Véhicule autonome

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Voiture autonome dont on distingue certains capteurs sur le toit.

Un véhicule autonome[1] est un véhicule automobile apte à rouler, sur route ouverte, sans intervention d'un conducteur. Le but à terme est de développer un véhicule pouvant opérer en toute situation dans le trafic réel et sur une infrastructure non spécifique sans l'intervention d'un être humain. C'est une application typique du domaine de la robotique mobile dans laquelle de nombreux acteurs sont engagés. Néanmoins de nombreux problèmes restent à résoudre aussi bien techniquement que légalement[2].

La notion de voiture autonome peut recouvrir aussi bien un véhicule totalement autonome ou bien un véhicule « semi-autonome » disposant de différents systèmes d'aide à la conduite automatisée, par exemple en ville ou sur autoroute, ou encore de système de stationnement automatisé.

Principes[modifier | modifier le code]

Le véhicule autonome, qui à l'origine est un véhicule standard, est équipé de capteurs numériques (caméras, radars, sonars, lidarsetc.) dont les données sont traitées par des processeurs et des logiciels spécifiques :

  • avec la fusion de ces données, ces logiciels reconstituent la situation routière 3D par reconnaissance de formes (limites de chaussées, de voies, de véhicules, d'obstacles, de panneaux) et emploient des algorithmes d'intelligence artificielle pour décider de l'action à réaliser sur les commandes du véhicule ;
  • les actions décidées par logiciel sont réalisées par servocommandes sur le volant, l'accélérateur, le frein et diverses interfaces permettant l'engagement et le désengagement du mode conduite automatique.

Effets attendus du développement des véhicules autonomes[modifier | modifier le code]

Certains analystes estiment que le développement de ce type de véhicules pourrait chambouler l'industrie automobile mondiale, à travers un changement radical des modes de consommation. Alors qu'aujourd'hui de nombreux particuliers achètent des véhicules pour leur utilisation personnelle, le développement de services de transport (taxi) reposant sur une flotte de véhicules autonomes pourrait conduire à une réduction substantielle de ce type d'achats[3]. L'industrie automobile passerait alors progressivement d'une industrie de biens à une industrie de services, les véhicules restant la propriété de la compagnie de transport[4].

Avantages et inconvénients possibles[modifier | modifier le code]

En terme d'accidentologie, les statistiques révèlent que 90 % des accidents de la route sont liés à une erreur humaine[5]. La généralisation des voitures autonomes pourrait permettre :

  • une réduction des accidents, du fait d'un meilleur temps de réaction et d'une plus grande fiabilité des systèmes informatisés ;
  • une réduction des embouteillages, grâce à une meilleure circulation, et une homogénéisation quasi instantanée du trafic, et ce grâce au système de communication entre véhicules ;
  • aux occupants de la voiture de focaliser l'attention sur autre chose que la conduite ;
  • une augmentation des limites de vitesse ;
  • de ne plus être propriétaire de son véhicule en s'abonnant à des sociétés qui, elles, sont possesseurs de parcs de voitures autonomes ;
  • le retrait des contraintes liées à la conduite. Les limites d'âge ou de santé des occupants ne sont plus pertinentes ;
  • la diminution du nombre de parkings, notamment en centre ville, puisque la voiture peut déposer ses occupants et se garer toute seule beaucoup plus loin ;
  • la disparition de nombreux trajets d'ajustement et redondants (par exemple, les trajets en taxi ou en bus pourraient disparaître) ou les trajets nécessitant un chauffeur pour rapporter une voiture. On peut penser aussi aux passages chez le garagiste pour vérifications ;
  • la disparition des contrôles de police et des assurances de véhicule ;
  • la livraison automatique de produits à partir d'épiceries ou de supermarchés ;
  • la réduction d'espace nécessaire au parking des véhicules par le partage des véhicules autonomes ;
  • la réduction des signalisations, puisque les voitures pourraient recevoir les informations de l'environnement de manière électronique (mais pour les piétons, cette signalisation demeurerait nécessaire) ;
  • une plus grande efficacité énergétique, ce qui aurait pour conséquence une moindre pollution.

Malgré ces avantages, certains défis demeurent :

  • quelle responsabilité juridique sera engagée en cas d'accident ? Certains constructeurs comme Volvo ont annoncé qu'ils endosseraient cette responsabilité[6].
  • la population peut avoir du mal à laisser le contrôle de leur voiture à des machines.
  • le piratage informatique des voitures pourrait compromettre la sécurité en circulation.
  • les voitures ne peuvent, pour l'instant, obéir aux signaux/injonctions des agents de police. En ce cas, il sera probable qu'ils devront disposer d'outils adaptés pour réguler la circulation ou arrêter le véhicule.
  • la réduction de la demande de main-d’œuvre dans le secteur des transports.
  • le surcoût d'un véhicule autonome par rapport à son équivalent « non autonome » pourrait être un frein auprès de la clientèle[7].

