Le véhicule autonome est-il pour demain ?

Les nombreux concept cars aperçus sur les salons automobiles au cours des dernières années laissent présager de l’arrivée prochaine des véhicules sans conducteur. Des expérimentations à grande échelle sont en cours partout dans le monde et depuis le 1er septembre 2022, la France a elle-même franchi une étape significative vers le développement de véhicules dits autonomes.

Il ne fait donc aucun doute que dans le futur, les avancées croissantes des technologies connectées, de l’intelligence artificielle et de la conduite pilotée par ordinateur offriront aux utilisateurs la possibilité de choisir entre conduire eux-mêmes et être conduits. Une observation qui change la donne et ouvre la porte à de nouvelles perspectives en matière de mobilité.

Dans cet article, nous vous expliquons les très nombreux défis que les industriels doivent relever pour parvenir à proposer des véhicules totalement autonomes. Nous vous montrons également comment notre expertise dans les différents domaines relatifs à la cognition peut aider à développer les voitures du futur.

Comment fonctionne une voiture autonome ?

Un moyen de transport totalement autonome est un véhicule dont la conduite est intégralement automatisée grâce à différentes fonctionnalités. Pour cela, les constructeurs automobiles intègrent des dispositifs plus ou moins avancés, allant de l’antiblocage des roues (ABS) déjà très répandu à des systèmes d’aide à la conduite de pointe comme :

• Les capteurs de mouvements.
• Les radars de vitesse et de position.
• Le freinage d’urgence automatique (AEBS Piéton).
• Les détecteurs d’endormissement.
• Etc.

Ces dispositifs améliorent la sécurité en intervenant dans certaines situations sans action directe du conducteur. Initialement conçus pour apporter une assistance à la personne assise derrière le volant, ils contribuent aujourd’hui à cheminer vers la voiture pleinement autonome.

Les différents niveaux d’autonomisation.

Afin de déterminer le niveau d’autonomie d’un moyen de transport, il faut apporter des réponses précises aux questions clés suivantes :

• Il y a-t-il une intervention humaine pour contrôler les mouvements latéraux et longitudinaux ou cette tâche est-elle intégralement confiée à la machine ?
• Qui surveille les mouvements à l’extérieur, l’environnement, la météo, etc. ?
• Qui est responsable de la sécurité en cas de problème ?
• Dans quel périmètre la circulation de ces engins est-elle autorisée ?

En se basant sur les réponses apportées par les marques sur ces questions fondamentales, la SAE International (une association qui regroupe de plus de 128 000 ingénieurs et experts de par le monde, dans les industries automobiles et aérospatiales) a établi une classification sur 5 niveaux.

Niveau 0.

C’est le mode de conduite manuelle tel que nous connaissons et sans aucune assistance à la conduite (pas d’ABS, pas d’allumage automatique des phares, etc.). Toutes les opérations sont effectuées par le conducteur, ce qui implique une implication directe et de tous les instants.

Niveau 1.

La conduite est assistée, il y a collaboration entre l’humain et la machine dans le contrôle du véhicule. Des exemples de dispositifs de niveau 1 incluent le système antiblocage des roues (ABS) ou le régulateur de vitesse. Ce type de système est également appelé système « Foot Off », car il permet au conducteur de ne pas actionner les pédales d’accélérateur et de freinage lorsqu’il est activé.

Niveau 2.

La conduite est partiellement automatisée, la trajectoire de la voiture (mouvements longitudinaux et latéraux) est assurée par la machine. À bord d’une voiture de niveau 2, le conducteur peut lâcher temporairement le volant à condition qu’il reste vigilant à son environnement. Par exemple, sur autoroute, les voitures « autonomes » équipées de ce système sont capables de respecter les distances de sécurité et de rester sur leur voie sans en dévier. Ces types de systèmes sont aussi appelés « Hands Off ». Ils sont fréquents dans les voitures actuelles.

Niveau 3.

On parle ici de conduite conditionnellement automatisée. La gestion automatique de la trajectoire permet à la voiture de surveiller son environnement de conduite et d’alerter le conducteur en cas de nécessité impérative et immédiate d’une reprise en main. Dans des conditions spécifiques (lors d’embouteillages par exemple) ce niveau d’autonomie autorise brièvement le conducteur à détourner son regard de la route qui est alors surveillée par un logiciel informatique.

