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Les technologies du futur

Le système Driving Assistant équipant la BMW série 7 combine les systèmes basés sur une caméra thermique, le Lane Departure Warning et l'alerte de collision. Les piétons sont également détectés.

La voiture du future (VIII)

La sécurité des véhicules

La technologie moderne vise à assister toujours mieux les automobilistes afin qu'ils maîtrisent la circulation routière et évitent les accidents. A l'avenir l'accent sera encore plus appuyé sur cette sécurité, ce qui explique le succès de la Golf 7 de VW ou de la série S de Mercedes.

La plupart des constructeurs ont mis au point un système d’anticipation de collision avec freinage automatique ou un régulateur de vitesse dynamique qui adapte la vitesse en fonction de la distance entre les véhicules; face à un obstacle, la voiture freine pour vous ou ralentit si vous êtes inattentif.

Certains constructeurs proposent également en option un système capable de reconnaître les panneaux routiers.

25% des accidents étant dus à la fatigue ou à l'endormissement au volant, le détecteur de somnolence permet de détecter l'état plus ou moins conscient du conducteur. Le système doit fonctionner en temps réel et vérifier le respect des distances de sécurité, l'écart par rapport à la voie, à la berne centrale ou au fossé, éventuellement les battements des paupières, les mouvements du volant, la pression sur les pédales et la vitesse du véhicule. Certains constucteurs préfèrent un système basé sur la manière générale dont le conducteur évolue sur la route.

L'assistance de maintien de trajectoire proposé sur certains véhicules utilise soit une mini-caméra soit un détecteur infrarouge ou radiofréquence placé derrière le pare-brise et parfois dans les portes et un programme de reconnaissance des marquages au sol (tant qu'il y en a !). En calculant la position relative du véhicule par rapport à ces marques et en exploitant parfois d'autres références (GPS, signaux des autres véhicules de même type), l'ordinateur de bord peut ainsi avertir le conducteur (par un signal sonore, optique ou une vibration dans le volant ou dans le siège) qu'il dévie de sa trajectoire ou corriger lui-même la trajectoire.

Actuellement chaque solution à ses inconvénients (la nuit ou par mauvaise visibilité la caméra est inefficace, les fortes intempéries et la saleté rendent les capteurs comme les caméras aveugles, le capteur IR ne fonctionne qu'à courte distance, les caméras avant sont aveugles dans les tournants, etc.) et aucune n'est 100% efficace mais comme on dit "on y travaille".

Chez Mercedes-Benz par exemple, Werner Huber et son équipe travaillent sur un système de détection basé sur l'écholocation qui pourrait peut-être remplacer un jour tous les détecteurs de proximité fonctionnant dans le spectre visible. Actuellement, le constructeur allemand utilise déjà les ultrasons dans son système Parktronic.

Les options de sécurité de la VW Golf 7 n'ont plus rien à envier aux voitures haut de gamme. A gauche, le système de contrôle automatique des distances combiné ou non au régulateur de vitesse actif se commandent au volant. A droite, l'écran tactile et le menu des différents réglages disponibles. Même si ces options passives et actives valent plusieurs milliers d'euros, cela coûtera toujours moins cher qu'un accident. Documents T.Lombry.

Aide au parking

A côté des options d'aide à la conduite, le système d'assistance au parking tend à se généraliser. La méthode la plus simple consiste à équiper la console centrale intérieur d'un moniteur relié à une caméra placée à hauteur du cigle du coffre ou de la plaque arrière.

Les systèmes les plus sophistiqués sont basés sur l'analyse de la voie carrossable et son environnement par des caméras, des capteurs de proximités et un système de reconnaissance de forme. Certains systèmes exigent des roues indépendantes capables de pivoter sur 90°. Sur certains prototypes, l'habitacle peut même pivoter sur 360°. 

Dans le meilleur des cas, la voiture peut se déplacer à angle droit ou effectue seule toutes les maneuvres de parking, même sans conducteur à bord. C'est notamment le cas chez Audi et Valéo.

On peut dire sans hésiter que ces dispositifs très pratiques plairont beaucoup à tous les conducteurs qui maîtrisent mal les dimensions de leur voiture ou hésitent à se parquer dans un emplacement exigu.

A lire : Revue de la Golf VII (sur le blog, 2012)

Grâce aux 12 capteurs de proximité insérés dans sa carrosserie, les manoeuvres à proximité d'obstacles deviennent un jeu d'enfant avec la Golf 7. A droite, le système d'aide au stationnement indique en traits rouges (associés à un signal sonore) un obstacle à moins de 30 cm de l'arrière gauche de la Golf 7. Documents T.Lombry.

Il y a également la question des roues et des pneus. S'il existe d'autres moyens que les pneus ou les chenilles pour rouler sur la route, tous les projets touchant l'automobile sont encore à l'état de concept, notamment les roues sphériques des futures voitures électriques. Cela signifie qu'il ne faut pas espérer voir ce genre d'accessoire au catalogue des constructeurs avant 2030, encore moins les voitures sur coussin d'air ou support magnétique.

Pour l'heure il y a la question de la fragilité des pneus. Bien que les crevaisons se font rares, il est difficile de rouler avec un pneu plat sans détruire le pneu dans la minute et risquer d'abimer la jante. Un système de roulage permettant de rouler avec un pneu plat reste donc une demande des conducteurs et les constructeurs allemands l'ont bien compris. Mais ce système exige des capteurs de pression dans les pneus, un système d'alarme et de nouveaux types de pneus, dits "run flat", plus chers aussi.