Historique[modifier | modifier le code]

Plusieurs tentatives isolées avaient été réalisées depuis les années 1970, mais l'évolution rapide des technologies liées aux capteurs, à la télématique et à la puissance intrinsèque des processeurs numériques, ont finalement abouti à des résultats probants et assez nombreux.

En 1977 le Laboratoire de robotique de Tsukuba au Japon fit fonctionner une automobile automatique sur un circuit dédié. Le suivi de trajectoire était réalisé par reconnaissance du marquage au sol et la vitesse de 30 km/h était atteinte.

En 1984 Mercedes-Benz testa une camionnette automatique équipée de caméras, dont le logiciel de reconnaissance était développé par une équipe de l'université de la Bundeswehr à Munich sous la direction d'Ernst Dickmanns. Le véhicule atteint 100 km/h sur un réseau routier sans trafic.

En 1986 le projet ALV (Autonomous Land Vehicle) financé par le DARPA, aboutit à un démonstrateur autonome capable de suivre une route à 30 km/h. Le Laboratoire de Robotique de l'université de Carnegie Mellon de Pittsburgh démarre le développement des véhicules automatiques Navlab ;

En 1987 la Commission européenne finança le projet EUREKA Prometheus, à hauteur d'un équivalent de 800 millions d'euros, qui contribua, entre autres, au développement d'outils technologiques dédiés à la conduite automobile automatique. La même année, le laboratoire de recherche Hugues Electronics (HRL) complète le véhicule ALV en le rendant tout-terrain et capable d'évoluer à 3 km/h dans un environnement complexe (végétation, rochers, ravins).

En 1994, à l'occasion d'une conférence scientifique sur le thème, Daimler-Benz réalise une démonstration, en situation réelle de trafic sur l'autoroute A1 à partir de Paris, de deux véhicules autonomes (VaMP and Vita-2) pilotés par logiciels de l'équipe de Dickmanns et capables de réaliser conduite en file, changement de file et dépassement avec une vitesse de pointe de 130 km/h.

En 1995 un de ces véhicules réalisa le trajet Munich-Copenhague et retour (1 600 km) avec une vitesse atteinte de 175 km/h. La plus longue section de conduite automatique continue fut 158 km. La même année un véhicule Navlab réalisa l'opération No Hands Across America sur le trajet Washington, D.C. à San Diego.

En août 1997 a lieu à San Diego une importante démonstration du « consortium américain de l'autoroute automatisée » National Automated Highway System Consortium (NAHSC) où divers véhicules autonomes peuvent être comparés. À cette occasion une infrastructure spécifique avait été préparée par l'insertion de plots magnétiques servant au guidage dans certaines sections d'autoroute[8].

DARPA Grand Challenge[modifier | modifier le code]

En 2004, l’agence américaine de défense DARPA organise le DARPA Grand Challenge, un concours réservé aux voitures autonomes avec 1 million de dollars à la clé. Le circuit faisait 240 km et se trouvait dans le désert. Le but était d’arriver à destination en moins de dix heures. Cette année-là, aucun véhicule n’arriva à destination. Celui qui est allé le plus loin, « Sandstorm », s’arrêta au bout de douze kilomètres.

L’année suivante, une nouvelle édition de ce Challenge eut lieu, avec cette fois une récompense doublée. Cinq équipes arrivèrent à destination dont quatre sous la limite des 10 heures. L'équipe de Stanford Racing remporta le prix avec un temps record de 6 heures et 53 minutes.

Projets depuis 2010[modifier | modifier le code]

De nombreux acteurs travaillent sur des projets de voiture autonome : constructeurs automobiles Audi, Toyota, Renault, Nissan, Peugeot, General Motors, Mercedes-Benz, ou encore Tesla mais aussi des équipementiers comme Valeo, Continental ou Bosch. Enfin Google, un acteur pour qui ce n'est pas le cœur de métier, développe également son système[7].

En octobre 2010, Google annonce avoir conçu un système de pilotage automatique pour automobile, qu'il a installé sur huit véhicules. Anthony Levandowski et Sebastian Thrun sont impliqués dans ce projet.

En août 2013, Nissan annonce vouloir commercialiser ses premières voitures sans conducteur en 2020[9]. Volvo qui travaille depuis sur les années 1970 sur l'accidentologie de ses véhicules souhaite aussi proposer un modèle sans accident avant 2020[10].

