Retour vers le futur du véhicule d’aujourd’hui

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Alors que ces derniers mois Astek s’invite de plus en plus dans l’industrie automobile en décrochant des contrats auprès de fournisseurs de services liés à la mobilité, d’équipementiers, ou de constructeurs, nous vous proposons un focus sur les compétences et les nouvelles technologies qui permettront de construire le véhicule du futur, à savoir un véhicule propre, intelligent et partagé.

La simulation numérique au service du véhicule propre

________Afin que la voiture de demain soit plus propre, les constructeurs travaillent sur plusieurs pistes en parallèle. Amélioration des moteurs thermiques, meilleure gestion de l’énergie embarquée, électrification et hybridation des véhicules, allègement des véhicules et optimisation aérodynamique sont des enjeux majeurs pour la croissance verte de l’industrie automobile. Pour trouver la bonne formule, la simulation numérique est devenue un passage obligé. En permettant de prédire avec précision le comportement d’un système, c’est-à-dire un ensemble complexe d’éléments en interaction (batterie et moteur électrique, électronique de puissance et de régulation, appareils nécessaires à la conduite et à la vie à bord), elle résout des équations fondamentales et propose des modèles incluant le véhicule, les équipements et l’environnement afin de calculer le transfert d’énergie en prenant en compte les différents composants de base tels que les sources d’effort, la résistance, l’inertie. Elle est donc indispensable pour intégrer de nouveaux matériaux, réduire les coûts de développement et développer des véhicules intégrant les dernières technologies.

L’IoT comme condition nécessaire pour la voiture connectée …

________Un véhicule est connecté lorsqu’il intègre des systèmes de connectivité sans fil lui permettant de collecter des informations qu’il pourra ensuite analyser et interpréter pour les présenter au conducteur de façon instantanée. Aujourd’hui, grâce à l’internet des objets, la voiture qui se prétend connectée peut interagir avec les fonctionnalités d’un téléphone portable ou dialoguer avec son atelier de réparation à des fins de maintenance et d’assistance (consommation de carburant, état du moteur ou déclenchement des airbags). À l’avenir, les progrès de l’électronique, des nouvelles technologies et l’intégration de plus en plus prononcée de systèmes de télécommunication rendra le véhicule encore plus connecté et se dirigera donc vers un modèle de plus en plus serviciel.

________Ainsi, le conducteur pourra véritablement téléphoner, accéder à ses mails et aux réseaux sociaux sans manipuler son téléphone. De même, la voiture deviendra le prolongement de la maison : baisser ou augmenter la température, accéder à des écrans de surveillance, ou contrôler l’accès pour ouvrir la porte de son domicile à distance sera désormais possible. Accéder à un réseau Wifi local et donc à tout un catalogue de films, séries et jeux, ou ne régler qu’une seule fois la position du siège, et ses préférences utilisateurs modifieront le rapport à notre voiture personnelle en rendant nos voyages plus agréables et moins complexes.

… Mais l’intelligence artificielle indispensable à la voiture autonome

________Mais plus que le confort et le divertissement, c’est avant tout la sécurité qui est en ligne de mire : de simple véhicule connecté nous passons à la voiture intelligente. Ainsi, des caméras qui surveillent le visage du conducteur ou des capteurs dans les sièges pourront capter la tension, la respiration afin de détecter son niveau de stress ou les débuts de somnolence.

Technologies autour de la véhicule connecté

________En réaction le véhicule pourra directement s’adresser au conducteur ou déclencher une fonction massage dans le siège. Mais ne confondons pas véhicule connecté et véhicule autonome, ce dernier renvoyant à une toute autre réalité et d’autres technologies.

________En effet, la voiture autonome utilise différentes  technologies de façon à créer un véhicule qui ne soit d’une part ni aveugle ni sourd à son environnement, et qui d’autre part soit capable de prendre des décisions à la place du conducteur en fonction des informations qu’il capte (freiner, dépasser, se garer…). Outre un protocole de communication Vehicule to Vehicule (V2X) pour que l’automobile échange des informations avec les autres véhicules et l’infrastructure, des caméras et des capteurs capables de détecter obstacles, marquages, panneaux, usagers et autres véhicules, une cartographie en 3D précise et mise à jour en temps réel pour améliorer la navigation, et une informatique embarquée pour réaliser la fusion de toutes ces données, ce sont les interfaces intelligentes et les logiciels de traitement d’images qui permettront de développer des systèmes d’assistance à la conduite et d’évoluer vers la conduite automatisée.