Une alternative est de placer une capsule de gomme dans le pneu qui se gonflerait automatiquement en cas de crevaison ou de fabriquer un pneu dont le profil intérieur lui permet de se regonfler automatiquement à chaque rotation de la roue. Ces projets sont à l'étude mais uniquement sur des prototypes.

A gauche, le système ACC ou régulateur de vitesse actif de Renault. A droite, le concept car Pivo 2 de Nissan, un véhicule urbain à 3 places dont l'habitacle pivote sur 360° et qui est muni de quatre roues indépendantes orientables à 90°.

Châssis dynamique renforcé et protection des piétons

La fabrication d'une automobile exige un juste compromis entre puissance, confort, agilité, légereté, sécurité et stabilité de la conduite à vitesse élevée. Or il est particulièrement difficile d'avoir une voiture confortable tout en étant agile ou très agile tout en préservant la stabilité à grande vitesse. Se greffe sur ces problèmes, le poids et la résistance du châssis.

On peut développer des systèmes de servodirection électrique afin de rendre la conduite très sensible même à faible vitesse, mais en général c'est au détriment de la stabilité du véhicule à grande vitesse. Pour résoudre ce problème les constructeurs doivent repenser la géométrie des suspensions des roues pour optimiser l'orientation des pneus sur la chaussée et améliorer la stabilité à vitesse élevée. D'où l'insistance chez de plus en plus de constructeurs sur l'intérêt du châssis actif ou dynamique.

Un autre point crucial concerne la sécurité du conducteur et des passagers lors d'un accident. Combien de voitures ne se sont pas enroulées autour d'un arbre ou furent carrément coupées en deux après un accident violent. Chaque année, les accidents de la route font plusieurs milliers de morts en France. Bien que les moyens de sécurité passive et active ont réduit les accidents mortels de plus de 92% en vingt ans, les constructeurs automobiles et les équipementiers doivent encore augmenter la sécurité des véhicules.

Aujourd'hui, environ 55% de l'acier trempé dont est constitué le châssis de la plupart des véhicules offre une faible résistance lors d'une collision violente. Cet acier doux dit "270 A" (270 bars, HPa ou atmosphères) n'est pas plus solide qu'un raccord de tuyauterie, un boulon ou un marteau de qualité professionnelle ! Concrètement, lors d'une collision à plus de 50 km/h, sous une pression supérieure à 180 HPa durant une fraction de seconde, le châssis plie et se déforme et la solidité apparente de l'habitacle n'offre pas une protection suffisante. Il faut donc revoir la résistance des matériaux utilisés.

A voir : Le système d'airbag piéton de la Volvo V40 v2012

Schémas extrudés montrant la résistance des différents éléments du châssis de la Volvo S60 (2011) et de la technologie SkyActiv développée par Honda, Mazda et Toyota en 2011 qui vise notamment à renforcer la sécurité de l'habitacle.

Si les constructeurs veulent que leurs voitures figurent en tête de liste du palmares des crash-tests effectués par l'EuroNCAP, ils doivent donc offrir des véhicules plus sécurisés qu'ils ne l'ont été jusqu'à présent pour gagner leurs cinq étoiles et la faveur du public.

Pour les éléments du châssis qui sont en première ligne lors d'un choc frontal ou latéral, où le châssis doit non seulement absorber le choc mais surtout résister coûte que coûte pour protéger les occupants, les constructeurs automobiles utilisent des aciers plus résistants que par le passé.

De plus en plus de constructeurs remplacent jusqu'à 20% de l'acier doux constituant le châssis par une acier trempé hautement résistant (Extra, Very ou Ultra High Resistant Steel, E/V/UHSS) qui offre l'avantage d'être également plus léger et de mieux absorber les chocs. Un tel acier offre une résistance mécanique de 340 à 800 MPa, qui atteint même chez certains constructeurs 1500 MPa pour le "pilier B" qui sépare les portes latérales.

A terme, cet acier UHSS sera très certainement remplacé par la fibre de carbone ou du graphène bien plus résistant et léger. On y reviendra.

Quant à la protection des piétons, si le premier airbag fut installé à bord d'un véhicule en 1973 (Buick), il faudra attendre 2009 et les recherches de Roger Hardy du Centre d'Impact de l'Université britannique de Cranfield pour qu'on envisage l'airbag piéton.

Volvo a ainsi pu démontrer en 2012 que la V40 offrait une protection de 88% lors d'un accident à 50 km/h avec un piéton.

Malheureusement, mis à part Volvo qui incorpora un airbag piéton et un capot-moteur actif en 2012, cette solution est à peine au stade de développement chez Audi, BMW et Mercedes notamment.

L'avenir aux LED, lasers et à l'éclairage dynamique

L'éclairage directionnel qui fut installé pour la première fois sur les Citroen DS en 1968, tend à se généraliser pour offrir une meilleure sécurité dans les virages. Sur certains modèles, il est même variable avec une intensité et un champ moindre en ville ou en-dessous de 50 km/h que sur autoroute.

Certains véhicules peuvent même dialoguer entre eux pour éviter que le conducteur qui vous suit par exemple ne soit éboui par vos feux stop. Les voitures récentes sont déjà équipées de ces dispositifs dynamiques, y compris de phares longue portée au xénon (ou bi-xénon) et de LED dynamiques.