Parmi les constructeurs automobiles français, plusieurs ont un projet de voiture autonome à l'instar du groupe PSA qui fait circuler depuis l'été 2015 sur route ouverte plusieurs véhicules de type Citroën C4 Picasso[5].

Fin 2015, la FIA annonce le lancement en 2016-2017 d'un championnat de voitures électriques sans conducteur, Roborace[11].

Législation[modifier | modifier le code]

Etats-Unis 
Cinq États des États-Unis autorisent les véhicules autonomes sur leur territoire : le Nevada (depuis juin 2011), la Floride (depuis avril 2012), la Californie (depuis septembre 2012), le Michigan (fin 2013), et le District de Columbia (début 2013). Une dizaine d'États américains (dont New York, Hawaï, New Jersey, Oklahomaetc.) envisagent également de légaliser ces véhicules en 2015[12].
France 
le « véhicule à pilotage automatique » fait l'objet de l'un des 34 plans de la « nouvelle France industrielle » annoncés en octobre 2013. D'autre part, l'Assemblée nationale autorise le le principe des tests sur route de « véhicule à délégation totale ou partielle de conduite », dans le cadre de la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte[13]. Ainsi 2 000 km de voie devraient être ouverts dès 2015 sur le territoire national notamment à Bordeaux, en Isère, en Île-de-France et à Strasbourg[14],[15].
Allemagne 
en 2015, l'Allemagne a annoncé l'ouverture prochaine de zones d'essai sur autoroute. L'A9 reliant Munich à Berlin et l'A841 reliant Stuttgart à la frontière suisse devraient accueillir une portion autorisant les véhicules autonomes. Les dates et budgets concernant ce projet n'ont toutefois pas encore été communiqués[16].
Europe 
En mars 2016, la Commission économique pour l'Europe des Nations unies (UNECE) annonce une révision de la Convention de Vienne sur la circulation routière. « Les systèmes de conduite automatisée seront explicitement autorisés sur les routes, à condition qu’ils soient conformes aux règlements des Nations unies sur les véhicules, ou qu’ils puissent être contrôlés voire désactivés par le conducteur » ; néanmoins les véhicules sans conducteur totalement autonomes restent encore interdits à la circulation[7].

Classification[modifier | modifier le code]

Aux États-Unis la National Highway Traffic Safety Administration, agence fédérale chargée de la sécurité routière, a établi une classification des véhicules autonomes comportant 5 niveaux[17] :

Niveau 0 
Aucune automatisation : Le conducteur a un contrôle total et à tout instant des fonctions principales du véhicule (moteur, accélérateur, direction, freins).
Niveau 1 
Automatisation de certaines fonctions : L'automatisation est présente pour certaines fonctions du véhicule, mais ne font qu'assister le conducteur qui garde le contrôle global. Par exemple, le système anti-blocage des roues (ABS) ou l'électrostabilisateur programmé (ESP) vont automatiquement agir sur le freinage pour aider le conducteur à garder le contrôle du véhicule.
Niveau 2 
Automatisation de fonctions combinées : Le contrôle d'au moins deux fonctions principales est combiné dans l'automatisation pour remplacer le conducteur dans certaines situations. Le régulateur de vitesse adaptatif combiné avec le centrage sur la voie fait entrer le véhicule dans cette catégorie, tout comme le Park assist qui permet le stationnement sans que le conducteur n'agisse sur le volant ou les pédales.
Niveau 3 
Conduite autonome limitée : Le conducteur peut céder le contrôle complet du véhicule au système automatisé qui sera alors chargé des fonctions critiques de sécurité. Cependant la conduite autonome ne peut avoir lieu que dans certaines conditions environnementale et de trafic (uniquement sur autoroute par exemple). Il est imposé au conducteur d'être en mesure de reprendre le contrôle dans un temps acceptable sur demande du système (notamment lorsque les conditions de circulation autonome ne sont plus réunies : sortie de l'autoroute, bouchon, etc.). La Google Car est actuellement à ce stade d'automatisation.
Niveau 4 
Conduite autonome complète : Le véhicule est conçu pour assurer seul l'ensemble des fonctions critiques de sécurité sur un trajet complet. Le conducteur fournit une destination ou des consignes de navigation mais n'est pas tenu de se rendre disponible pour reprendre le contrôle. Il peut d'ailleurs quitter le poste de conduite et le véhicule est capable de circuler sans occupant à bord.

L'Organisation internationale des constructeurs automobiles propose une classification très proche à 6 niveaux, le niveau 3 de la classification américaine étant divisé en deux sous-niveaux[18].

