DERNIERE MINUTE

Vous lisez:

Les voitures automatisées prennent la route


futuris

Les voitures automatisées prennent la route

En attendant la voiture autonome, votre véhicule est déjà fortement automatisé et il le sera encore plus dans les années qui viennent grâce à la mise en place de systèmes de “conduite mains libres”. Vous n’aurez plus besoin d‘être totalement concentré sur la route, mais vous devrez rester vigilant. C’est ce que nous découvrons dans cette édition spéciale de Futuris consacrée à des projets de recherche européen dédiés à ces nouvelles formes de pilotage automatique.

Près de Göteborg en Suède, les ingénieurs de Volvo nous ont convié dans l’un de leurs véhicules de démonstration qui leur sert à tester en conditions réelles, leurs derniers systèmes de conduite automatisée. Nous roulons sur une autoroute alors que le trafic est chargé, la vitesse est de 70 km-heure et personne ne tient le volant : la voiture est capable de conduire toute seule.

Sommes-nous en sécurité ? Nous posons la question à Daniel Tidholm, ingénieur de recherche en développement fonctionnel au sein du groupe Volvo. “La voiture perçoit très bien les véhicules qui l’entourent : elle garde toujours une distance de sécurité avec le véhicule qui se trouve devant elle, elle surveille le trafic en permanence, indique-t-il. Donc en fait, à bien des niveaux, je me sens plus en sécurité que si je tenais moi-même le volant,” assure-t-il.

Mode automatique “si la situation le permet”

Volvo, mais aussi Audi travaillent sur cette “conduite mains libres” dans certaines conditions, là encore sur autoroute. Le modèle allemand expérimenté dans lequel nous montons près de Wolfsbourg en Allemagne analyse l’environnement et propose de passer en pilotage automatique si la situation le permet.

“Quand les prérequis sont remplis, à savoir que je ne dépasse pas 130 km-heure, qu’il y a un marquage au sol sur la route et que je ne fais pas de manoeuvres brusques, je reçois un signal qui me donne la possibilité de passer en pilotage automatique, explique Birthe Finkendey, ingénieure mécanique dans la branche recherche du groupe Volkswagen. C’est un message qui indique que ce mode est prêt à être enclenché et je peux l’activer en appuyant sur ces deux boutons,” nous montre-t-elle.

Ces véhicules développés dans le cadre d’un projet de recherche européen restent dans leur voie de circulation et adaptent leur vitesse au trafic. Ils peuvent aussi assister le conducteur pour changer de voie ou manoeuvrer.

“Je veux passer sur la voie de droite, donc j’appuie deux fois sur cette commande à droite, dit Daniel Tidholm, à bord du véhicule Volvo. Les capteurs surveillent ce qui se trouve sur le côté de la voiture et cherchent un bon intervalle et quand elle l’a trouvé, elle allume le clignotant et change de voie,” dit-il.

Retour au mode manuel en cas d’urgence

A ce niveau d’autonomie, les conducteurs devront encore garder un oeil sur la route en permanence et rester vigilants car en cas de problème, les commandes seront amenées à revenir en mode manuel.

Pour l’instant, les constructeurs automobiles européens n’en sont pas encore à la commercialisation de ce type d‘équipement, il leur faut perfectionner l’automatisation.

Les capacités de perception de la voiture elle-même doivent encore progresser. Elles reposent sur un certain nombre de caméras, de radars et de capteurs qui collectent des informations sur ce qui se passe autour du véhicule, puis ses données sont réunies et traitées dans ce que l’on pourrait appeler son “cerveau informatique”.

Interaction homme-machine

“Ces voitures qui ont des capteurs multiples sont capables d‘être tout le temps vigilantes : ce qui veut dire qu’elles peuvent répondre à n’importe quel danger et n’importe quelle situation de trafic,” affirme Henrik Lind, expert technique en capteurs pour véhicules autonomes au sein du groupe Volvo.

Le cerveau informatique et tout l‘équipement d’automatisation ont été placés dans le coffre de ce modèle de recherche. Les futurs systèmes qui à terme, seront mis sur le marché devront être plus compacts, abordables et performants.