Rappelons que les phares au xénon sont apparus sur le marché en 1991 sur la BMW Série 7. Il s'agit d'une lampe à décharge, comme le tube néon, bien adaptée à la lumière du jour car offrant une lumière plus froide (bleutée) que l'ampoule halogène. Les xénons sont 3 fois plus lumineux que les ampoules halogènes et durent au moins 2000 heures ou 25000 allumages. Désavantage, ils éblouissent plus que les halogènes d'où l'installation de système anti-éblouissement dynamiques sur les véhicules récents.

A gauche, les phares bi-xénon directionnels et LED montés sur la BMW Série 3 Cabrio. A droite, gros plan sur les "Matrix LED" de l'Audi A8 présentée en 2013. Voici une vue générale des différentes possibilités d'éclairage. Documents constructeurs.

Les LED (diode électroluminescente) sont apparus pour la première fois en 2004 sur l'Audi R8. Ils restent un éclairage d'ambiance ou d'appoint, réservé aux feux stop, aux feux de jour et aux clignotants par exemple car ils produisent encore une forte chaleur au niveau de l’embase du système (c'est pour cette raison qu'ils ne remplacent pas encore les feux de route, car la proximité de la chaleur du moteur ne leur convient pas).

Les LED offrent l'avantage de s'allumer 10 à 20 fois plus rapidement que les halogènes et de transformer 80% de l'énergie électrique en lumière contre 20% seulement pour une lampe conventionnelle tout en offrant une durée de vie égale à celle du véhicule.

En 2013, Audi a encore créé l'événement en présentant sur son vaisseau amiral l'Audi A8, des optiques exploitant la technologie "Matrix LED". Les feux de route comprennent 25 LED combinées à des lentilles, des réflecteurs et des masques connectés en série.

Le faisceau lumineux matriciel est géré dynamiquement par un ordinateur qui active, désactive ou masque individuellement les LED en fonction des conditions rencontrées. Ce système offre un rendu lumineux optimal, y compris dans les virages, sans devoir utiliser un mécanisme d'orientation.

Nec plus ultra, cet éclairage high-tech est relié à une caméra et un assistant de vision nocturne.

Ceci dit le progrès continue. En 2014, Audi a monté sur sa R8 de compétition les premiers feux lasers. Selon le constructeur allemand, leur portée est deux fois plus grande que celles des feux LED.

Comme par le passé, nous verrons sans doute ce genre d'optique sur la voiture de Mr. Tout-le-monde en... 2020, en étant optimiste !

Détection des piétons de nuit

Quel conducteur n'a pas été surpris dans la nuit en voyant surgir un piéton sur la route. Si généralement nous avons juste le temps de l'éviter, le législateur comme les constructeurs automobiles ont bien compris que les piétons étaient très vulnérables, surtout habillés de vêtements sombres. Il est donc vital qu'ils soient vus en portant des vêtements réfléchissants - c'est une obligation depuis quelques années - et que les conducteurs soient à même de les voir.

Puisqu'on ne peut pas toujours compter sur la prudence des piétons, la BMW Série 7 intègre depuis 2012 des caméras thermiques développées par la société FLIR spécialisée dans l'imagerie. Combinée à un radar et une fonction optionnelle (Driving Assistant), le système permet de détecter les obstacles et les piétons, sécurisant davantage la conduite. Cette caméra IR a une portée de 300 mètres.

BMW propose également deux options, Night Vision et Dynamique Light Sport qui permettent de détecter les piétons de nuit et de projetter sur eux un éclairage ciblé sans les éblouir.

A gauche, le système de détection d'obstacles et de piétons combinant un radar et un capteur infrarouge thermique (FLIR) proposé en 2012 par BMW en option sur la Série 7. A droite, le système Night Vision (FLIR) avec Dynamique Light Sport est capable de détecter un piéton de nuit et projette sur lui un éclairage directif sans l'éblouir. Documents constructeur.

Dans moins de 10 ans ces systèmes préventifs devraient être proposés d'usine ou en option sur tous les nouveaux véhicules et d'autant plus rapidement que ce genre de système participe activement à la sécurité.

Affichage HUD et réalité augmentée

Pour le confort et la sécurité de la conduite, le système de vision "tête haute" tel le HUD de BMW mis au point par Continental permet d'afficher certains paramètres du véhicule (vitesse, direction, distance, etc) par projection sur le pare-brise. De tels systèmes équipent également des modèles haut de gamme chez GM et Toyota.

L'avenir s'oriente vers des systèmes HUD à réalité augmentée : non seulement le système projète les données du tableau de bord sur le pare-brise mais également des données de navigation et des alertes (guidage GPS, signalisation, obstacle éventuel, données météo, etc) transmise par Internet. En fait, toutes les options qui s'affichent aujourd'hui sur un GPS s'afficheront demain dans le système HUD.

Si le but est d'offrir au conducteur toutes les informations utiles à hauteur du pare-brise sans qu'il n'ait à détourner son regard de la route, trop de données peuvent aussi nuire en réduisant la visibilité, rendant la lecture difficile et pire, distraire le conducteur en situation d'urgence.

Déjà actuellement, tout en regardant la route, il est difficile pour un conducteur de contrôler plus de dix boutons sur un volant, sans parler des signaux d'alertes qui s'affichent sur le tableau de bord et d'écouter en même temps son passager.

