Couverture ElectroniqueS n°127

L'Institut VEDECOM a pour ambition de faire émerger des technologies de rupture pour l'automobile de demain et les nouvelles mobilités. Philippe Watteau, son directeur général, nous livre sa vision du transport urbain de demain au cœur duquel le véhicule autonome, qu'il soit à usage individuel ou collectif, aura toute sa place. Selon lui, ce changement n'adviendra pas uniquement grâce aux avancées technologiques mais aussi en créant les conditions de la confiance auprès des utilisateurs. Selon vous, à quoi ressembleront les transports de demain, d'ici à 5 ans ou 10 ans ? Et quelle sera la place de l'automobile dans les transports et la ville ? PHILIPPE WATTEAU Les transports de demain seront électriques : c'est une certitude quand on observe ce qui se passe actuellement. Nous sommes en train de passer de l'hybride rechargeable à l'électrique, avec tous les questionnements que cela implique sur le sujet des batteries (recyclage, seconde vie, etc.). Cette perspective d'un déploiement massif du véhicule électrique engendre un grand nombre de défis scientifiques et technologiques à relever, avec notamment l'augmentation du rayon d'action du véhicule électrique. Dans ce domaine, nous tentons de vaincre l'anxiété du conducteur de véhicule électrique et de nous rapprocher des usages actuels, qui permettent de gagner en quelques minutes une autonomie conséquente, comme on le fait avec une pompe à essence. Nous allons également devoir établir des modèles de fiabilité, de robustesse et de caractérisation de la performance pour les composants électroniques de nouvelle génération. En ce qui concerne le véhicule autonome, il y a fort à parier que ce seront des systèmes de type navettes qui bénéficieront en premier des ruptures technologiques en matière d'autonomie. Par ailleurs, on verra certainement arriver des flottes de véhicules en autopar-tage, ce qui aura pour conséquence de réduire le nombre de véhicules en circulation dans les zones urbaines. On se dirige de plus en plus vers des services de mobilité multimodaux dans lesquels les transports existants seront complétés par des services innovants de type robot-taxi, et par des mobilités douces. Cette évolution implique-t-elle qu'il y ait un changement sociétal important dans le rapport des usagers aux véhicules ? Ce changement est-il déjà amorcé aujourd'hui ? PHILIPPE WATTEAU Il existe effectivement un changement sociétal dans le rapport des usagers aux véhicules. Il y a d'ailleurs de plus en plus de jeunes, élevés avec les réseaux sociaux, qui renoncent à passer leur permis de conduire, mais utilisent l'offre de transports de plus en plus diversifiée. Cette évolution va s'accompagner d'un changement radical de l'organisation urbaine : aires de covoiturage, park and ride , etc. Autant de mutations qui permettent l'étirement des espaces verts dans une optique green et durable, mais qui ouvrent également la voie aux mobilités douces. Cela favorisera aussi le déploiement des navettes autonomes en ville, où elles trouveront de nouvelles applications, moyennant le développement de leurs performances en termes de vitesse et de capacités voyageurs équivalentes ou supérieures aux capacités de transports actuels. À l'inverse, il existe une forte dépendance des territoires faiblement urbanisés à la voiture. Trouver une solution de substitution semble difficile. Avez-vous des pistes pour résoudre ce problème ? PHILIPPE WATTEAU Nous n'avons pas encore la réponse à cette question éminemment complexe. Dans les territoires de faible densité, la difficulté majeure réside dans les coûts d'exploitation de l'offre de transport : des coûts qui sont fixes, quand la demande est éparse, faible et irrégulière. Il en résulte des offres de transport insuffisantes, peu flexibles, fortement subventionnées et dont la qualité (fréquence, amplitude horaire) ne permet pas de répondre de façon satisfaisante aux besoins. D'où la persistance d'une forte dépendance à la voiture. Les problématiques se posent néanmoins différemment en zone périur-baine et en zone rurale. En zone périurbaine, les infrastructures ont en général un niveau correct et le défi est souvent de proposer un complément de transport permettant de rejoindre les lignes de transport structurantes (gares terminales, gares de bus, etc.). Lorsqu'on y parvient, le coût d'usage d'un véhicule particulier et les restrictions de circulation dans les villes peuvent inciter