Incidents et accidents[modifier | modifier le code]

Le , un accident a lieu à Williston[19] (Floride, États-Unis) entre un camion et une voiture Tesla équipée du système Autopilot. Le passager de la voiture, grièvement blessé, décèdera deux mois plus tard de la suite de ses blessures. Le décès d'un utilisateur à la suite d'une défaillance du système de pilotage automatique d'un véhicule commercialisé est une première pour le secteur automobile[20].

Alors que le véhicule autonome circule sur une autoroute, il entre en collision, à une intersection, avec un camion venant de face qui tournait à gauche. Le propriétaire de la voiture, Joshua Brown, est mort des suites de la collision[21]. Le véhicule, roulant sur l'US-27A[22], n'a pas freiné automatiquement alors qu'il se dirige vers la remorque d'un camion. Les capteurs du véhicule n'auraient pas détecté le camion en raison d'un ciel « très brillant » ou du fait que le système aurait confondu le camion avec un panneau publicitaire[23].

Une enquête est ouverte le par la NHTSA[24]. Le résultat de l'enquête de la NHTSA peut conduire au rappel de l'intégralité des véhicules concernés par un défaut[25].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. On trouve également les appellations véhicule sans conducteur, véhicule à délégation de conduite, voiture sans pilote, voiture automate, véhicule intelligent sans conducteur, l'usage hésitant encore du fait de l'aspect très récent de ces véhicules.
  2. En 2016, certains États américains autorisent la circulation de ce type de véhicule.
  3. « The driverless, car-sharing road ahead », sur The Economist,‎ (consulté le 17 septembre 2016)
  4. « Numérisation, nouvelles mobilités : où va la valeur ajoutée ? », sur La Jaune et la Rouge,‎ (consulté le 17 septembre 2016)
  5. a et b Stéphanie Olivero, « PSA Peugeot Citroën : la voiture autonome réalise un Paris-Madrid », sur tf1.fr,‎ (consulté le 25 mars 2016).
  6. « Que gagne Volvo en acceptant les risques du mode autonome ? », sur Voiture autonome (consulté le 7 décembre 2015).
  7. a, b et c Philippe Jacqué, « Premier feu vert réglementaire pour les véhicules autonomes », sur lemonde.fr,‎ (consulté le 25 mars 2016).
  8. Demo97 sur le site FHWA, consulté le 14 mai 2012.
  9. Nissan promet sa voiture sans conducteur pour 2020
  10. (en) Burkhard Bilger, « Auto Correct », sur newyorker.com,‎ (consulté le 25 mars 2016).
  11. « Formula E & Kinetik announce driverless support series - Formula E », sur fiaformulae.com (consulté le 2 septembre 2016)
  12. (en)Automated Driving: Legislative and Regulatory Action
  13. Elena Roditi, « Voitures autonomes : les initiatives du législateur français », Alain-Bensoussan.com,‎ (lire en ligne)
  14. « Voitures sans pilote : des premiers tests sur les routes françaises dès 2015 »
  15. « Le véhicule autonome tracera sa route dès 2015 en France »
  16. « Allemagne : une portion d’autoroute bientôt accessible aux voitures autonomes »,‎
  17. (en) Article U.S. Department of Transportation Releases Policy on Automated Vehicle Development, publié le 30 mai 2013
  18. « Comprendre les 6 niveaux d’autonomie d’un véhicule »,‎ (consulté le 17 septembre 2016)
  19. (es) Hombre murió a bordo de un Tesla de piloto automático, sur cnn.com du , consulté le 11 août 2016.
  20. Un conducteur de Tesla est mort alors que son système de pilotage automatique était activé. Une première pour le secteur., sur lesechos.fr du , consulté le 11 août 2016.
  21. L'accident mortel d'une Tesla, un contre-temps pour les voitures autonomes, sur lepoint.fr du 2 juillet 2016, consulté le 11 août 2016.
  22. (es) Peligro al volante: por qué Tesla tiene tanta culpa como el conductor si hay un accidente, sur elconfidencial.com du 2 juillet 2016, consulté le 11 août 2016.
  23. Crash mortel: Mais comment les capteurs de Tesla ont-ils pu rater un semi-remorque?, sur 20minutes.fr du 5 juillet 2016, consulté le 11 août 2016.
  24. L’accident d’une Tesla S déclenche une enquête de la NHTSA, sur aruco.com du , consulté le 11 août 2016.
  25. (it) Tesla, primo incidente mortale con il pilota automatico, sur repubblica.it du , consulté le 11 août 2016.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Georges Dobias : Vers la voiture automate : circulation et sécurité, (ISBN 9782738112941)