A voir : The Aeon Project

HUD Pioneer CyberNavi (En anglais) - Mercedes DICE

Ci-dessus à gauche, le système de visée à tête haute (HUD) optionnel de BMW (séries 3 et supérieures). A droite, le prototype de HUD avec réalitée augmentée développé par MVS. Ci-dessous un autre prototype de HUD avec réalité augmentée.

Aujourd'hui, le tableaux de bord des derniers modèles d'automobiles ou les GPS reliés au système RDS et à Internet permettent au conducteur de sélectionner les informations à afficher. A l'avenir, le système HUD devra offrir la même souplesse. Toutefois, il est possible que ce type de service soit payant, notamment si le client souhaite plus d'informations que celles proposées dans la version de base du kit HUD ou s'il souhaite les afficher à un endroit particulier du pare-brise.

Des voitures connectées

L'avenir est non seulement aux véhicules électriques mais également connectés, équipés d'écrans interactifs. En attendant la commercialisation des modèles futuristes présentés au cours des salons de l'automobile, notamment le prototype F 015 de Mercedes, les innovations sont beaucoup plus terre à terre mais déjà très performantes.

A voir : Mercedes-Benz F 015 Luxury in Motion

Au cours du Salon de l'automobile qui s'est tenu à Détroit 2015, Mercedes-Benz a présenté le prototype "F 015" dans lequel toutes les commandes mécaniques ont été supprimées à l'exception du volant et des pédales, et remplacées par une instrumentation numérique et tactile. Dans ce véhicule futuriste, les sièges pivotent sur leur axe et des écrans tactiles occupent toute la longueur du tableau bord et ont été intégrés dans les quatre portières. Ces innovations ne seront toutefois pas commercialisées avant quelques années et souvent sous une forme édulcorée.

C'est en 2014 au Salon de Genève qu'Apple présenta CarPlay, le premier système intégré permettant d'accéder aux fonctions multimédia (GPS, radio, y compris à l'iPhone) du véhicule par commande vocale. Les plupart des constructeurs supportent cette interface pour citer BMW, Chevrolet, Ford, Honda, Hyundai, Jaguar, Kia, Land Rover, Mercedes, Mitsubishi, Nissan, Opel, PSA Peugeot Citroen, Subaru, Suzuki, Toyota, VW, Volvo, y compris quelques constructeurs prestigieux comme Ferrari et Porsche.

CarPlay offre également de nouveaux services. Le système affiche par exemple automatiquement les adresses qui figurent dans les e-mails ou les SMS les plus récents. Comme les GPS de dernière génération ou Sync de Microsoft qu'on retrouve sur les Ford, CarPlay peut aussi afficher les adresses des restaurants les plus proches. Sync va jusqu'à gérer les arrêts le long du trajet et permet même de choisir le type de cuisine des restaurants.

Concernant la prise d'appel au volant, BMW, Apple et Microsoft notamment privilégient les commandes vocales. Il suffit de prononcer le nom du contact et de dicter le message à envoyer. Le système peut aussi lire les SMS à haute voix.

Le principal concurrent de CarPlay (et de Sync) est bien entendu le système Google Play sous Android adopté par tous les autres constructeurs et par de plus en plus de constructeurs historiques ayant choisi CarPlay qui proposent à présent les deux solutions à leurs clients. Google propose ces "apps" par constructeur (par exemple BMW, Mercedes, VW-Audi-Seat-Skoda, PSA).

Si sur le papier la solution Google Play est équivalente au CarPlay, les tests et les avis des utilisateurs ont vite montré leurs différences : la version Android n'est pas aussi performante que CarPlay et présente même quelques bugs agaçantes (2015) : ainsi le système de reconnaissance vocale sous Android ne comprend pas tous les mots ou exige une action sur l'écran tactile.

CarPlay est plus performant et intuitif que Google Play mais son usage reste limité aux produits propriétaires d'Apple. Si les marques prestigieuses l'ont choisi, ce n'est pas parce que leurs clients utilisent des produits Apple comme ils le prétendent devant les caméras mais parce que CarPlay ne communique pas d'informations sur le véhicule au QG d'Apple. En revanche, Google Play élargit la connectivité à tous les systèmes sous Android mais il s'avère que Google s'accorde le droit d'extraire des informations techniques sur le véhicule sans en informer le conducteur ni le constructeur (comme par. la vitesse, la température du moteur, etc.).

A  voir : Xee - Road Eyes Cams

A gauche, le système CarPlay d'Apple intégré dans le tableau de bord est relié à l'iPhone. A droite, le système de navigation GPS de la VW Phaeton relié à Google Earth. Le même système de navigation est proposé chez Audi et devrait se généraliser à l'avenir chez tous les constructeurs.

Avec les progrès constants réalisés en informatique et dans la miniaturisation, ce marché est en pleine expansion et présente des innovations à tous les salons de l'auto et autre CES. Ainsi quelques développeurs comme Qualcomm ont pensé aux conducteurs n'ayant pas d'écran tactile à bord de leur voiture pour lesquels il propose une solution qui connecte automatiquement le smartphone lorsque le conducteur pénètre dans l'habitacle. Il a également développé un processeur spécifique, la série Snapdragon 820, pour ce type d'applications.

