Ces derniers temps, la voiture autonome devient un sujet de discussion populaire. Ainsi, nous avons récemment consacré un dossier aux startups qui évoluent sur ce secteur.
Et pour cause, ce système de transport pourrait bien provoquer la plus grande révolution sociétale et industrielle des prochaines décennies. Mais pour ceux qui commencent tout juste à se familiariser avec les nouvelles technologies de mobilité, le terme « voiture autonome » peut être quelque peu déroutant.
Qu'est-ce que ce mode de transport ? Comment fonctionne-t-il exactement ? Cet article se veut être un guide complet sur les véhicules autonomes tout en examinant la technologie qui les alimente.
Qu'est-ce qu'une voiture autonome ?
Que ce soit un véhicule automatisé, connecté ou sans conducteur, ce sont des termes connus pour indiquer une voiture autonome. Ces concepts font référence aux automobiles qui peuvent se piloter sans intervention humaine.
Principalement, ces derniers sont dotés d'un système informatique interne. Ce dernier peut prendre en charge une partie ou la totalité des tâches de conduite. Bien entendu, cela implique des technologies de pointe, même si le résultat se traduit par le simple fait de stationner. Ainsi, il existe une myriade d'entrées, de variables et de processus de décision à prendre en compte.
Comment fonctionne une voiture autonome ?
Tout d'abord, les capteurs d'une voiture autonome lui permettent de se faire une idée de l'environnement, en d'autres termes, de ce qui se trouve à proximité. L'une des principales fonctions de ces systèmes de transport intelligents est de détecter les obstacles ou les objets en mouvement et de les contourner afin d'éviter les collisions.
Un émetteur-récepteur radar envoie une onde radio qui se réfléchit sur les obstacles et rebondit sur ce détecteur pour son analyse. Le Sonar et le Lidar fonctionnent de la même manière que ces émetteurs sauf qu'ils utilisent le son et les lasers au lieu des ondes radio.
Des informations envoyées en permanence par les satellites
Outre ces capteurs embarqués, les véhicules sans conducteur se servent de caméras ainsi que des technologies de positionnement par satellites. Une voiture autonome prend toutes ces données d'entrée et les synthétise pour obtenir un modèle tridimensionnel très précis de ce qui les entoure.
En actualisant constamment ces informations des dizaines, voire des centaines de fois par seconde, les systèmes de véhicules autonomes peuvent déterminer quels objets sont en mouvement. Ils sont aussi capables de prédire leur trajectoire quelques secondes à l'avance.
Une autre fonction des voitures connectées consiste à actionner le freinage, l'accélération et la direction. Pour ce faire, les véhicules connectés doivent être reliés aux unités de contrôle électronique (UCE).
Les différents niveaux d'autonomie SAE d'une voiture autonome
Les systèmes de conduite avancés assurent d'importantes fonctions de sécurité. Notamment les alertes de danger avant la collision, l'assistance à la direction et le freinage automatique. Cependant les véhicules à conduite autonome améliorent ces technologies en supprimant complètement la nécessité d'un conducteur.
En fait, il existe des « niveaux » d'autonomie définis par la Society of Automotive Engineers (SAE), qui se décomposent comme suit :
Niveau 0 ou pas d'automatisation
À ce niveau il n'y a pas de fonctionnement autonome d'un véhicule. Ainsi, ce dernier fonctionne au niveau d'autonomie SAE 0.
Aide à la conduite ou niveau 1
Ce stade permet à un véhicule d'assister un conducteur avec des fonctions spécifiques, comme le régulateur de vitesse adaptatif (ACC). La voiture peut prendre en charge soit l'accélération/freinage, soit la direction, mais pas les deux en même temps.
Automatisation partielle pour le niveau 2
À cette étape, les systèmes automatisés sont capables de prendre le contrôle total du véhicule. Toutefois, le conducteur doit être prêt à intervenir si le système ne reconnaît pas un danger potentiel.
Les niveaux supérieurs suppriment le besoin d'un conducteur.
Automatisation conditionnelle pour le stade 3
Pour ce niveau, le véhicule peut prendre entièrement en charge la conduite dans un ensemble limité de circonstances. Les conducteurs peuvent retirer leurs mains du volant. Toutefois, ils doivent toujours garder leur attention sur la route et sur leur environnement immédiat. En effet, ils doivent être en mesure d'intervenir à tout moment.
Haute automatisation pour le niveau 4
Dans cette catégorie, le conducteur peut en toute sécurité détourner toute son attention des tâches de conduite et laisser le système automatisé prendre le contrôle total. Cette fonctionnalité est actuellement limitée à des zones géo clôturées spécifiques et à d'autres environnements relativement contrôlés
Niveau 5 ou automatisation complète
Ce statut d'autonomie correspond à ce que la plupart des gens envisagent lorsqu'ils pensent à des véhicules autonomes. Ce niveau désigne une voiture capable de circuler librement sur la voie publique sans aucune intervention humaine.
Voiture autonome : les avantages de l'auto conduite
Pour quelle raison les véhicules autonomes sont-ils nécessaires ? La réponse immédiate semble évidente : pour améliorer la sécurité.