La voiture se déplace de manière autonome, respecte les distances de sécurité et reste dans sa voie. À la sortie des embouteillages, la voiture informe le conducteur de la nécessité de reprendre le contrôle du volant. Ce type de système est également désigné sous le nom de « Eyes off ».

Niveau 4.

Il s’agit d’une conduite hautement automatisée : la gestion automatique de la trajectoire et la surveillance de l’environnement assurent la sécurité, même en cas de défaillance ou d’événement imprévu. Cependant, l’automatisation de la conduite est actuellement limitée à certains pays, sur des routes spécifiques comme les autoroutes, et à des conditions météorologiques standards.

A ce niveau, l’humain donne délégation de conduite au véhicule, ce qui le libère complètement de toute action de vigilance et lui permet de se consacrer à d’autres tâches telles que regarder un film ou travailler sur un écran. Ces systèmes sont également qualifiés de « Mind Off ». Il est à noter que les voitures de niveau 4 sont encore au stade de prototype et ne circulent pas encore sur les routes. Cependant, certains constructeurs comme l’allemand Mercedes pensent qu’ils pourraient être commercialisés à l’horizon 2030, alors que l’américain Tesla les annonce pour 2024 ou 2025.

Niveau 5.

Le pilotage du véhicule est totalement automatisé et se fait donc sans conducteur, sur tous types de routes. Pour le moment, un tel véhicule connecté et autonome n’est pas d’actualité.

Les constructeurs face aux défis de la réglementation, des financements et de l’accueil des automobilistes.

Pour pouvoir proposer des voitures autonomes aux consommateurs, les professionnels de l’automobile doivent respecter des cahiers des charges très exigeants, ce qui implique de relever des défis technologiques importants et coûteux. Voyons cela plus en détail.

Du côté de la loi.

En France, les premiers véhicules dont le contrôle dynamique est entièrement délégué à un système automatisé ont été autorisés à prendre la route à partir du 1er septembre 2022. Cependant, cette conduite « autonome » est encadrée par des règles strictes :

• Le véhicule doit circuler sur une route interdite aux piétons et cyclistes.
• La route doit avoir une séparation physique entre les voies opposées.
• La vitesse du véhicule ne doit pas dépasser les 60 km/h.
• Le conducteur doit constamment être en mesure de reprendre le contrôle.
• Malgré cette autorisation, ce type de conduite reste dans les faits peu accessible, car rares sont les modèles correspondant au niveau d’autonomie spécifié à avoir été homologués et commercialisés.
• En ce qui concerne la réglementation future des voitures autonomes, bien que des dispositions juridiques couvrent déjà la circulation de ces véhicules (notamment en ce qui concerne la responsabilité du conducteur en cas d’accident), il est attendu une intensification des normes et des réglementations au fur et à mesure des avancées technologiques et de l’amélioration des systèmes automatisés.
  
  De plus, outre les aspects relatifs à la sécurité routière, les enjeux juridiques associés au développement de ces machines comprennent des aspects tels que la sécurité informatique des véhicules, la protection des données personnelles et non personnelles générées par l’utilisation des ordinateurs embarqués, ainsi que la place de ces véhicules connectés dans les processus de transition écologique et numérique.

Des innovations qui coûtent cher.

Entamé en 2015, le virage vers l’autonomie des véhicules gagne en importance au fil des années. Son marché devrait atteindre 460 milliards d’euros en 2030, comparativement à 5 milliards d’euros en 2018. Cependant, pour concrétiser cette révolution, d’importants investissements sont nécessaires, tant au niveau des compétences, des infrastructures que des constructeurs automobiles.

Si les coûts de développement se chiffrent en dizaines de milliards, les coûts de production et d’achat de ces véhicules demeurent eux aussi élevés, rendant actuellement ces innovations peu accessibles malgré leurs ambitions environnementales. Selon les experts, le prix d’un véhicule autonome oscille entre 270 000 et 360 000€. A lui seul, le système de télédétection par lasers LiDAR peut atteindre 68 000€ par véhicule. Comparés aux tarifs des véhicules électriques sur le marché (d’environ 30 000€ pour les modèles les moins chers à plus de 100 000€ euros pour les plus onéreux), ces véhicules restent hors de portée du grand public, même avec des aides gouvernementales.