De leur côté, Xee et Road Eyes proposent des apps sous Android (qu'on retrouve également sur Google Play) qui permettent de déverrouiller les portes et d'entrer dans le véhicule d'un simple geste sur un smartphone tactile. En quelques années, ce type d'applications se compte par centaines.

Outre la fonction GPS intelligent et de service de parking, la voiture connectée gère également la bibliothèque de musique stockée dans le smartphone et peut évidemment se connecter à Internet, certains constructeurs allant jusqu'à remplacer la carte traditionnelle du GPS par celle bien plus réaliste et conviviale de Google Earth.

Le tableau de bord du combi VW Budd-e présenté en 2016 est flottant, entièrement numérique et tactile. Le combi comprend également un écran d'infotainment de 31". Vous trouverez d'autres photos sur le site Design Boom.

Si aujourd'hui on trouve encore sur nos routes quelques anciennes voitures des années 1960 quasiment 100% manuelles et sans options, la haute technologie s'intégre totalement aux nouveaux véhicules électriques pour ne citer que le Budd-e, le nouveau combi de VW présenté au CES de La Vegas début 2016.

Selon un étude du cabinet Ernst & Young, plus de 100 millions de voitures seront connectées en 2025, dont 88% des nouveaux véhicules. Après ses iPod, iMac, iPhone et iPad, Apple va-t-il proposer une iCar ?

Mais que pense le législateur de ces voitures connectées ? Si ces capacités de communiquer et d'avoir des connexions Internet intégrées dans la voiture sont des inventions très pratiques, sur le plan légal elles sont en contradictiona avec l'esprit de la loi sur la sécurité routière qui dit clairement que le conducteur doit rester maître de son véhicule en toute circonstance. C'est en tout cas l'opinion du législateur européen.

Aujourd'hui, on peut recevoir une contravention rien que pour le fait d'avoir entre les mains un smartphone au volant. Le système "main libre" apporte une aide au conducteur mais étant donné qu'il interfère avec la conduite, il distrait le conducteur au même titre que la consultation de l'ordinateur de bord, de plus en plus associé à un écran tactile multifonction comprenant notamment le GPS et l'accès à Internet. Le fait que le conducteur soit obligé de détourner son attention de la route pour le consulter et encoder des commandes représentent autant de risques potentiels pour la conduite.

Il est donc probable qu'à l'avenir les fabricants devront s'adapter à la législation au risque que les systèmes connectés soient mis en veilleuse dès que le véhicule prendra la route. Les systèmes vocaux et les affichages tête haute sont donc une alternative d'avenir. En revanche, le jour où des véhicules autonomes pourront rouler librement sur nos routes, la distraction au volant ne se posera plus de problème.

Des véhicules autonomes

Quel est l'intérêt de disposer d'un véhicule autonome et donc sans conducteur humain à la conduite ? D'abord c'est une question de bon sens : on applique les innovations technologiques aux objets que nous utilisons quotidiennement pour traiter les actions plus rapidement afin de nous rendre les choses plus faciles et sans risquer d'erreur humaine.

L'idée de développer une voiture sans conducteur trouve son origine dans l'aviation. Afin de réduire les erreurs de pilotage et les accidents, les avions civils comme militaires (dont le F-4 de la Navy dès 1958) ont été équipés de commandes électriques puis d'ordinateurs de bord et de pilote automatique. Relié au système de contrôle radar, l'avion peut voler, manoeuvrer et atterrir aux instruments, sans assistance manuelle.

Les statistiques prouvent que le pilotage automatique réduit le taux global d'erreurs sur les avions et par conséquent le nombre d'accidents et de morts (il y a même des cas où des contrôleurs aériens et des pilotes furent à l'origine d'accidents car ils ont fait plus confiance à leurs sens qu'aux instruments alors que l'ordinateur avait calculé bien plus vite et correctement tous les paramètres de vol).

La problématique est la même sur la route où, lorsque un incident survient, le temps de réponse et les réflexes (liés à l'expérience) jouent un rôle essentiel dans l'évitement de l'accident. Il est donc vital d'être assisté par un ordinateur capable d'évaluer les risques en temps réel et qu'il prenne la main sur la conduite manuelle en cas d'urgence.

La voiture "sans pilote" ou  plus précisément autonome est une idée qui remonte aux années 1920 et 1930 mais ce n'est que dans les années 1980 que les constructeurs ont obtenu des résultats concluants dans le cadre du projet européen Eureka "Prometheus" qui rassemblait Daimler-Benz, BMW, Jaguar et PSA. En parallèle, le DARPA organisa son Grand Challenge à titre expérimental.

A gauche, un véhicule autonome équipé d'un système de conduite piloté par ordinateur mis au point par Google en 2011. Depuis 2012, le système est homologué au Nevada où ce type de véhicule peut rouler sur la voie publique. A droite, l'administration américaine de la sécurité routière (NHTSA) a déjà anticipé le futur de l'automobile en définissant 5 niveaux de conduite, le Niveau 4 étant celui où le véhicule est autonome.

Aujourd'hui, les constructeurs proposent des régulateurs de vitesse dynamiques sur les véhicules, des systèmes de maintien de trajectoire et de freinage automatique devant un obstacle. Combiné cela avec un GPS, des caméras, un radar, un lidar et des capteurs de proximité reliés à un ordinateur, il ne faut pas plus pour mettre au point un véhicule autonome.