les usagers à commuter vers le transport public. La question est plus complexe en zone rurale où l'infrastructure est en général de qualité inférieure, la demande faible et les distances importantes. De ce fait, l'attractivité de solutions s'appuyant sur des technologies autonomes est beaucoup plus faible et leur complexité de mise en œuvre, doublée d'un coût très important de mise à niveau des infrastructures, est forte. Des solutions sont à l'étude, comme par exemple la réhabilitation de voies ferroviaires pour leur utilisation par des véhicules autonomes. Ces véhicules légers représenteraient un substitut pertinent aux liaisons ferroviaires, limitées à un très petit nombre de trains et seulement aux heures de pointe. Toutefois, ces solutions génèrent un coût d'inves-tissement important dans l'infrastructure et ni leur acceptabilité, ni leur efficacité, ne sont encore démontrées. VEDECOM travaille sur trois domaines principaux : l'électrification, les véhicules autonomes et connectés, et les nouvelles solutions de mobilité et d'énergie partagée. Quels projets et quelles expérimentations menez-vous actuellement sur ces trois sujets ? Quelles en sont les conclusions ? PHILIPPE WATTEAU Dans le domaine « électrification », nous travaillons sur plusieurs grands projets. Le premier concerne les recherches et expérimentations sur la recharge par induction dynamique, c'est-à-dire une solution qui permet au véhicule de se recharger en roulant. Nous avons également un projet qui développe de nouvelles architectures de machines électriques, plus compactes et efficaces en matière de masse et de couple. Nous déployons un modèle thermo-physiologique qui permet d'évaluer le confort thermique en vue de réduire la consommation des auxiliaires (cli-matisation, chauffage, etc.). Dans ce domaine, le projet phare est consacré à l'optimisation et la personnali-sation du confort thermique : une solution que nous essayons de décliner tant pour les véhicules individuels que pour les navettes autonomes, afin d'augmenter leur rayon d'action. Enfin, nous menons des projets pour redéfinir la place du véhicule électrique dans le réseau de distribution et d'approvisionnement de l'énergie : on pourrait en effet très bien envisager d'utiliser le véhicule pour stocker de l'énergie et la réinjecter ensuite dans le réseau en fonction des besoins. À cet effet, nous réfléchissons aussi aux modèles économiques faisant intervenir les différents acteurs (constructeurs, opérateurs d'infrastructures, usagers, etc.) pour optimiser l'offre et la demande énergétique dans une optique de mobilité durable et de smart city. LES PROJETS COLLABORATIFS AUXQUELS PARTICIPE VEDECOM > Le projet SAM (sécurité et acceptabilité de la mobilité autonome) est sans doute l'une des expérimentations les plus importantes menées aujourd'hui sur le véhicule autonome. Lancé le 20 juin 2019, ce projet national d'expérimentation à grande échelle financé par l'Ademe dans le cadre de l'appel à projet EVRA, est porté par un consortium de 21 partenaires majeurs de l'écosystème français de la mobilité et de 13 territoires, réunis autour de la Plateforme française de l'automobile (PFA). Celle-ci en assure la maîtrise d'ouvrage, et VEDECOM la maîtrise d'œuvre. Les 13 expérimentations nationales du projet seront menées sur 19 parcours, mobilisant une centaine de véhicules autonomes et quelque 500 000 utilisateurs. Objectif : permettre le déploiement du véhicule autonome en France pour 2022. > Le projet Paris-Saclay Autonomous Lab a été lancé le 15 mai 2019. L'expérimentation, menée en partenariat avec le Groupe Renault, le Groupe Transdev, l'IRT SystemX et l'université de Paris-Saclay, vise à développer de nouveaux services de mobilité en conduite autonome, donc sans conducteur, sur voies dédiées, voies publiques et campus, en complément des solutions de transports existantes sur le plateau de Saclay. Il intègre des technologies de pointe en matière d'intelligence embarquée dans les véhicules, de systèmes de supervision, d'infrastructures connectées, ainsi que de réseaux de télécommunications sécurisés. VEDECOM en a conçu, implanté et développé l'infrastructure communicante et intelligente, et a piloté les études portant sur les interactions homme-machine englobant différents champs de recherche tels que l'acceptabilité et le comportement des usagers. > Le projet européen Automate s'est achevé en 2019 après trois ans de travaux. Ceux-ci ont