Henrik Lind renchérit : “Nous avons besoin d’un véhicule qui soit en mesure de comprendre l’environnement complet autour de lui. Il nous faut aussi analyser le comportement des véhicules qui se trouvent à proximité et reconnaître quelles sont leurs intentions et ne l’oublions pas : il doit aussi y avoir une interaction entre l’homme et la machine qui soit bien mise en oeuvre à bord,” insiste-t-il.

Des voitures qui communiquent avec leur environnement

Plutôt fiables sur autoroute, ces voitures automatisées ne peuvent pas faire face à un trafic urbain complexe. Dans l’avenir, elles pourraient communiquer entre elles pour mieux appréhender leur environnement, mais également avec des infrastructures routières elles aussi communicantes.

“Je crois qu’en contexte urbain, on ne peut pas dépendre uniquement du véhicule et de ses capteurs, reconnaît Aria Etemad, coordinateur du projet AdaptIVe et chercheur en conduite automatisée chez Volvo. On doit être connecté à l’environnement : ce qui veut dire que dans le futur, on pourrait avoir de nombreux capteurs à un carrefour – peut être des scanners lasers, etc. – qui surveillent ce qui s’y passe, combien de piétons le traversent, etc. ; ensuite, cette information doit être partagée avec le véhicule et c’est comme cela qu’il percevra plus de choses,” estime-t-il.

Conduite coopérative

Rendre la conduite urbaine coopérative, voilà qui devrait prendre des années en recherche et développement. Cela ne fait pas peur à une équipe de l‘école des MINES ParisTech qui élabore des algorithmes destinés aux voitures automatisées. Objectif : coordonner leurs manoeuvres et ainsi, rendre le flux de circulation plus rapide et plus sûr.

“Le problème, fait remarquer Arnaud de La Fortelle, directeur du Centre de robotique de l‘école, c’est qu’il y a une contradiction entre ces deux objectifs : plus je veux aller vite, moins je suis sûr et si je veux être très sûr, je vais très lentement et ce n’est pas efficace. Donc la question est : comment fait-on pour augmenter les deux à la fois ? Et pour cela, on a besoin non seulement de bons systèmes de communication, mais de bons algorithmes pour savoir comment on peut augmenter les deux en même temps,” souligne-t-il.

On nous montre une simulation par ordinateur où des voitures automatisées traversent une intersection en se coordonnant les unes par rapport aux autres. Mais dans la vie réelle, des problèmes de communication peuvent intervenir ! Les chercheurs en ont tenu compte.

“Plus la simulation sera réaliste, plus il y aura de difficultés qui vont se présenter, confirme Zhiyuan Yao, chercheur en transport intelligent à Mines ParisTech avant d’ajouter : Mais on essaie de prendre tous ces problèmes en considération. De cette manière, on peut les résoudre les uns après les autres.”

Tests sur simulateur de poids lourds

Grâce à l’automatisation et à la coopération, les conducteurs seront relevés de certaines tâches. Il pourrait donc y avoir des moments où ils seront moins attentifs à la route. Dans ce cas, comment faire pour les amener à réagir en cas d’urgence ?

A Göteborg, une autre équipe s’attaque à la question en faisant passer des tests à des chauffeurs routiers dans un simulateur de conduite de poids lourds.

“Ce que nous allons mesurer, expose Mikael Söderman, spécialiste en facteurs humains chez Volvo, c’est la vitesse avec laquelle le chauffeur va réagir quand on lui demande de reprendre les commandes, mais nous allons voir aussi comment il va réagir : est-ce qu’il réagit comme il faut avec le volant et les dispositifs de freinage ?”

Lors d’un test auquel nous assistons, le sujet regarde passivement la route, le simulateur étant en pilotage automatique. Mais à un moment donné, les capteurs du camion détectent une voiture mal stationnée sur la bande d’arrêt d’urgence. Le chauffeur doit saisir le volant pour éviter une collision. Grâce au dispositif de pilotage, il a su à quoi s’attendre et réagi très rapidement.

“Quand on n’a pas l’habitude de ce genre de scénario – comme quand quelqu’un vous dit : “Regarde, y a un hélicoptère là-bas ! “ et que tout d’un coup, il y a un animal sur la route quand vous tournez la tête, vous faites : “Oh !”, vous êtes vraiment surpris !” raconte Christer Lundevall, collaborateur du constructeur.