Audi, BMW, Cadillac, Ford, GM, Nissan, Mercedes-Benz, PSA, Tesla, Toyota et Volkswagen notamment étudient ces systèmes de conduite automatique et proposent déjà des véhicules de série capables de se diriger seuls. Les universités de Standford, de Parme, d'Oxford et des entreprises comme ARGO, Autoliv, Bosch, Google, VisLab, VIAC notamment développent également cette technologie.

Toutefois, sur certains modèles ce mode de conduite n'est qu'une assistance temporaire qui exige la reprise de la conduite manuelle au bout d'un certain temps (en apposant les mains fermement sur le volant), après un freinage ou pour effectuer certaines manoeuvres (par ex. le passage de la marche-arrière/marche-avant).

En 2011, Ulrich Pfundmeier, expert de la conduite dynamique chez BMW disait encore : "Mon avis personnel est que dans 10 ou 15 ans nous conduirons [des véhicules sans pilote] sur autoroute à une vitesse de peut être 120 [km/h]. Vous direz à votre système de navigation où vous souhaitez vous rendre et vous prendrez l'autoroute et lirez peut-être le journal". La technologie a été plus vite que son imagination !

En effet, en 2011, Google a mis au point un système de conduite automatique offrant des résultats très impressionnants. Ce système est basé sur la technologie lidar (un radar basé sur la lumière plutôt que des ondes radios) et analyse 3 millions d'informations par seconde afin d'offrir une réactivité en temps-réel.

D'abord limité à la conduite sur circuit et sur parking par sécurité, le système "Driverless" de Google a rapidement prouvé son efficacité. Il est par exemple capable de négocier des virages serrés à plus de 80 km/h tout en évitant les obstacles.

Le système de Google a été homologué en 2012 dans l'Etat du Nevada. Le véhicule dispose d'une plaque d'immatriculation spécifique (rouge) mais il peut rouler sur la voie publique, y compris sur les autoroutes. Peu après, la Californie autorisa également les tests sur la voie publique et le Michigan fit de même en décembre 2013.

Après avoir parcouru plus de 300000 km sans accident, la Google Driverless Car prouve que la technologie est au point.

Un autre prototype a même été conçu pour les aveugles. Cette voiture compacte est uniquement pilotée par un ordinateur... et l'effet est bluffant !

Actuellement le résultat le plus surprenant est la conduite sportive. En 2014, Audi testa sur les circuits d'Hockenheim et d'Ascari une Audi RS 7 Concept Sportback Quattro autonome. Equipée de capteurs et d'un imposant dispositif informatique placé dans le coffre, sa position était déterminée par GPS à 20 cm près. Ce véhicule de 560 cv était bridé à 90% de sa puissance. L'autopilote Bobby fut également entraîné pour conduire ce véhicule comme un pilote de course.

L'autopilote Bobby boucla le circuit d'Ascari en 2:25 min et atteignit 220 km/h sans commettre la moindre erreur. Le pilote de rallye Anthony Beltoise se mis ensuite au volant d'une RS 7 manuelle débridée et boucla le circuit en 2:10 min. Il précisa qu'il dû freiner très tard dans les courbes serrées pour améliorer de 9% le temps de Bobby.

Ces essais démontrent que les ingénieurs en construction automobile et robotique peuvent aujourd'hui nous proposer des véhicules autonomes offrant le même niveau de performance et de sécurité voire même supérieur à celui d'un véhicule classique. Ce n'est déjà plus une idée futuriste.

A voir : Audi RS 7 Concept autonome - Hockenheim (2014)

L'Audi A7 auto-pilote : elle se passe de conducteur ! (sur le blog, 2013)

Conduite sur parking - Sur route (2011)

 A gauche, en 2014 l'Audi RS 7 Sportback Concept Quattro autonome fut testée sur circuit jusqu'à 220 km/h. A droite, le système autonome testé par BMW en 2011. A l'inverse des Etats-Unis, en Europe un véhicule ne peut pas rouler sur la voie publique s'il n'y a pas de conducteur à bord.

Il fut une époque où on pensait qu'à l'avenir il faudrait adapter les voies publiques pour gérer les "convois" de voitures sans pilote, comme on le testa un certain temps sur les "highways" américaines. Mais avec l'évolution de la technologie et de l'intégration, aucune adaptation n'est nécessaire, ce qui est une bonne nouvelle pour les collectivités locales ou fédérales et pour le porte-feuille des usagers de la route.

En Europe, la législation actuelle interdit de rouler avec un véhicule autonome. La Convention de Vienne de 1968 sur la circulation routière dit que tout véhicule doit avoir un conducteur à bord responsable de la conduite.

A terme, à mesure que les constructeurs automobiles prouveront que les systèmes de conduites autonomes sont fiables, on peut imaginer que le ministère accordera des dérogations et qu'ensuite la Convention de Vienne et les lois nationales seront amendées à mesure que les besoins seront plus pressants.

Mais il ne faut pas espérer que le législateur insère bientôt le mot "robot" ou "système autonome" auprès de celui de "conducteur" dans les textes de loi. Car cela voudrait dire que le robot aurait un statut juridique et voix de citer. De cela, on en reparlera dans quelques générations.

Aujourd'hui d'un point de vue juridique, la question est simple et ne souffre aucune exception ni aucun dilemme : en cas d'accident de la route n'impliquant pas la responsabilité de l'autorité publique, soit le conducteur est fautif soit le constructeur du véhicule. Il n'y a pas de place dans le prétoire pour entendre la voix de l'ordinateur de bord qui n'a pas de statut juridique.

