAE) [lire l’encadré ci-dessous]. Les constructeurs l’assurent, cette différence est bien expliquée au client. « Lors de la prise en mains du véhicule, nous insistons sur le fait que notre fonction Autopilot [qui permet théoriquement de doubler sur autoroute juste en actionnant le clignotant, ndlr] n’est qu’une assistance à la conduite », assure Charles Delaville, le porte-parole de Tesla en France. Avec sur le marché des voitures capables de telles prouesses, le conducteur ne peut qu’être tenté lâcher le volant, histoire de voir… Un bip le rappelle rapidement à l’ordre, puis gagne en intensité jusqu’à devenir un son continu et strident. Sans réaction de sa part dans les trente secondes, les assistances se désactivent brusquement. Frayeur garantie en plein virage sur l’autoroute…

Si les constructeurs ne commercialisent pas encore de voitures autonomes de niveau 3, qui prennent la main dans certaines situations, c’est d’abord pour des raisons techniques. « Les prototypes ont déjà parcouru des centaines de milliers de kilomètres, donc la technologie fonctionne, mais le challenge consiste aujourd’hui à fiabiliser ces systèmes, et là on change de dimension, explique Rémi Cornubert, associé au cabinet AT Kearney. Et il n’y a ni l’espace ni le budget pour dupliquer les systèmes comme c’est fait dans l’aéronautique. » Côté logiciels, les constructeurs doivent développer de nouvelles méthodes de test pour chasser les bugs dans des algorithmes de plus en plus complexes. Côté matériels, les équipementiers améliorent capteurs et actionneurs. C’est le cas des « lidars solid state », des scanners à balayage laser qui n’embarquent aucune pièce mobile. Ils sont donc plus robustes et moins chers que les lidars classiques. Valeo lancera le premier du marché en 2017 et sera suivi de peu par ZF TRW. Mais ces briques technologiques correspondent à une autonomie de niveau 3. « Pour les véhicules multimissions de niveaux 4 et 5, il faudra une conception différente et toutes les pièces seront concernées », prévient Guillaume Devauchelle, le directeur R & D de Valeo. Les caméras devront pouvoir être nettoyées, au même titre que le pare-brise, et les phares devront éclairer la route avec deux spectres lumineux différents, l’un pour les yeux du conducteur, l’autre pour la caméra.

Pour ces niveaux 4 et 5, du travail reste à accomplir en matière d’algorithmes. « Dès lors qu’il s’agira de fluidifier le trafic en ville, il faudra utiliser l’analyse de données massives car étendre le champ de vision des voitures ne suffira plus », insiste Guillaume Crunelle. Sur ce point, Alphabet, la maison mère de Google, semble parmi les groupes plus à la pointe. Sidewalk Labs, sa filiale dédiée aux smart cities, a déjà déployé à New York un réseau de kiosques fournissant un accès à internet gratuit et utilise la localisation des usagers pour cartographier en temps réel les mouvements de population. Demain, ce projet pourra être étendu à la gestion du trafic.

Dans cette course, les constructeurs s’accordent à peu près sur le calendrier. Les modèles de niveaux 4 et 5 restent à l’état de prototypes et ne sont pas attendus avant 2025. Les voitures semi-autonomes de niveau 3 devraient, elles, faire leur apparition à partir de 2018. « BMW compte parmi les plus avancés, suivi de près par Volvo, Toyota, Daimler et le groupe Volkswagen, estime Sébastien Amichi, partenaire chargé de l’automobile du cabinet Roland Berger. Les généralistes comme PSA, Renault et Ford tablent quant à eux sur des lancements de niveau 3 à partir de 2020-2021. » Les leaders ne partagent pas la même philosophie. « Nous voulons amplifier l’expérience de conduite », assène Karim Habib, le directeur du design de BMW, aux antipodes du message porté par Volvo. « Safety first [la sécurité d’abord] », martèle Erik Coelingh, le directeur technique du constructeur suédois qui vise « zéro accident dans une Volvo à partir de 2020 ».