Mikael Söderman poursuit : “On regarde aussi ce qui se passe quand le chauffeur est occupé à une autre tâche, par exemple quand il joue sur son smartphone.”

A l’avenir, quand un chauffeur oubliera totalement la route et ne réagira pas au signal d’alerte, le véhicule devra être capable de choisir la meilleure solution : poursuivre sa route ou s’arrêter.

Quelle interface ?

L’interaction homme-machine est au coeur de ce projet européen. A l‘École nationale polytechnique d’Athènes, ces scientifiques travaillent sur une interface visuelle qui permettra aux voitures classiques et automatisées d‘évoluer aisèment côte-à-côte.

“Dans un flux de circulation mixte, fait remarquer Angelos J. Amditis, coordinateur du projet AUTONET2030 et directeur de recherche à l’Institut de communication et des systèmes informatiques, les conducteurs devront relever de nouveaux défis qui nécessiteront de meilleures solutions d’interface. Le but est de leur fournir toutes les informations nécessaires de manière simple, rapide et à temps, pour être sûr qu’ils comprennent bien ce qui se passe, qu’ils prennent la bonne direction et qu’ils agissent de façon cohérente avec les autres véhicules,” ajoute-t-il.

Grâce à cette interface, les chauffeurs de voitures classiques bénéficieront eux aussi de cette mise en commun des données en fluidifiant la circulation.

En voici une démonstration. “On va rouler doucement derrière un véhicule et à un moment donné, l’application va nous suggérer de doubler et c’est ce qu’on va faire,” explique Richardos Drakoulis, ingénieur en système de transport intelligent (ICCS). Les ingénieurs ont développé les grandes lignes de cette interface avec des psychologues pour veiller à réduire le stress éventuel des usagers quand ils doivent céder les commandes à la machine.

Panagiotis Pantazopoulos, son collègue, indique : “Ces informations donnent au conducteur le sentiment d‘être plus à l’aise et plus en sécurité. Donner une telle confiance, c’est l’un des défis en matière de conduite automatisée.”

Bande LED

Au Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) à Braunschweig, nous découvrons dans une version plus futuriste, une autre interface visuelle destinée aux voitures dotées d’un autopilotage. Dans ce concept, une bande LED encercle le conducteur à l’intérieur de son véhicule. La lumière change de couleur en fonction de la situation sur la route.

“On utilise différentes couleurs : en mode manuel, c’est vert et rouge. Vert, cela veut dire que “tout est ok” et rouge : “faites attention, il y a un danger”, nous explique Anna Schieben, spécialiste en intégration homme-machine au Centre DLR. Le bleu, c’est pour indiquer que le mode automatique fonctionne correctement, pour dire à celui qui est derrière le volant que tout est en ordre, le pilote automatique conduit comme il doit le faire.”

Ce simulateur offre une vue panoramique de la route et confronte le sujet à des imprévus comme des chantiers ou des manoeuvres risquées de voitures à proximité. Grâce à la bande LED, impossible de rater une alerte lumineuse quand il est en train de faire autre chose.

Code couleurs

“L’affichage d’ambiance est installé autour du conducteur, dit Johann Kelsch, chercheur en intégration homme-machine, cela permet – quand il n’est pas concentré sur la conduite, par exemple quand la voiture est en mode automatique et qu’il lit le journal – d’attirer son attention quel que soit l’endroit où il regarde et c’est un grand avantage de cette technologie.”

Quand une situation se complique, le pilote automatique peut faire afficher une couleur d’alerte par précaution. Le conducteur sera alors prêt à réagir rapidement si cela devient nécessaire.

“Grâce à ces couleurs, insiste Anna Schieben, l’ensemble du système est facile à comprendre : je me sens en sécurité et dans une situation confortable et je sais tout le temps exactement quelles possibilités il y a, par exemple quels sont les niveaux d’automatisation disponibles.”

Les systèmes de conduite automatisée gagnent peu à peu en sécurité, performance et confort : d’après de nombreux chercheurs, ils devraient devenir courants dans nos voitures d’ici dix ou quinze ans.

Denis Loctier avec Stéphanie Lafourcatère

Le choix de la rédaction

Prochain article
CHRONOS ou la chronologie d'une éruption

futuris

CHRONOS ou la chronologie d'une éruption