Chaque année, les accidents de la route font au moins 1,35 million de morts dans le monde. Un objectif commun des concepteurs de voitures autonomes est d'atteindre un jour la « Vision Zéro ». Ce dernier vise à réduire à zéro le nombre de décès liés à la circulation grâce à l'adoption universelle de véhicules autonomes sur les voies publiques.
En plus de la sécurité, il y a les facteurs de confort et de commodité à prendre en compte. Grâce aux progrès rapides de la technologie de contrôle de la voiture, les conducteurs peuvent se détendre et communiquer avec leurs passagers. Ces technologies leur permettent de profiter des divertissements interactifs à l'intérieur de leur voiture sans conduire.
De fait, cette infodivertissement (infotainment en anglais) deviendra de plus en plus immersive au fil de l'évolution technologique. Les expériences de réalité augmentée (AR) et de réalité virtuelle (VR) offrent aux occupants des véhicules la possibilité de tirer parti de leur situation et de leur environnement réel. Cette technique améliore leur productivité et leurs loisirs.
Quand les voitures deviennent autonomes, les systèmes de transport intelligents (STI) pourront utiliser l'intelligence artificielle (IA) et le Big Data. Ainsi, cette méthode optimise les flux de circulation sur les routes et rend plus efficaces les trajets de millions de voyageurs.
Bilan du développement des voitures autonomes
Actuellement, de nombreux véhicules neufs sont dotés d'une assez grande autonomie définie par la SAE. Ils intègrent certaines capacités considérées comme des caractéristiques de niveaux 1 et 2 de cette norme. Notamment le régulateur de vitesse adaptatif (ACC), l'assistance au maintien de la trajectoire (LKA) et l'aide active au stationnement (PAP).
Certaines voitures sont allées plus loin et ont bénéficié de fonctions avancées, telles que la reconnaissance des panneaux de signalisation (TSR) et la commande à distance du service de voiturage.
Toutefois, le fonctionnement de niveau 3 de la SAE n'a été inclus jusqu'à présent que pour une poignée de modèles, dont des Audi, des Nissan et des NIO. Ce stade est toutefois limité aux autoroutes. En plus, il n'est possible qu'à faible vitesse ou sur une seule voie, selon le constructeur automobile.
Pour la norme SAE niveau 4, il faut se tourner vers les services de « robotaxi » qui sont exploités par des sociétés comme Waymo, Aptiv et DeNA. Dans des zones limitées et précisément définies, les robotaxi de ces entreprises peuvent prendre en charge la plupart des tâches de conduite. Toutefois, dans de nombreux cas, un conducteur de réserve reste présent dans le véhicule pour des raisons de sécurité.
État d'avancement des systèmes autonomes
En ce qui concerne les systèmes de transport sans conducteur de niveau 5, il convient d'utiliser d'autres types de voitures autonomes de faible capacité, comme les minibus. Ils sont actuellement utilisés dans un nombre très limité d'endroits dans le monde, y compris certains aéroports et parcs de bureaux.
Ces automobiles sont littéralement dépourvues de tout contrôle manuel de la conduite, ainsi que de tout ce qu'on pourrait appeler un « siège conducteur ». En même temps, nombre d'entre elles ne fonctionnent pas dans un trafic mixte. Elles circulent sur des voies spéciales ou des routes réservées, et seulement à faible vitesse (moins de 40 km/h).
Pour constater les plus grandes avancées en termes de fonctionnalités autonomes définies par la SAE, il faut sans doute examiner d'autres types de véhicules autonomes. En particulier les camions, les bus et les voitures industriels et commerciaux. Dans certains de ces cas, des fonctions claires basées sur les tâches facilitent la conduite autonome et s'adaptent mieux aux contraintes ou environnements d'exploitation particuliers.
Voiture autonome : l'avenir de ce type de transport
Les constructeurs automobiles seront de plus en plus nombreux à ajouter à leurs offres des modèles avec une capacité SAE de niveau 3 spéciale autoroutes. À un moment donné, cette opération passera au stade 4 de la cette norme, mais uniquement sur les autoroutes.
Pour des raisons liées à la responsabilité juridique, il faut encore attendre quelque temps avant de voir le fonctionnement des SAE de niveau 3 ou 4 sur les routes communes. Cela est dû au fait qu'en 2018, une voiture à conduite autonome Uber a accidentellement tué un piéton en Arizona, aux Etats-Unis. Cet incident a provoqué une onde de choc dans l'industrie des voitures autonomes. Il a également conduit à un réexamen de nombreuses pratiques de test.
Cependant, il est possible que certains fabricants automobiles autorisent l'activation des versions 4 ou 5 de la norme SAE dans certaines zones géographiques.
En résumé, le chemin a été long en matière de recherche et de développement pour arriver au niveau actuel de la technologie des véhicules autonomes. Des véhicules d'essai ont parcourus plusieurs millions de kilomètres.
Si l'on se fie au passé récent, il est fort possible que d'ici 2025, le rêve longtemps envisagé d'une voiture entièrement autonome devienne réalité. Ainsi le mot « conduite » ne s'appliquera qu'aux machines et où les occupants d'un véhicule seront tous des passagers.
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