Des questions éthiques et réglementaires

L’horizon 2018-2020, à l’échelle du développement des nouveaux modèles, c’est demain. Certaines fonctions sont déjà prêtes. « Sur la nouvelle Classe E, la fonction de changement automatique de voie est opérationnelle, mais reste désactivée en Europe car nous sommes confrontés aux limites légales », glisse Marc Langenbrinck, le président de Mercedes-Benz France. Les freins au véhicule autonome ne sont pas seulement techniques, ils sont aussi législatifs. La Convention de Vienne, qui régit la circulation routière, est souvent citée comme le principal obstacle. Ce n’est pas tout à fait exact, car ce type de réglementation a pour principe de suivre l’évolution des usages et de la technologie [lire page 42]. « Avant de faire évoluer la réglementation, les législateurs attendent que les niveaux de fiabilité progressent, mais aussi que certaines questions éthiques soient résolues », commente Rémi Cornubert. On pense à la question de la responsabilité. Le comportement face à un accident inévitable doit être prévu, connu et répétable. Les interrogations du type « qui faut-il sacrifier ? » ont déjà fait couler beaucoup d’encre. Pour y répondre, les constructeurs testent des scénarios sur simulateurs. « Nous créons des scénarios complexes, par exemple une voie rapide avec des motos qui remontent les files, des voies qui disparaissent ou des usagers sur la bande d’arrêt d’urgence », précise Vincent Abadie, maître expert du véhicule autonome chez PSA.

À ces problèmes sociétaux s’ajoutent des questions sur les assurances [lire page 42], la cybersécurité, la communication avec l’infrastructure, la validation par simulation… Difficile pour le législateur de trancher, tout au plus peut-il autoriser la circulation de prototypes afin que les constructeurs accumulent de l’expérience. Les États-Unis ont été les premiers à autoriser le test de prototypes sur routes ouvertes. Mi-septembre, le département américain des transports a demandé aux constructeurs de lui livrer l’état d’avancement de leurs travaux afin de se lancer dans la première ébauche de cadre réglementaire pour les voitures autonomes. Un enjeu énorme tant pour les firmes de Detroit que pour celles de la Silicon Valley.

Les constructeurs en quête de nouvelles compétences

La course au véhicule autonome durera plusieurs décennies. Son impact sur l’industrie automobile se fait déjà sentir. La chaîne de valeur se transforme et s’étend à de nouvelles activités comme le service et l’optimisation du trafic. « La voiture autonome est une demande de la société et non des constructeurs, c’est la raison pour laquelle on voit apparaître de nombreux acteurs qui ont tous une idée différente de l’objet », expose Guillaume Crunelle. Deux visions s’affrontent : d’un côté, celle des constructeurs qui souhaitent vendre la fonction comme une option, et de l’autre celle des Google, Uber et consorts, pour qui la voiture autonome est un élément d’un service global de mobilité.

Ces deux visions ne sont pas incompatibles. Au contraire, elles permettent d’expliquer pourquoi les feuilles de route des constructeurs semblent en retard par rapport à celles des opérateurs de mobilité, dont les navettes ou les robots taxis de niveau 5 partent déjà à l’assaut des grandes villes. « L’autonomie de niveau 5 sera atteinte plus vite dans les transports que dans les voitures personnelles, car les navettes parcourent des itinéraires connus, couverts par le réseau 4G, où les piétons sont absents et les vitesses limitées », certifie Guillaume Devauchelle. De prime abord, ce décalage ne pose aucun problème aux constructeurs traditionnels. « Nous ne cherchons pas à viser tout de suite le niveau 5. L’important est d’introduire progressivement des fonctions qui éliminent les aspects ennuyeux de la conduite », assure Jürgen ­Stackmann, membre du directoire de la marque Volkswagen.

