La prochaine révolution automobile sera la voiture sans chauffeur. Depuis sa naissance, l'industrie automobile a toujours représenté un vecteur décisif d'évolution technologique et de transformation sociétale. La voiture autonome, dont la généralisation de l'usage pourrait intervenir autour de 2030, promet à cet égard des changements considérables pour la vie quotidienne, l'environnement, la santé, l'économie et l’industrie. Le marché potentiel est déjà bien visible, mais les questions sont nombreuses.

Cet article est le premier d’une série de sept consacrée à la robotique, série dont la publication s’étalera sur deux mois.

L’heure de la voiture sans conducteur aurait-elle sonné ? Depuis le lancement en 2010, à titre expérimental, de la Google Car, les annonces se succèdent. En conclusion d’un rapport publié début 2014, le cabinet spécialisé Navigant Research estime que les ventes de véhicules autonomes passeront de moins de 8000 par an en 2020 à 95,4 millions en 2035, c’est-à-dire, pour cette échéance, à 75 % des véhicules légers neufs. Sur le plan technologique, cette révolution a commencé. Et au cours de la prochaine décennie, les niveaux de production et les améliorations vont apporter des réductions de coûts qui rendront possible d’installer sur les véhicules de série la plupart des équipements nécessaires.

Une voiture totalement autonome
Le but ultime est de créer une voiture totalement autonome, qui se substituerait complètement à l’être humain. Pour autant, la rupture sera progressive. L’autonomie partielle de conduite est déjà une réalité en 2014 par la combinaison de plusieurs fonctions avancées d’assistance au conducteur. Certains modèles proposent déjà le contrôle adaptatif de vitesse, le freinage d’urgence automatique, l’alerte de franchissement de ligne ou l’auto-parking. Les technologies d’assistance ne prennent toutefois la relève du conducteur que dans des scénarios spécifiques et dans certaines limites de vitesse.

En 2014, la voiture autonome ayant à son actif le plus de kilomètres parcourus – plus d’un million à ce jour – reste la Google Car, dont Chris Urmson (directeur du projet chez Google) annonçait fièrement, dans un post récent, qu’elle avait déjà roulé plus de 700 000 miles (plus de 1,1 million de km). Il s’agit d’ailleurs moins, dans ce cas, d’un véhicule proprement dit que d’un système de navigation, qui a été installé à titre expérimental sur huit véhicules (Toyota Prius, Audi TT, Lexus RX-450h). L’équipement, dont le coût actuel est de 150 000 dollars euros, fonctionne schématiquement de la manière suivante : un capteur multidirectionnel rotatif posé sur le toit du véhicule, d’une portée de plus de 60 mètres, assure la télédétection par laser (« Lidar ») et produit une carte précise en trois dimensions de l’environnement de la voiture. Un capteur de mouvement, posé au-dessus de la roue arrière gauche, est chargé de mesurer et d’enregistrer tous les mouvements, même les plus petits, effectués par la voiture, pour aider celle-ci à se géo-localiser correctement. Une caméra installée près du rétroviseur intérieur détecte les feux, toute la signalisation, et permet de reconnaître les obstacles mobiles tels que les  piétons ou les cyclistes. Enfin, quatre capteurs placés sur les pare-chocs, trois devant et un à l’arrière, permettent de déterminer la distance entre le véhicule et les objets, par exemple les autres véhicules qui roulent vite sur les autoroutes.

googlecar

Comme le note Chris Urmson, si aucun accident n’a été déploré jusqu’à présent le système n’en demeure pas moins expérimental et demande à être continuellement amélioré, ce qui passe principalement par un travail de développement informatique : « Comme nous avons rencontré des milliers de situations différentes, nous avons construit des modèles logiciels permettant de prévoir à quoi s’attendre, du plus probable (une voiture s’arrête à un feu rouge) à l’improbable (lui rentrer dedans). » Et il ajoute : « Nous avons encore beaucoup de problèmes à résoudre, y compris d’apprendre à la voiture à emprunter davantage de rues à Mountain View, avant de nous attaquer à une autre ville. » Le navigateur, de fait, ne fonctionne pas in abstracto mais dans un environnement particulier dont il a fait l’apprentissage. Il faut noter à cet égard que l’équipe en charge du projet fut lancée par les concepteurs de StreetView, ce système de géolocalisation-visualisation qui s’étendra tendanciellement à l’ensemble de la planète (hormis les pays qui le refuseront).

