Voitures autonomes : du rêve à la réalité, quelles technologies se cachent derrière la voiture autonome ?
Publié le 09 décembre 2021
4 minutes
En 150 ans d'histoire, initiée par les pionniers de l'automobile Karl Benz et Henry Ford, la voiture a parcouru un long chemin. Avec près d’un milliard de voitures en circulation à travers le monde et environ 70 millions produites chaque année, elle fait partie intégrante de la société humaine. Le terme « automobile », du grec « autos » (soi-même) et du latin « mobilis » (mobile), traduit l'ambition initiale de l'industrie de créer une voiture capable de s'auto-propulser et de rouler de façon autonome. Aujourd’hui, grâce aux progrès technologiques, cet objectif devient une réalité.
Quels sont les obstacles à la conduite 100% autonome ?
À l’heure actuelle, les voitures sont conduites par des humains capables d’identifier, d’assimiler et de réagir à une multitude de signaux extérieurs. Les conducteurs interprètent également les signaux normalisés, tels que les feux de circulation et la signalisation routière et, surtout, ils sont capables d'improviser lorsque ceux-ci ne fonctionnent pas ou sont absents. Ils peuvent également répondre et, dans de nombreux cas, communiquer avec les autres conducteurs, en réagissant de la façon la plus appropriée afin d’éviter les accidents. Enfin, ils peuvent agir sur la mécanique de la voiture, en manipulant le volant ou les freins par exemple.
Depuis plusieurs années, ce dernier argument n'est plus un frein sérieux à la conduite autonome : de la transmission automatique à la direction assistée, il existe des solutions pour limiter l'intervention humaine dans la mécanique de la conduite. Si, jusqu'à peu, reproduire l'ensemble des sens humains et la vitesse à laquelle les conducteurs traitent l’information et y répondent semblait encore irréalisable, les choses ont évolué. Et ce, grâce aux multiples capteurs disponibles et leur potentiel de miniaturisation, à l’augmentation rapide de la puissance du traitement informatique,au développement de l’intelligence artificielle, ainsi qu’à la perspective d’un transfert de données fiable, à haut débit, via la 5G. Une fois combinés, ces éléments pourraient permettre aux voitures de lire, de comprendre et de réagir à leur environnement, pour identifier et éviter les véhicules, les piétons et les autres dangers immédiats. Le tout à un niveau de fiabilité et de précision supérieur à celui des humains.
Quelles sont les technologies nécessaires au fonctionnement des véhicules autonomes ?
Les véhicules autonomes auront principalement besoin de trois types de puces informatiques puissantes : des puces de détection, des puces de traitement, et des puces d’actionnement.
Les puces de détection : les yeux et les oreilles de la voiture.
Aujourd’hui déjà, les capteurs embarqués dans les voitures assurent un large éventail de fonctions, tant pour sauver des vies comme les systèmes d’alerte anticollision, que pour garantir le confort de la conduite, comme l’activation automatique des essuis-glaces grâce aux détecteurs de pluie. Les véhicules autonomes nécessitent encore de nouveaux équipements pour pouvoir voir la route et identifier de manière sûre les autres véhicules, les piétons et les dangers, quelles que soient les conditions. Les capteurs LiDAR (Détection et télémétrie par la lumière, essentiellement des radars qui utilisent la lumière au lieu des ondes radio) et les caméras sont indispensables pour la conduite autonome, mais de nombreux autres systèmes microélectromécaniques (MEMS), comme les accéléromètres, les capteurs de proximité et les gyroscopes, seront également nécessaires pour faire des véhicules autonomes une réalité.
Puces de traitement : le cerveau de la voiture.
Si les capteurs sont capables d'absorber d’énormes quantités de données, autant de processeurs et de puces mémoire seront nécessaires pour traiter ces données et en tirer des fonctions utiles pour la conduite. Ces fonctions dépendront également des puces de communication (5G) qui permettent aux véhicules autonomes d’échanger des informations entre eux et avec le cloud. La distance entre trois voitures sur le même tronçon de route, la vitesse à laquelle elles roulent, accélèrent ou décélérent, ou encore la température de la surface de la route et les alertes météorologiques sont le type d'informations que devront interpréter les processeurs.
Puces de commande : le cœur de la voiture.
Du contrôle de la transmission à la surveillance du moteur, en passant par le freinage et la direction assistée, les composants électroniques sont présents dans nos voitures depuis au moins 30 ans et ne constituent plus une barrière technologique majeure. Néanmoins, les voitures entièrement autonomes, sans volant ni frein à main, auront besoin d’encore plus d’actionneurs internes, avec plusieurs niveaux de sécurité et de redondance.
Où en est-on aujourd'hui ?
Il existe une classification des niveaux d’automatisation :
- Niveau 0 : aucune automatisation, le conducteur contrôle tous les aspects de la conduite
- Niveau 1 : aide à la conduite, le conducteur bénéficie d’une assistance pour le contrôle de la direction ou de l’accélération/décélération mais il doit réaliser toutes les autres manœuvres de conduite dynamique
- Niveau 2 : automatisation partielle, le conducteur peut, dans certaines situations, déléguer au système le contrôle de la direction et de l’accélération/décélération mais il reste responsable de la supervision
- Niveau 3 : automatisation conditionnelle, un système de conduite automatisé contrôle, seulement dans des conditions prédéfinies, tous les aspects de la conduite mais le conducteur doit néanmoins être capable de reprendre le contrôle du véhicule à tout moment
- Niveau 4 : automatisation élevée, Le conducteur peut, dans des conditions prédéfinies, déléguer intégralement le contrôle de la conduite au système automatisé et intervenir si nécessaire. Le véhicule peut toutefois s’arrêter de lui-même sans intervention
- Niveau 5 : automatisation complète, le conducteur délègue entièrement au système le contrôle de la conduite
À l’heure actuelle, il est communément admis que la Model 3 de Tesla remplit les critères de niveau 2. Si l’Audi A8 est considérée par certains comme un véhicule de niveau 3, d’autres le contestent en affirmant qu’il n’y a actuellement aucune voiture de série de niveau 3. Le prototype Waymo Google présente certaines fonctionnalités des niveaux 4 et 5, mais il est encore loin de la production à grande échelle.