Une Google car accidentée photographiée en juillet 2012 à Bristol dans le Connecticut. Document Grangerm/WebProNews.

En cas d'accident où le système de conduite assistée ou de pilotage automatique est mis en cause, si les résultats de l'enquête prouvent la faute du constructeur (un défaut de fabrication, de programmation, etc), dans ce cas le constructeur est juridiquement responsable et doit assumer les conséquences.

En 2015, Google a tout de même admis que la Google Car a fait l'objet de 12 accidents de la route (sans blessures) depuis 2010, précisant que leurs véhicules parcourent plus de 16000 km par semaine. Google prétendait que leurs voitures n'avaient jamais été responsables d'accidents mais le géant américain a toujours refusé de publier les procès-verbaux. Malheureusement, pour contredire les statistiques, en 2018 une Goggle Car percuta mortellement un piéton, mettant fin aux essais sur route du géant américain.

Les experts de Mercedes estiment que si 10 à 15% des voiture présentes sur la route étaient automomes, le trafic sera plus fluide et la circulation plus régulière. Plus il y aura de véhicules autonomes, moins il aura d'accidents et plus les routes seront sûres et les conducteurs calmes et déstressés au volant.

A terme, le permis de conduire ne sera plus nécessaire le jour où les non-voyants pourront conduire. Le permis restera indispensable pour les pilotes d'essais ou les personnes souhaitant conduire manuellement leur véhicule, par exemple pendant leurs loisirs.

La voiture volante

Dans les années 1962-63, la chaîne américaine ABC diffusa la série de dessins animés "The Jetsons" produit par Hanna-Barbara. Cette série mettait en scène une famille américaine du futur vivant dans un appartement ultra moderne et se déplaçant en voiture volante.

A voir : The Jetsons

Cette idée de pouvoir se déplacer partout, rapidement et librement dans les trois dimensions a toujours séduit l'homme. En revanche, la réalisation d'un tel projet exige une expertise très pointue et doit tenir compte d'exigences spécifiques à ce moyen de transport comme la sécurité aérienne, celle des passagers et éventuellement a navigation aux instruments car il est probable que son pilote devra également l'utiliser par faible visibilité ou durant la nuit.

Si les avioneurs maîtrisent ces technologies, seul Saab s'était lancé dans la fabrication de véhicules mais cessa toute activité de production en 2014.

Si de nos jours l'usage des ULM et autres drones est déjà surveillée de près par l'aviation civile et la gendarmerie, l'idée que le ciel serait à l'avenir encombré de véhicules volant de poche ou familiaux (sedan, break et monospace) devra faire l'objet d'une nouvelle législation et d'une surveillance à grande échelle à peine imaginables aujourd'hui.

D'ailleurs aujourd'hui il est interdit à un avion de circuler sur les routes sans modifications, preuve que le législateur n'est pas prêt à changer la loi d'aussitôt. C'est donc d'abord aux constucteurs de s'adapter à la législation, cette dernière pouvant amender les lois en fonction des usages.

Malgré ces contraintes d'ordres techniques, légales et pratiques, l'idée de construire une voiture volante est restée dans les tiroirs des constructeurs depuis plus d'un siècle, espérant qu'elle prenne un jour son envol pour de bon.

Déjà en 1940, Henry Ford avait déjà envisagé cette possibilité : "Notez mes mots : un avion combiné à une automobile arrive. Vous pouvez sourire, mais il viendra".

A gauche, le Terrafugia TF-X est un petit avion qui a l'autorisation de rouler sur les routes américaines. En 2015, il reçut l'autorisation de la FAA d'effectuer des vols d'essais dans l'espace aérien américain. Il devrait être commercialisé en 2017. A droite, le prototype d'avion convertible en automobile inventé par AeroMobil. Il fut présenté à Vienne en 2014.

Avec quelques décennies de retard, un premier projet vit le jour en 2006 lorsque la société américaine Terrafugia proposa de fabriquer un avion de poche capable de rouler sur la route grâce à des ailes escamotables et des hélices repliables et orientables.

Ce projet se concrétisa en 2013 avec le modèle TF-X dont voici une vidéo. En 2015, la FAA autorisa le constructeur à effectuer des vols d'essai dans l'espace aérien américain. Le TF-X pourrait être commercialisé en 2017 et proposé pour la modique somme de 300000$. Le pilote de ce véhicule ultra-léger de 4 places doit disposer d'une licence de vol (en dehors ou dans les zones aériennes contrôlées) et d'un permis de conduire.

Si cette invention est réaliste, elle est avant tout destinée à un marché de niche, en particulier à des amateurs d'aviation vivant dans des lieux isolés utilisant plus couramment l'avion ou l'hélicoptère que leur voiture.

Plus récemment la société slovaque AeroMobil fondée en 2013 par le designer Stefan Kelin a développé un concept similaire avec un avion convertible en automobile. Le dernier prototype baptisé AeroMobil 3.0 fut présenté le 29 octobre 2014 à Vienne.