permis la livraison d'un prototype de véhicule de niveau 3 équipé de modules technologiques susceptibles de créer une coopération entre le conducteur et son véhicule. Basé sur la communication et l'observation mutuelles, le système doit permettre d'améliorer la confiance de l'homme envers la machine, ainsi que la sécurité de circulation. VEDECOM, partenaire français majeur du projet, était chargé du développement et de l'intégration de nouvelles technologies dans le véhicule, et des études sur les facteurs humains et socio-économiques. Dans ces deux domaines, l'institut était également en charge de l'évaluation et la validation des modules technologiques développés. > Lancé en 2017, le projet européen AUTOPILOT s'est achevé le 6 février 2020. Consacré à l'apport de l'Internet des Objets (IoT) à la délégation de conduite, il réunissait 45 partenaires sur 6 sites d'expérimentation situés en Europe et en Corée du Sud. Les résultats, dévoilés le 6 février dernier à Versailles – l'un des sites partenaires et le siège de VEDECOM (coordinateur des expérimentations) – mettent en exergue l'importance des technologies de l'IoT dans l'amélioration des capacités du véhicule autonome à mieux appréhender son environnement, en sus des capteurs déjà existants (caméras, radars, lidars, etc.). Il en découle une sécurité routière accrue, une meilleure fluidité du trafic, une amélioration du confort de conduite et une diminution de la consommation d'énergie et de carburant. À Versailles, l'Institut VEDECOM a mené des expérimentations de platooning. Cette technologie a été testée pour optimiser la gestion des flottes en autopartage. Les résultats du projet ont démontré que les stations d'autopartage pouvaient être réapprovisionnées de manière optimale et ce, en temps réel en fonction des besoins. La présence d'un seul chauffeur – dans le véhicule de tête – permet de convoyer une flotte de véhicules qui le suit de manière autonome et ainsi de ramener rapidement un nombre important de véhicules en station. PHILIPPE WATTEAU, directeur général de VEDECOM “ Pour tendre vers une mobilité plus durable, les avancées technologiques seules ne suffisent pas. Il faut, en parallèle, créer les conditions de la confiance auprès des utilisateurs, en anticipant les règles, les usages et les services qui entourent l'innovation. Dans le domaine « véhicules autonomes et connectés », nous travaillons sur des sujets liés à la connectivité et au partage de l'intelligence entre le véhicule et l'infrastructure. Nous développons ainsi des briques technologiques importantes en matière de perception du véhicule, de fusion des capteurs, de localisation précise et de communication entre le véhicule et son environnement (V2X, c'est-à-dire avec l'infrastructure, les autres véhicules et les autres usagers de la route). En matière de cartographie précise ou haute définition, nous travaillons sur une solution qui se base sur du crowdsourcing : l'idée est de faire remonter par les véhicules (capteurs embarqués, applications de mobilité, etc.) des éléments qui renforcent et complètent très précisément la cartographie ( HD map ). Un autre de nos projets s'intéresse à la qualification de capteurs pour le véhicule autonome, avec également une activité de benchmarking des performances de ces capteurs. Un dernier sujet très important est celui de la validation et de l'évaluation des fonctions du véhicule autonome. Pour répondre à cette problématique, nous avons lancé le projet Moove Document : ES_107_IFTEC.pdf;Page : il s'agit de : 1;Format remonter : (104.82le x maximum de données de roulage grâce à une flotte de véhicules parcourant toute l'Europe. Aujourd'hui, nous avons enregistré plus de 20 000 h de données brutes sur plus d'un million de kilomètres dans 17 pays européens, par tous les temps et sur tous types de voies à chaussées séparées. Ces données permettent l'extraction de scénarii critiques décrits par un ensemble fini de paramètres pertinents. Ces scénarii sont ensuite introduits dans un outil de simulation qui permet de générer un maximum de situations statistiques différentes à partir desquelles répondre à la question suivante : quels sont les éléments à garantir en termes de performances du véhicule autonome ? En 2020, nous lançons les roulages Moove2 avec les équipements capteurs pour ADAS les plus aboutis du marché. Dans le domaine « nouvelles solutions de mobilité et énergies partagées », nous travaillons sur les aspects liés à l'identification des flux de mobilité en nous basant sur la .99 data mm);Plaque et : composite;Date l'intelligence : 23. Aug artificielle. 