Ainsi la voiture automatique sera-t-elle en partie autonome, capable de faire ses propres repérages, en partie connectée à un système d’information qui pourra être minimal (géolocalisation) ou maximal (modélisation informatique de toute une ville). Ce système, de même, pourra être embarqué  (modélisation de la ville, du quartier, du trajet domicile-travail) ou externe (modélisation d’une région plus vaste).

Pour la partie « autonome », la fiabilité n’est pas encore satisfaisante. Les systèmes automatisés de balayage à 360 ° ont certes le grand avantage de ne pas être affectés par la fatigue ou l’inattention, mais ils sont moins habiles que les humains pour faire face à des circonstances inhabituelles, par exemple un policier qui dirige manuellement le trafic ou de la neige qui masque les marquages au sol et perturbe la réception radar. En raison de ces limitations, les véhicules « autonomes » de 2020 ne le seront que sous certaines conditions et leur passager devra pouvoir se muer en conducteur capable de reprendre le volant dans certaines circonstances, des travaux sur la route par exemple.

Les enjeux industriels et économiques
Le développement des véhicules sans conducteur aura des conséquences économiques significatives, chez les industriels bien sûr, mais aussi au-delà.

L’industrie est en ordre de bataille, les constructeurs européens, notamment allemands, prennent les devants : au salon de Francfort, en 2013, le patron de Mercedes Dieter Zetsche a fait sensation en arrivant en arrivant sur son stand à l’arrière d’une Classe S sans personne à l’avant. Audi et Nissan sont également en pointe. Mais ce ne sont pas forcément les constructeurs traditionnels qui tireront les marrons du feu. Sur ce nouveau marché, elles seront concurrencées par des acteurs disruptifs que sont les grandes entreprises technologiques, qui maîtrisent deux domaines couplés et essentiels : les écosystèmes et la gestion d’énormes bases de données via le Big Data. Google a pris les devants et certains n’excluent pas que la compagnie se soit octroyée de ce fait un leadership qu’il sera difficile de lui contester ensuite. La firme de Mountain View est d’ailleurs à l’offensive sur le terrain juridique. Elle a déjà favorisé le vote de lois dans le Nevada qui en font le premier état américain à réglementer l’usage des véhicules autonomes sur ses routes.

Dieter Zetsche

Les technologies se perfectionnent à grande vitesse et les équipementiers automobiles cherchent à réduire les coûts. Premier objectif : le système de vision panoramique HD à 360 degrés, avec quatre caméras digitales miniatures et un logiciel de traitement d’image offrant au conducteur une vue panoramique de son véhicule, l’alertant et lui permettant d’anticiper une collision, par exemple avec un enfant surgi inopinément.  L’environnement apparaît sur l’écran du tableau de bord. Avantage : une qualité d’image constante et précise même avec une faible luminosité ou avec un fort contraste dans un parking souterrain, par exemple.

Dans cette optique, le Français Valeo a racheté Tuam, une start-up irlandaise qui développe des technologies d’autonomie pour les installer sur les voitures de grande série : combinées à des capteurs à ultrasons et à des radars, les caméras de Tuam assistent la conduite. Valeo développe des ­logiciels d’autonomie pour analyser les obstacles : fixes ou mobiles, véhicules ou piétons. S’il s’agit d’un piéton, la voiture pourra procéder d’elle-même à un freinage d’urgence. Mieux : elle pourra déterminer si le conducteur regarde l’obstacle et ne freiner que si ce n’est pas le cas.

