La voiture autonome arrivera plus tôt que vous ne le pensez

Le plan et le calendrier de Google, des start-up et des industriels pour déployer les véhicules sans conducteur.

Google veut, encore une fois, changer le monde

L’aventure de la voiture autonome démarre en Mars 2004 quand la DARPA, une agence du ministère de la défense US, organise la première des 3 manches de son Grand Challenge, la première course de voiture autonome. L’objectif est simple : encourager la recherche dans le but affiché d’en tirer des débouchés militaires.

Après le fiasco de la première étape dans le désert californien (aucun participant ne passe la ligne d’arrivée), les suivantes en Octobre 2005 puis en Novembre 2007 verront plusieurs universités américaines briller. Les équipes participantes seront dès 2007 largement débauchées par Google pour bâtir son propre département consacré aux véhicules du futur.

Le premier protype de Google Car : une Lexus modifiée - Google

Le premier protype de Google Car : une Lexus modifiée – Google

En 2012, la Google Car avait parcouru 300,000 miles (480,000 km) sans accident responsable dans les rues de San Francisco. Depuis 2015, des rapports sont même régulièrement publiés sur le site de l’entreprise afin de rendre compte des incidents dans lesquels la voiture est impliquée.

Dans une note du blog de l’entreprise publiée en 2012, les ingénieurs se félicitaient des progrès notables réalisés tout en reconnaissant que les obstacles à franchir étaient encore particulièrement imposants. Comment réagir lorsque la neige recouvre le marquage au sol ? Comment interpréter correctement la signalisation temporaire ?

En bref, il y a un certain nombre de situations que la voiture ne peut pas gérer seule dans l’état actuel de la connaissance. Il est donc nécessaire de pouvoir rendre le contrôle du véhicule au conducteur dans ces moments. Or les milliers d’heures de trajet réalisées montrent que même dans le cas d’un conducteur attentif à la route et prêt à réagir, il faut environ 10 secondes pour l’alerter d’un danger et de s’assurer qu’il a bien repris les commandes. Les systèmes embarqués doivent donc être capables d’anticiper une situation à risque avec un haut degré de fiabilité.

Dans une interview de 2014 au New York Times, l’ingénieur en chef Christopher Urmson expliquait que c’était tout bonnement impossible. Google a donc choisi de se passer complètement de conducteur, et donc de volant et de pédale par la même occasion. Sergey Brin, co-fondateur de l’entreprise, explique qu’ils ont fait le choix d’une approche transformante, ou disruptive.

2nde génération de Google Car - Google

2nde génération de Google Car – Google

En Mai 2014, la prochaine étape du projet est annoncée : se concentrer sur le développement d’un nouveau électrique original de 2 places limité à 25 km/h et conçu pour les environnements urbains.

En Mai 2015, l’ensemble de la flotte du californien avait parcouru 1 millions de miles depuis son lancement. Cependant, un conducteur est toujours présent à bord et les ingénieurs n’ont pas encore pu retirer le volant et les pédales.

Si les prototypes roulent parfaitement dans les rues de San Francisco, il est encore impossible de les en sortir car le logiciel embarqué a toujours besoin d’avoir à l’avance une cartographie très précise des routes empruntées, qui n’existe tout simplement pas en dehors des quartiers modélisés par les ingénieurs. La voiture ne peut pas analyser seule son environnement « sur le vif ».

Les constructeurs traditionnels plus conservateurs

Les annonces tonitruantes du géant de Mountain View ont sans doute bousculé les constructeurs historiques qui tous sans exception communiquent désormais sur leurs projets de systèmes d’automatisation de la conduite.

L’industrie se réfère souvent à un modèle à 5 niveaux pour distinguer les différents seuils d’automatisation à atteindre.

Les 5 niveaux d'automatisation d'une voiture - BMW Group

Les 5 niveaux d’automatisation d’une voiture – BMW Group

Le niveau 1 est celui où le chauffeur gère intégralement son véhicule

Le niveau 2 est celui de l’assistance : le chauffeur s’occupe de contrôler l’avancée ou le braquage de son véhicule tandis que l’autre fonction est gérée automatiquement. On désigne ici des systèmes de cruise control qui maintiennent la vitesse sans toucher à l’accélérateur où encore les assistances au parking qui gèrent le volant.

Le niveau 3 combine les 2 fonctions (volant et accélérateur) mais impose une supervision constante du conducteur et reste limité à des situations particulières. On pense par exemple à des systèmes qui gèrent la conduite dans les embouteillages comme celui proposé par Audi ou même la conduite sur autoroute disponible chez Mercedes ou Tesla.