2019 - 10: 54: 1 En observant la mobilité à un instant donné, nous cherchons à déduire des éléments qui per-mettent d'envisager l'impact des nouvelles solutions de mobilité dans le futur. Nous développons des modèles de simulation type multi-agents qui puissent rendre compte de cet impact. VEDECOM ne s'intéresse pas seulement à la technologie mais aussi aux usages : nous menons des travaux de définition d'IHM internes et externes, qu'il s'agisse de gérer la communication du passager avec le véhicule, ou la communication du véhicule avec les autres usagers de la route. Cela nous amène à l'acceptabilité des nouvelles solutions de mobilité : nous tentons d'analyser toutes les externalités positives et négatives générées par l'introduction de nouvelles solutions de mobilité. Enfin, nous menons des recherches dans le domaine de l'évolution nécessaire de la réglementation, dans le cadre du déploiement des véhicules autonomes. D'ici 2020-2030, on trouvera sur nos routes des véhicules automatisés de niveau 3, capables de « prendre la main » sur autoroutes et dans les bouchons, avant de demander la reprise en main par le conducteur lorsqu'ils sortiront de leur domaine opérationnel. VEDECOM est également impliqué dans de nombreux projets collaboratifs . S'il fallait résumer notre action, je dirais qu'il s'agit de mettre en œuvre de multiples projets de R&D qui permettent de tendre vers une mobilité plus durable, c'est-à-dire plus autonome, plus écologique et partagée. Celle-ci n'adviendra pas grâce aux seules avancées technologiques mais aussi en créant les conditions de la confiance auprès des utilisateurs, c'est-à-dire en anticipant les règles, les usages et les services qui entourent l'innovation, comme le précise le concept Trust (technologies, règles, usages, services, territoires) présenté dans le livre Piloter le véhicule autonome : au service de la ville de Jean-Pierre Orfeuil et Yann Leriche, réalisé avec le support et la contribution scientifique de l'IVM – Institut pour la ville en mouvement VEDECOM. Qu'il mette en place ses projets propres ou participe à des projets collaboratifs, l'institut VEDECOM a pour rôle de mettre en œuvre de multiples projets de R&D qui permettent de tendre vers une mobilité plus durable, c'est-à-dire plus autonome, plus écologique et partagée. Après avoir fait l'objet de nombreux développements, il semblerait que le véhicule autonome marque le pas, notamment en ce qui concerne l'intérêt des constructeurs automobile. Est-ce réellement le cas ? À quoi s'attendre dans ce domaine dans les années à venir ? PHILIPPE WATTEAU En réalité, la filière automobile n'a pas cessé de travailler sur le véhicule autonome. Il existe réellement un marché pour le véhicule individuel complètement autonome, qui entend répondre à un certain idéal d'autonomie : se laisser conduire grâce à la technologie et pouvoir profiter de cette délégation de conduite pour faire autre chose. Le véhicule devient alors un « hyper-lieu mobile », comme l'explique l'Institut pour la ville en mouvement, une entité de VEDECOM qui a conduit un programme international de recherche-action sur tous ces nouveaux champs de possibilités qui s'ouvrent. Étant entendu que le véhicule particulier autonome peut devenir lui aussi un véhicule partagé grâce au covoiturage. Ces fonctionnalités offertes aux propriétaires de véhicules s'étendent aux utilisateurs potentiels de « robots-taxi ». En témoigne l'expérimentation de Paris-Saclay Autono-mous Lab menée avec des Zoé Cab Renault. La mobilité autonome s'applique enfin et surtout aux transports collectifs comme les navettes, en particulier pour répondre aux besoins dits « du dernier kilomètre », c'est-à-dire entre la gare routière ou ferroviaire la plus proche, et l'habitation. Il n'existe donc pas de « grand soir du véhicule autonome », mais un phénomène de progressivité de l'autonomisation : avec l'introduction des systèmes ADAS (aides à la conduite), les véhicules se voient dotés de technologies toujours plus performantes qui assistent le conducteur. Cette progressivité de l'autonomisation s'applique aussi bien au niveau du hardware (capteurs) que du software par l'introduction de l'intelligence artificielle. De ce fait, d'ici 2020-2030, on trouvera sur nos routes des véhicules automatisés de niveau 