valeo

Pour le cabinet d’audit KPMG, qui avait publié une analyse très complète en 2012, l’automatisation de la conduite aura trois conséquences très concrètes sur le plan des consommations. D’abord, la réduction des bouchons permettra des économies substantielles de carburant. Ensuite, elle permettra de limiter les dérapages de consommation causés par les mauvaises habitudes de conduite. Enfin, la quasi disparition des accidents de la circulation rendra possible, à long terme, de réduire substantiellement le poids des voitures en retirant les renforts en acier destinés à prévenir les chocs. Plus légères, elles auront besoin de moins de carburant. Le « Earth Institute » de l’université de Columbia publiait en 2013 une étude détaillée sur la « transformation de la mobilité personnelle », qui débouchait sur des résultats impressionnants dans trois marchés test.

À Ann Arbor (Michigan), une flotte partagée de voitures autonomes pourrait offrir la même mobilité que des véhicules personnels pour 20 % des coûts sur la base de 16 000 kilomètres par an et par personne. À Babcock Ranch, une ville verte en construction en Floride, 4000 véhicules partagés suffiraient pour servir les 50 000 habitants, avec un temps d’attente inférieur à une minute (le client commandera une voiture par le truchement de son smartphone et le véhicule téléguidé le plus proche sera expédié à son domicile. Une fois le trajet effectué, il suffira d’appuyer sur le bouton pour le véhicule retourne à son parking). Quant à Manhattan, 9000 voitures autonomes remplaceraient efficacement les 13 000 fameux taxis jaunes, à seulement 10-15% du coût actuel. Dans chaque cas, la communauté fait des économies massives sur les frais de parking et en temps de conduite. Les Américains conduisent en moyenne 250 heures par an, un chiffre à comparer aux 1500 à 2000 heures annuelles consacrées au travail dans les pays développés. Si les heures passées à conduire étaient converties en temps de travail, la productivité globale en bénéficierait.

De nombreux acteurs de l’écosystème automobile  verront leur business model perturbé, notamment si l’essor des véhicules autonome va de pair avec un développement des formes de partage – ce à quoi semble bien se prêter une voiture dont la conduite est en quelque sorte « dépersonnalisée ». Les constructeurs automobiles affronteront une baisse de la demande, sauf si les besoins en transport augmentent considérablement. Dans les villes, la baisse des besoins en parking offrira des opportunités immobilières aux municipalités, mais entraînera également une chute de revenus. Les transports en commun, en particulier, les autobus affronteront avec la voiture autonome une concurrence redoutable. Celle-ci sera encore plus marquée pour les compagnies de taxis, qui auront du mal à survivre. De manière générale, les professionnels de la conduite, taxis, camions ou autobus, ont beaucoup à perdre. Last but not least, avec moins d’accidents, les compagnies d’assurance devront réduire les primes et enregistreront une baisse de leurs revenus.

Sécurité et responsabilité
Les exigences de sécurité et la réglementation vont favoriser l’émergence de la voiture intelligente, première étape vers l’autonomie. L’autorité américaine des transports, la NHTSA, a adopté en avril 2014 un texte obligeant d’ici à quatre ans toutes les voitures aux Etats-Unis à embarquer une caméra, afin de visualiser, sur l’écran de bord, les piétons situés derrière le véhicule. Chaque année, on déplore 15 000 blessés et 200 morts, principalement des enfants, victimes de fautes d’inattention de conducteurs trop pressés de démarrer.

L’erreur humaine est responsable de 93% des accidents de la circulation, rappelait en 2012 le cabinet KPMG. La prise en main de la voiture par un logiciel pourrait donc mettre fin à la quasi-totalité des accidents de la route, ce qui pourrait sauver 30 000 vies et faire économiser 300 milliards de dollars par an, rien qu’aux États-Unis, selon une étude de l’American Automobile Association (AAA). En mettant bout à bout toutes les conséquences directes et indirectes, la banque Morgan Stanley évoque même des économies de 1300 milliards de dollars.