L’étape suivante est délicate à franchir puisqu’il s’agit de se passer de la surveillance du conducteur. On peux parler de niveau 4 lorsque cet autopilote sera fonctionnel dans un certains nombre de situation tout en conservant le besoin d’un conducteur à bord pour gérer des situations exceptionnelles.

Enfin le niveau 5 est celui de l’automatisation complète, la voiture peut se déplacer sans personne à bord.

 

On peut noter que le modèle qui prédomine largement chez les acteurs historiques est celui d’une automatisation partielle où le conducteur garderait toujours le contrôle final sur son véhicule. Google souhaite manifestement sauter les étapes et s’intéresse directement au niveau 5.

Il faut garder à l’esprit que l’industrie automobile a beaucoup à perdre dans ce processus d’innovation. Si le véhicule cesse d’être un marqueur de statut social pour devenir un simple service que l’on commande sur son téléphone alors l’intérêt de posséder un véhicule de prestige est largement diminué. Même réflexion pour les véhicules de sport qui s’adressent surtout aux amateurs de conduite.

De plus, si les voitures ne restent plus 90% du temps au parking mais peuvent servir à une multitude d’utilisateurs tout au long de la journée, alors il est probable que le parc automobile rétrécisse (même si le taux de renouvellement des véhicules serait plus important).

Les constructeurs automobiles se trouvent peut-être dans la même situation que Kodak qui délaissa l’appareil photo numérique, qu’il avait pourtant inventé, pour ne pas compromettre le commerce très rentable des pellicules. L’innovation à l’œuvre pourrait les obliger à ré-inventer les modèles d’affaires.

Mouvement de fonds dans l’industrie qui veut rester à la page

Absolument tous les constructeurs ont des équipes de recherche très avancées qui planchent sur la question. On a évoqué les avancées et Mercedes, Audi ou Tesla mais la tendance est généralisée. En France, PSA a déjà fait la démonstration d’une C4 modifiée à Velizy et 5 autres autorisations sont sur le point d’être délivrées pour des tests sur route.

Les équipementiers sont également de la partie, l’américain Delphi a bouclé la première traversée des Etats-Unis à bord d’une Audi modifiée. L’allemand Bosch réalise des essais sur les routes depuis 2013.

Cette tendance se traduit également dans les politiques de croissance externe des entreprises. A l’été 2015 Audi, BMW et Daimler se sont associés pour racheter le service de cartographie de Nokia. Quelques jours auparavant c’est Bosch qui officialisait un accord avec Tom Tom.

Delphi a fait l’acquisition de la start-up Ottomatika qui conçoit des logiciels pour la conduite. Il a également pris des participations chez le fabricant de LIDAR Quanergy et l’éditeur de logiciel d’économie de carburant Tula.

Les acteurs traditionnels sont confrontés aux mêmes écueils que Google : leurs véhicules fonctionnent la plupart du temps mais nécessitent encore un conducteur dans des situations rares. Cependant il est illusoire de penser que le désormais Alphabet fait la course en tête. Les géants de l’automobile se positionnent pour garder le contrôle que ce soit sur le volet acquisition des données (fabricants de capteurs, cartographie) ou logiciel.

Quel calendrier ?

L’Automated Vehicle Symposium réunit tous les ans les industriels et les pouvoirs publics concernés autour des problématiques liés aux voitures autonomes. Une synthèse des interventions de 2014 est disponible ici.

Les industriels anticipent un rythme d’adoption lent des conducteurs prenant exemple sur les technologies d’Adaptative Cruise Control (régulateur de vitesse qui s’adapte afin de maintenir une distance de sécurité avec le véhicule précédent) qui existent depuis des années (BMW la propose depuis 2007) et qui ont toujours un faible taux de pénétration.

Un cadre de Bosch expliquait qu’une approche étape par étape serait vraisemblablement favorisée pour des raisons technologiques (certaines conditions sont plus exigeantes) et psychologiques. Dans une étude commandée en 2012, le groupe avait notamment établi que 59% des sondés étaient favorables à la conduite automatisée à condition que l’on puisse la désactiver.

Pour atteindre un haut degré d’automatisation, il reste des progrès à accomplir dans le domaine des senseurs mais également de l’infrastructure. Pour réaliser pleinement son potentiel, la voiture autonome doit être couplée à une infrastructure routière intelligente capable de communiquer en temps réel avec les véhicules (travaux, ralentissements, signalisation …).

En ce qui concerne le calendrier, un sondage réalisé sur les participants de l’Automated Vehicle Symposium de 2014, tous professionnels de l’automobile, donnait les estimations suivantes :

Calendrier de la voiture autonome estimé par l'industrie - Dr Steve Underwood

Calendrier de la voiture autonome estimé par l’industrie en 2014 – Dr Steve Underwood

Le consensus de l’industrie exprimé lors de cette conférence estimait que le niveau 5 ne serait pas atteint avant 2030. On peut noter que les estimations sont conservatrices puisque le niveau 3 est déjà atteint aujourd’hui.