Quels usages pour le véhicule autonome ?

Le modèle économique des véhicules autonomes privés est étroitement lié à l’adoption progressive des différents niveaux d’autonomie par les particuliers. Cette transition devrait s’opérer au fil de l’établissement de nouvelles habitudes de conduite et du renouvellement du parc automobile.

Un attrait potentiel réside dans les services que les constructeurs mettront en place, visant à enrichir l’expérience utilisateur à bord. Comme c’est le cas pour toute nouvelle technologie, à l’instar des smartphones qui dépassent largement leur fonction initiale de simple dispositif téléphonique, les voitures autonomes de niveaux 4 et 5 seront rapidement détournées de leur objectif premier, la simple mobilité. En usage privé, on envisage que les voitures autonomes seront exploitées pour des moments de divertissement en famille, offrant la possibilité de contempler le paysage, de jouer en ligne, tout en suggérant des restaurants ou des sites touristiques à proximité du trajet défini, voire en informant sur le trafic en temps réel.

Pour un usage professionnel, ces futurs véhicules autonomes pourraient rapidement se transformer en un second bureau, offrant la possibilité de travailler sur un ordinateur et même de tenir des réunions en visioconférence.

D’un autre côté, ces machines ne sont pas encore adaptées à la conduite en milieu rural. En effet, cette dernière présente des défis tels que:

• L’absence fréquente de marquage au sol nécessaire pour la navigation.
• Des routes étroites et sinueuses.
• La présence d’autres usagers tels que cyclistes, piétons, engins agricoles ou de chantier, voire d’animaux sauvages imprévisibles.

Les premiers déploiements réussis aux États-Unis s’expliquent en partie par la présence de grands boulevards et de nombreux feux de signalisation aux intersections, des conditions qui diffèrent des routes européennes, plus complexes pour les systèmes de conduite autonome.

Enfin, un secteur prometteur concerne le transport de marchandises, marché colossal confronté à une pénurie de chauffeurs. Le déploiement de camions autonomes sur les autoroutes, moins complexes que les zones urbaines, ainsi que les convois en platooning (un camion de tête avec chauffeur suivi de plusieurs autres entièrement autonomes) semblent être des cas d’utilisation qui pourraient se concrétiser plus rapidement, comme en témoignent les investissements d’Amazon dans ce type de transport.

Comment la cognition peut aider à rendre un véhicule totalement autonome ?

Certes, la voiture totalement autonome n’existe pas encore. Mais les véhicules n’ont cessé de gagner en autonomie ces dernières années. La raison principale ? Les progrès fulgurants accomplis en matière d’intelligence artificielle, en particulier par certains algorithmes, dits de machine learning. Ces méthodes d’apprentissage automatique, basées sur l’exemple, sont notamment utilisées pour la reconnaissance des visages sur les photos. Désormais, elles se retrouvent au cœur du fonctionnement des voitures sans pilote.

Verra-t-on un jour un véhicule autonome rouler sur les routes ?

La possibilité de voir un véhicule autonome circulant sur les routes françaises semble actuellement éloignée. La prochaine étape consistera probablement à introduire ces véhicules dans des environnements clos, tels que les usines, avant de les intégrer aux routes ouvertes.

Le déploiement progressif de fonctionnalités semi-autonomes sur route, notamment les systèmes d’aide à la conduite de niveau 3 puis de niveau 4, est prévu pour s’étaler sur plusieurs années (malgré les prédictions d’Elon Musk !). Il est par contre envisageable que les constructeurs parviennent à offrir des systèmes de conduite autonome limités à des zones spécifiques, correspondant au niveau 4.

Cependant, la mise au point d’un véhicule autonome capable de circuler aussi bien en milieu urbain qu’à la campagne et sur autoroute, tout en passant d’un pays à un autre, semble pour le moment relever davantage de la science-fiction que de la réalité.

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