Toutefois, même si les voitures autonomes seront globalement plus sûres que les conducteurs humains, il y aura toujours des accidents, en raison d’obstacles imprévisibles, comme des véhicules conduits par des humains, des piétons, ou des éléments de la nature. La question se pose alors de savoir comment les voitures sans conducteur réagiront. Si le choc est inévitable, elles devront trouver  le moyen d’ « optimiser ». Certains scénarios peuvent prêter à confusion et, comme pour tous les robots, les choix engageront des questions éthiques insurmontables : vaut-il mieux heurter un enfant ou une personne âgée? Faut-il s’écraser contre un véhicule récent ou contre une vieille voiture? En essayant de minimiser les coûts, les véhicules automatisés choisiraient de percuter la voiture la moins chère s’ils ont le choix entre deux véhicules. Si la collision est grave et que le risque qu’il y ait des blessés est élevé, la voiture autonome choisira de heurter le véhicule le plus sûr, celui qui protège donc mieux ses occupants. Ou bien elle choisira de percuter un motard qui porte un casque plutôt qu’un motard qui n’en a pas.

À l’intérieur d’un véhicule, le maillon faible, c’est l’être humain. Même dans le véhicule autonome, le passager devra rester en alerte, même à l’arrêt. En pratique, il faudra minimiser le temps nécessaire pour transformer un passager passif en un conducteur alerte. Les systèmes connectés – information et divertissement – joueront un rôle clé dans la conduite automatisée. Les constructeurs automobiles voudront contraindre les conducteurs à n’utiliser que les systèmes intégrés, de manière à pouvoir attirer l’attention du conducteur en cas d’urgence ou si ce dernier doit reprendre momentanément le volant. Un système intégré peut interrompre d’autorité un film, escamoter un mail et cacher le matériel de lecture. Si le conducteur ne réagit pas, la voiture déclenche alarmes et feux clignotants. Il faut de cinq à dix secondes pour reconcentrer le passager sur les tâches de conduite.

Sur la route de la voiture autonome, les principaux obstacles ne sont pas techniques, mais tiendront à des questions de fiabilité et de droit. Dans de nombreux pays, tous les véhicules doivent avoir un conducteur aux commandes en permanence. Le Code de la Route, régi par la convention de Vienne de 1968, stipule que le responsable assis derrière le volant doit rester maître de son véhicule. Certains états américains et pays européens ont commencé à délivrer des licences à des entreprises pour effectuer des tests de conduite autonome sur les voies publiques, mais la question de la responsabilité n’est pas tranchée. Qui sera responsable en cas d’accident en mode automatique ? Le propriétaire du véhicule, le constructeur, le concepteur de logiciels, le fournisseur de GPS ? Le concept de « conducteur » sera remplacé par celui d’ « opérateur » programmant le GPS. En théorie, le permis de conduire ne sera plus nécessaire. Les enfants pourront-ils alors occuper seuls un véhicule en marche ? Pas sûr : la question de leur responsabilité juridique compliquera encore la définition du « conducteur ».

Quant aux infrastructures de transport, elles devront s’adapter aux conséquences systémiques de l’introduction de la voiture autonome. Le projet Sartre, financé par la Commission européenne, étudie le concept de convoi, avec plusieurs véhicules liés électroniquement à un leader opéré par un conducteur professionnel. Il faudra prévoir des autoroutes à accès limité pour ces convois. Si les véhicules apprennent à décharger et à charger passagers et fret, ils pourront utiliser des parkings plus éloignés de la destination des occupants. Par ailleurs, puisque les véhicules autonomes respecteront plus scrupuleusement les voies, celles-ci pourront être plus étroites. Enfin, il faudra résoudre le grand problème de la transition : si des véhicules autonomes circulent au milieu de voitures avec chauffeurs, faudra-t-il leur apprendre à se calquer sur le comportement des chauffeurs humains, en particulier pour ce qui concerne le respect des limitations de vitesse, de manière à maintenir une distance de sécurité suffisante ? Ou bien, faudra-t-il inventer des règles de sécurité flexibles qui s’adapteront en temps réel aux conditions locales ?

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