En revanche il pourrait être atteint beaucoup plus tôt dans des situations propices : communautés fermées, centres de vacances, campus…

L’automatisation des véhicules industriels : l’exemple des mines

La voiture autonome dans un ensemble de situations classiques est déjà une réalité concrète. Il n’est évidemment pas envisageable de déployer cette technologie sur les routes avant qu’elle ne soit en mesure de gérer correctement absolument tous les cas de figure. En revanche, rien ne s’oppose à son utilisation dans des environnements contrôlés, et les industriels ne s’en privent pas.

Transports miniers automatisés - Rio Tinto

Transports miniers automatisés – Rio Tinto

Le géant des matières premières Rio Tinto communique depuis 2008 sur son programme Mine of the Future qui comporte notamment un volet sur le déploiement de camions autonomes dans les mines.

On parle ici d’énormes camions, qui servent à déplacer le minerai excavé hors du site d’extraction. A ce jour, l’entreprise opère une flotte de 58 camions autonomes Komatsu sur ses sites du Pilbara en Australie.

BHP Billiton travaille depuis 2007 avec Caterpillar sur le sujet et a lancé en 2014 une série de tests sur son site de Jimblebar en Australie.

Le canadien Suncor, qui exploite les sables bitumineux dans l’Alberta, a annoncé de son côté sa volonté d’acheter 175 camions autonomes pour ses opérations.

Les économies réalisées sont substantielles : +15 à 20% de productivité, 10 à 15% d’économie sur le carburant et 8% sur la maintenance. Le camion roule 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et ne prend pas de pause. Il y a donc fort à parier que cette tendance va se généraliser dans l’industrie minière.

Le transport routier à l’avant garde ?

Il est aussi possible que les premiers véhicules autonomes à circuler librement sur les routes soient des poids-lourds, tout simplement car cette technologie représente une véritable aubaine pour les transporteurs.

Les conducteurs routiers sont soumis à une réglementation indispensable mais contraignante : le temps de conduite par jour est limité et il est obligatoire de respecter des pauses régulières. Un semi-remorque automatisé pourrait lui rouler en continu tout en faisant l’économie du chauffeur.

De plus, rapporté à l’ensemble de son trajet le poids lourd passe l’essentiel de son temps sur l’autoroute qui présente l’avantage d’un environnement beaucoup plus régulier que les centre-ville : pas de feux, peu de signalisation, pas de piétons … Aussi il est envisageable que dans un premier temps la technologie soit déployée entre des points névralgiques situés à proximité des sorties d’autoroute où des chauffeurs prendraient les commandes et se chargeraient d’amener les poids-lourds vers leur destination finale.

Essai grandeur réels de convoi de camion par Scania

Essai grandeur réels de convoi de camion par Scania

L’idée qui semble la plus avancée aujourd’hui est celle du convoi semi-automatisé: un véhicule ouvreur piloté par un chauffeur et un ou plusieurs autres qui suivent automatiquement derrière.

La société américaine Peloton Technology a levé $33 millions dans 2 levées de fonds successives en 2015. Les essais en cours dans le Nevada mettent en lumière des gains de carburants potentiels de 7%.

De 2009 à 2012, l’Union Européenne a subventionné le programme SARTRE mené par Volvo qui a également mis en évidence des économies d’essence puisque les véhicules suiveurs bénéficient d’une résistance à l’air plus faible.

En 2012, le constructeur suédois Scania, qui appartient à Volkswagen, communiquait sur les essais en cours de convois de 4 à 5 poids-lourds. Les économies potentielles étaient estimées à 10%.

Fin 2014, la BBC rapportait également des projets de recherche au Japon. Le Department of Transport américain finance également des projets de recherche.

Nous sommes donc aujourd’hui au stade expérimental avancé. Les meilleures configurations de convoi n’ont pas encore été identifiées précisément et les implications de telles colonnes de véhicules lourds sur le trafic ou encore les ponts restent à évaluer.

Lors de l’Automated Vehicle Symposium de 2014, un représentant de la California Trucking Association a indiqué que les professionnels du transport routier anticipaient l’automatisation de leurs véhicules d’ici 15 à 20 ans.

Conclusion

La technologie de la voiture sans conducteur avance vite à tel point que les prévisions réalisées il y a 2 ans sont déjà invalidées. Si Google monopolise l’attention des médias, c’est tout le monde automobile qui s’est emparé du domaine et trouve déjà des applications exploitables.

 

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