Cette invention est équipée d'un moteur à explosion Rotax 912 qu'on installe généralement dans les petits avions de tourisme (Merlin, Trener, etc), les ULM et les drones. Il développe 80 ch pour une cylindrée variant entre 1.2 et 1.3 litres. Il peut voler à 200 km/h et rouler à 160 km/h pour une autonomie de 700 km dans l'air et 875 km sur la route. Il ne lui faut qu'une piste de 250 mètres pour décoller (cf. cette vidéo). Malheureusement, ce genre d'engin ne peut pas découler depuis les routes européennes.

S'il peut effectivement rouler sur la route où il ne prend pas plus de place qu'un break, c'est un biplace présentant des angles morts encore plus importants qu'une voiture sportive de haut standing et dont le train arrière reste celui d'un empennage escamoté d'avion avec tout l'encombrement, la manque de sécurité (l'hélice et les ailerons sont apparents) et la fragilité que cela représente.

Comme l'invention de Terrafugia, l'AeroMobil reste avant tout un avion de tourisme et accessoirement une petite voiture. Ils ne sont donc pas franchement destinés à s'insérer dans le trafic dense des mégapoles ni destinés au grand public, en revanche ces modèles seront bientôt commercialisés, avis aux amateurs fortunés.

Mais fondamentalement, l'AeroMobil n'a aucun avenir contrairement au Terrafugia. Le véhicule de l'avenir est un système de type VTOL, à décollage et atterrissage verticaux grâce à des hélices ou des turbines orientales.

Une autre idée plus intéressante et résolument orientée vers les besoins des usagers de la route fut proposée en 2011 par Volkswagen. Le constructeur allemand lança le projet open-source "People's Car Project" en Chine. VW Shanghai demanda aux jeunes designers chinois de lui proposer des idées en imaginant la voiture volante du futur. VW reçut 119000 réponses ! Parmi les concepts prometteurs, il y avait un modèle de voiture "flottante" qui fut présenté en vidéo au Salon de Beijing.

A voir : Introducing TF-X: Terrafugia's Vision for the Future

Le concept "floating car" proposé par un étudiant chinois de Chengdu à VW en 2011. Cf. la vidéo sur Youtube.

Ce véhicule futuriste imaginé par un étudiant en design de Chengdu est un véhicule "flottant" qui donne une bonne idée de la manière dont pourrait s'intégrer un véhicule volant dans notre réseau urbain. Ce concept est un véhicule deux places ressemblant à une très grande roue de camion équipé de belles vitres panoramiques. Si le système de propulsion n'a pas été clairement décrit - ce n'est pas le rôle des designers - il pourrait exploiter un système de propulsion électromagnétique (certains évoquent même d'anti-gravité beaucoup plus utopique), il affiche zéro émission et dispose de capteurs extérieurs pour éviter les collisions.

Le constructeur allemand n'a pas dit s'il allait le commercialiser mais a tout de même avoué qu'il allait réfléchir à cette idée, ce qui ne veut pas dire grand chose. Penser qu'il sera commercialisé reste aujourd'hui utopique, mais on peut rêver !

Des voitures commandées par la pensée

En 2006, le Pr. Raúl Rojas de l'AutoNOMOS Labs intégré à l'Artificial Intelligence Group de l'Université libre de Berlin a développé avec son équipe et le support du DARPA le "BrainDriver", un casque contenant 16 capteurs mesurant les signaux radioélectriques émis par le cerveau. Après étalonnage, les signaux peuvent être interprétés par un ordinateur et actionner le volant et les pédales du véhicule par la simple volonté psychique du conducteur. En 2007, ce projet est arrivé en demi-finale du DARPA Urban Challenge.

A voir : BrainDriver - a man controlled car

En 2010, le même groupe de chercheurs a également développé le système "eyeDriver", un casque surveillant les mouvements oculaires pour diriger l'orientation des roues d'un véhicule. L'accélérateur est contrôlé par un copilote placé à l'arrière du véhicule.

Dans un futur éloigné, on peut imaginer que le catalogue du concessionnaire que vous consulterez en réalité virtuelle et en 3D vous proposera deux types de système de conduite : celui proposé par défaut autonome et piloté par ordinateur (la conduite manuelle n'étant plus recommandée et exigeant un permis de conduire) et le système piloté par la pensée avec reconnaissance ADN pour des raisons de sécurité, moyennant un test d'aptitude médical et une assurance complémentaire.

Le piratage des systèmes mobiles

Espérons que ces véhicules de nouvelle génération seront bien sécurisés d'un point de vue informatique. Car pirater le système informatique d'un véhicule peut avoir des conséquences fatales... Les systèmes de navigation GPS ayant déjà été piratés, sans parler des smartphones, on peut raisonnablement imaginer que les systèmes mobiles embarqués deviennent également la cible des pirates. Ce sera d'autant plus vrai à l'avenir que le conducteur d'un véhicule électrique pourra accéder à toutes les fonctions domotiques de son habitation depuis l'écran de son véhicule, à travers Internet et des liaisons Wi-Fi.

Ainsi une action anodine comme payer un parking par exemple avec un smartphone oblige le gestionnaire à mettre en place un système de communication crypté entre le GSM et le serveur. Si les administrations concernées et même le constructeur CISCO prétendent que c'est le cas, des pirates informatiques ont démontré (notamment à Lille, en France) que des installations de ce type peuvent être piratées. Y avez-vous pensé quand vous payez votre parking par GSM ou accédez à des données personnelles depuis la connexion Internet de votre véhicule ? Sachez que le risque de piratage n'est pas nul.

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