3, capables de « prendre la main » sur autoroutes et dans les bouchons, avant de demander la reprise en main par le conducteur lorsqu'ils sortiront de leur domaine opérationnel, comme l'a prouvé le projet Automate . S'agissant des navettes autonomes, tout l'enjeu pour la collectivité est d'identifier les cas d'usage dans lesquels leur introduction se justifie. C'est bien l'objet du projet SAM . Pour l'instant, il existe encore des freins à l'insertion des navettes sur la voie publique : d'une part parce qu'elles roulent à vitesse réduite pour des raisons de sécurité et d'homologation ; d'autre part parce qu'en ville, elles sont freinées par les piétons de telle sorte que le service peut être perturbé. Pour débloquer ces freins, nous avons travaillé sur le concept de « perception étendue », qui consiste à compléter l'intelligence embarquée par une intelligence débarquée dans l'infrastructure (caméras thermiques, lidars, feux connectés, supervision interopérable) – c'est l'objet du projet Paris-Saclay Autonomous Lab avec l'intégration de 85 équipements dans l'infrastructure. Cette solution permet de rendre viable et de sécuriser l'intégration de véhicules autonomes sur routes « ouvertes » (à la circulation). Elle ouvre de nouvelles perspectives dès lors que le déploiement est rentable, c'est-à-dire en priorité en zones urbaines ou semi-urbaines. Il n'existe pas de « grand soir du véhicule autonome » mais un phénomène de progressivité de l'autonomisation du véhicule, avec l'introduction des systèmes ADAS (aides à la conduite). Concernant la supervision interopérable, c'est-à-dire permettant de superviser des flottes autonomes de différents opérateurs, VEDECOM Tech, filiale commerciale de VEDECOM, a présenté en novembre 2019 le premier superviseur interopérable de véhicules autonomes, actuellement en test à Versailles Satory. Ainsi, le déploiement de services de navettes autonomes se confronte à plusieurs défis : un défi réglementaire de validation et d'homologation des véhicules automatisés et un défi lié à leur régulation et à leur intégration dans les systèmes de transports locaux. Dans les deux cas, il faut passer par une phase d'expérimentation qui doit se faire à l'échelon local dans un premier temps. Restera ensuite à trouver les meilleurs business models tout en considérant le bilan environnemental de chaque solution. De nombreuses expérimentations sur route (ouverte ou fermée) ont déjà prouvé la faisabilité des véhicules autonomes. Mais de nombreux points restent à régler, notamment en termes de réglementation, de sécurité, de lutte contre le piratage et de transfert de responsabilité en cas d'accident. Comment lever ces freins ? Reste-t-il encore des freins technologiques ? PHILIPPE WATTEAU Il y a en effet beaucoup de choses à faire dans le domaine de la validation de la sécurité du véhicule autonome : comme nous l'évoquions à l'instant, nous n'avons pas nécessairement pour l'instant tous les moyens d'y répondre. Au niveau de la réglementation, les questions sont progressivement adressées au fur et à mesure des expérimentations. Pour l'instant, la réglementation ne gêne pas l'expérimentation, mais on a besoin d'évo-lutions de la loi quant au cadre expérimental. C'est ce qui est fait actuellement dans la loi d'orientation des mobilités (LOM). En ce qui concerne les freins, on prend de plus en plus conscience que le véhicule pourra difficilement remplir seul toutes les fonctions que l'on attend de lui, surtout en milieu urbain et avec beaucoup d'interactions. Par conséquent, la question se porte de plus en plus sur le fait de savoir comment faire pour que l'infrastructure au sens large (infrastructure connectée ou amélioration de l'infrastructure actuelle pour qu'elle soit plus adaptée) devienne un élément pivot pour le déploiement des véhicules automatisés. Quel bilan tirez-vous de TEQMO, premier centre d'essais et de certification dédié aux véhicules autonomes récemment lancé à Linas-Montlhéry ? PHILIPPE WATTEAU Le centre d'essai TEQMO est une excellente initiative dont nous nous réjouissons. Cependant, nous ne sommes pas les mieux placés pour émettre un avis car nous menons, de fait, la plupart de nos expérimentations sur les pistes d'essais qui jouxtent le Mobilab. Nous allons utiliser TEQMO pour nos essais sur la technologie 5G dans le cadre du projet 5G-MOBIX, mais cela ne commencera pas avant fin 2020.

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