L’arrivée d’engins autonomes de transport collectif spécialisés pour une application ou une zone géographique présente un risque, celui que des opérateurs de mobilité établissent les standards de demain à la place des constructeurs. « Le véhicule autonome a besoin de standards. Or, dans un monde de services numériques, le gagnant rafle tout », rappelle Guillaume Crunelle. Les constructeurs, qui savent qu’ils ne peuvent tout maîtriser seuls, s’ouvrent davantage pour ­aller plus vite. De nombreuses start-up sont aujourd’hui la cible de rachats, comme Cruise Automation (racheté par General Motors) et Sylpheo (racheté par ­l’Alliance Renault-Nissan), ou de partenariats, à l’image de ZF TRW et de Delphi qui se sont alliés à l’israélien Mobileye. Les constructeurs s’associent à des centres de recherche (Toyota avec le MIT et Nissan avec la Nasa). On assiste à des rapprochements ­inédits entre industriels, comme le partenariat entre Valeo et Safran autour des systèmes de guidage inertiel. Enfin, de grands groupes prennent des virages historiques, à l’instar de PSA qui se diversifie dans les services de mobilité [lire page 38]. « Les constructeurs s’appuient davantage sur les équipementiers et les sociétés d’ingénierie », constate ­Sébastien Amichi. Chez ces dernières, cet appel d’air n’est pas sans poser quelques problèmes de ressources humaines. « Nous ­doublons notre effectif ­d’ingénieurs tous les deux ans. Ce n’est pas toujours simple, mais le groupe ZF est attractif, même si il y a eu une baisse de vocations dans l’automobile au cours de la dernière décennie », reconnaît Thierry Métais, le directeur général France de ZF TRW.

Avec l’engouement actuel suscité par la voiture autonome et la mobilité, on peut imaginer que l’industrie automobile attirera bientôt à elle nouveau les talents, comme elle l’a fait tout au long du XX?siècle.

 

Les cinq niveaux d’automatisation de la conduite

Niveau 1 Aide à la conduite Un système électronique assiste le conducteur dans l’une de ses tâches, en agissant par exemple sur l’accélérateur (régulateur de vitesse) ou sur la direction (suivi de voie), mais jamais sur les deux à la fois. Le conducteur surveille l’environnement du véhicule. On parle parfois de fonctions « feet off » ou « hands off ».

Niveau 2 Autonomie partielle Les systèmes niveau 2, ou Adas avancés, sont capables de remplir simultanément deux fonctions du conducteur (direction et accélération, par exemple), mais le conducteur doit rester maître du véhicule. En anglais, ce niveau est aussi désigné par l’expression « feet and hands off ».

Niveau 3 Autonomie conditionnelle Le véhicule sait reconnaître son environnement afin de remplacer le conducteur dans certaines situations, comme sur l’autoroute ou dans les embouteillages. Seule obligation : le conducteur doit redevenir maître du véhicule dès qu’il y est invité. On parle aussi de fonction « eyes off ».

Niveau 4 Autonomie élevée En mode autonome, le véhicule sait faire face à tous les événements, même en l’absence de réponse du conducteur. Certaines situations de conduite pourront toutefois rester manuelles. Ce niveau est aussi qualifié de « brain off ».

Niveau 5 Autonomie complèteLe véhicule doit être capable de répondre à l’ensemble des situations auxquelles peut être confronté un conducteur humain et de réagir avec la même efficacité. La présence d’un volant n’est alors plus obligatoire.

 

Une cartographie à tout faire


Sachant que la cartographie deviendrait vite une brique essentielle des véhicules autonomes, Audi, BMW et Mercedes-Benz ont racheté Here en octobre?2015. Au Mondial de Paris, l’entreprise présentera un service d’un genre nouveau, baptisé Here open location platform, qui récupère des informations en provenance de tous les capteurs d’une auto (vitesse, accélération, flux vidéo, reconnaissance de panneaux, recherche de place…) pour en faire profiter les autres usagers. Ainsi, une BMW pourra prévenir une Audi d’un danger ou orienter une Mercedes vers la place de parking la plus proche. « Pour la première fois, des concurrents mettent des données en commun pour améliorer le service rendu aux usagers », déclare Bruno Bourguet, le vice-président de Here. Ce service, qui a pour vocation d’être ouvert à d’autres constructeurs, pourrait constituer une base à la création de systèmes de transports intelligents et, demain, de villes intelligentes. ??

 

L’autonomie est en marche

L’introduction des fonctions autonomes sera progressive dans la voiture particulière de Monsieur Tout-le-monde. Selon les constructeurs, le passage à des fonctions semi-autonomes (niveau 3) aura lieu entre?2018 et?2022. Toutefois, dans l’univers du transport collectif et du transport de fret, des véhicules autonomes de niveau 5 pourront être certifiés avant 2035 car la diversité des situations rencontrées est réduite.

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