Source : Sarah Landel pour CNRS le journal

 

________Alors que le machine learning a parcouru des milliers de kilomètres pour gagner de l’expérience et a déjà particulièrement permis d’améliorer la sécurité en matière de régulation de vitesse, freinage, ou correction des trajectoires grâce à des systèmes adaptatifs et apprenants, c’est le deep learning qui devrait aller bien plus loin dans les prochaines années. Plutôt que de prévoir les situations, il permettra à la voiture, via l’autoapprentissage, d’analyser et de comprendre son environnement et d’en déduire un comportement jusqu’à en prendre le contrôle. Les véhicules doivent d’abord apprendre à penser comme l’humain face à une situation inconnue pour décoder de multiples situations : autres usagers, panneaux de signalisation, cycliste qui tend un bras pour tourner … Ainsi les modèles plus avancés de voitures intelligentes seront capables d’être totalement autonomes.

La cybersécurité au secours de la voiture sans conducteur

________Toutefois, une voiture autonome est une voiture informatisée. Il suffit donc de trouver la faille du système, afin de s’introduire via les connexions sans fil, Bluetooth et WIFI, dans le réseau commandant le véhicule et d’en prendre le contrôle. Au rang des risques identifiés le vol du véhicule ou de ses données (données personnelles, écoute téléphonique, géolocalisation et surveillance du véhicule en temps réel ou en historique) sont bien entendu évidents mais les plus terrifiants concernent sa sécurité : déni de service des fonctionnalités pendant l’utilisation, mise hors d’usage, ou actions des commandes sans contrôle du conducteur pour intercepter le véhicule afin de provoquer des accidents ou favoriser un kidnapping. Autant de perspectives qui rendent susceptibles les hackers d’accéder à distance aux véhicules et de multiplier les opportunités de piratage et d’attaques. La cybersécurité en travaillant sur les mises à jour logicielles, les systèmes d’alerte en cas d’attaque et l’isolation des fonctions de pilotage devient alors fondamentale pour éviter ces prises de contrôle.

L’algorithmie comme pilier du partage

Vers une nouvelle économie du transport

________Et si finalement l’avenir de la voiture consistait à moins de vehicules sur nos routes ? Auto-partage, covoiturage, location entre particuliers de véhicules et de places de parking privées, et automobiles en libre-service sont aujourd’hui des pratiques minoritaires, mais ces nouveaux usages montent en puissance grâce aux progrès technologiques et répondent aux interrogations sociétales actuelles : impacts environnementaux, congestion des villes, contrainte budgétaire pour les ménages…

 

Source : Sarah Landel pour CNRS le journal

 

________Pour ce faire, les connexions cellulaires permettent déjà de centraliser, agréger et analyser des données utilisateurs en un réseau unifié et optimisé en temps réel, facilitent la rencontre entre un siège libre et un passager et augmentent soit le taux d’utilisation, soit le taux de remplissage du véhicule. Aujourd’hui ce sont les données utilisateurs qui permettent de localiser et réserver les véhicules. Mais demain en intégrant les véhicules autonomes au réseau de transports en commun et en couplant leur capacités à de puissants algorithmes, c’est la mobilité urbaine qui en sera profondément modifiée. Les effets de réseau émanant des véhicules (et non plus des utilisateurs), et donc les effets de données adressées par un ensemble de véhicules permettront de créer des graphiques de toutes les combinaisons de trajets possibles et de re-router en permanence et en temps réel les véhicules sur de nouveaux itinéraires. Ainsi les méthodes mathématiques permettront de déterminer le chemin le plus optimal pour les véhicules partagés et d’agir véritablement sur le désengorgement du trafic routier, de mieux répartir les équilibres géographiques automobiles avec un impact sociétal positif en termes de pollution et de consommation d’énergie.

 

________En conclusion, qu’elle soit connectée ou autonome, propre et partagée, la voiture du futur sera radicalement différente de celles qui roulent aujourd’hui. Et ce n’est pas fini : la multiplication des partenariats entre constructeurs et  le secteur de l’ingénierie représente une opportunité unique de changer fondamentalement la mobilité urbaine de demain.

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