Les voitures autonomes sont-elles aux portes des concessions ? par Dimitri Urbain

Il n’y a pas encore si longtemps, certains optimistes (ou rêveurs ?) prédisaient une déferlante de voitures autonomes en 2020. Plusieurs incidents impliquant des véhicules autonomes ont défrayé la chronique et fait régulièrement les manchettes de la presse grand public. Qu’en est-il exactement ? Ces véhicules sont-ils bien au point ? Représentent-ils un danger ? Aujourd’hui, la plupart des constructeurs adoptent une position prudente sur la voiture autonome. Son coût, lié à sa complexité, deviennent des freins alors qu’ils subissent déjà une pression maximale pour électrifier leurs gammes. Sans parler de la position attentiste du public, déjà bien échaudé par l’imposition du véhicule électrique… (Texte: Dimitri Urbain)

Audi A8
L’Audi A 8 est l’une des voitures actuelles les plus avancées en matière d’autonomie. C’est pour cette raison qu’elle est bardée de capteurs, caméras, radars… qui ne peuvent pas encore être utilisés au maximum de leurs capacités, faute d’une infrastructure routière équipée.

Ce qu’il faut savoir…

Un véhicule « autonome », ça ne veut rien dire… car il existe plusieurs niveaux d’autonomie ! Ils varient en fonction du nombre de système « ADAS » (pour « Advanced driver Aid Systems »- « système d’aide du conducteur avancés »)

Quels- sont ces différents niveaux ?

° Niveau 1 : aucune autonomie ; le conducteur conserve toutes les commandes en main. Il s’agit de la grande majorité des véhicules neufs disponibles sur le marché. Le régulateur de vitesse adaptatif ou encore l’assistance de maintien de bande de circulation, le détecteur de somnolence du conducteur ou d’autres aides à la conduite peuvent les équiper mais n’en font pas pour autant des véhicules autonomes.

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Grâce aux systèmes ADAS montés par Volvo, la protection des piétons et… des grands animaux, comme cet élan, est renforcée.

° Niveau 2 : la voiture est partiellement autonome. Des systèmes comme le Volvo Pilot, le Tesla Autopilot ou le Mercedes Drive prennent le contrôle de la vitesse et de la direction, dans certaines conditions, comme la conduite sur autoroute. Lorsque les conditions sont idéales, ces dispositifs vont adapter la vitesse au trafic et faire en sorte que le véhicule suive au mieux les virages du parcours. Le conducteur doit néanmoins rester vigilant et être en mesure de reprendre le contrôle du véhicule si les conditions de fonctionnement ne sont plus réunies. Un excès de confiance de sa part peut très vite se solder par un accident… c’est ce qui s’est produit à plusieurs reprises récemment.

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L’intellisafe Assist de Volvo rend la conduite plus sûre mais le conducteur n’est pas dispensé de maintenir sa vigilance !

° Niveau 3 : La conduite autonome est active. L’Audi A8 est la première voiture de série à atteindre ce niveau d’autonomie. La voiture contrôle l’environnement dans lequel elle se déplace. Ainsi, la voiture se conduit seule dans les embouteillages, sous 50 km/h. Néanmoins, une fois l’embouteillage terminé et la vitesse supérieure à 50 km/h, le conducteur doit être prêt à reprendre la main. C’est là tout le problème, le conducteur doit être de nouveau en état de vigilance maximale après avoir été débarrassé de la conduite dans des conditions potentiellement dangereuses… ce qui demande tout un nouvel apprentissage et l’acquisition de réflexes particuliers !

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Cette Mercedes équipée du Drive Pilot est à même d’échanger des informations avec l’infrastructure routière et d’autres voitures.

° Niveau 4 : L’autonomie est élevée, les voitures sont capables de se conduire sans intervention humaine, sauf dans des situations bien particulières comme en cas de mauvais temps. A ce stade, la voiture conduira la plupart du temps mais disposera encore d’un volant et de pédales, pour les cas où le conducteur devra reprendre la main.

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L’adoption toujours plus importante de tableaux de bord configurables favorise l’arrivée de dispositifs de conduite autonome. Reste à faire en sorte que l’ergonomie soit convenable… ce qui est déjà un souci avec un simple autoradio ou des commandes de climatisation ne risque pas de s’arranger !

° Niveau 5 : L’autonomie est totale, la voiture est capable de se déplacer seule, partout, dans toutes les circonstances. Il n’y a plus aucune intervention humaine sur la conduite. Actuellement il s’agit ici de navettes que l’on retrouve sur des sites fermés et effectuant des déplacements programmés.

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Sans les mains ! Le Tesla Autopilot permet au conducteur de laisser la voiture se conduire seule mais cela demande l’acquisition de nouveaux réflexes en cas de situation dangereuse.

Infrastructure inexistante et mauvaise image…

A l’heure actuelle, aucun véhicule n’est disponible avec une autonomie de niveau 4 ou 5, c’est une question de législation et d’infrastructure, d’équipement plutôt que de… technologie du côté des voitures elles-mêmes. Entre les USA, (et même entre les différents états de l’Union !) l’Europe et la Chine, les réglementations en la matière sont très différentes voire… contradictoires. En outre, l’image de la voiture autonome auprès du public n’est pas très bonne, avec plus de 60% de la population qui pense que l’informatique embarquée n’est pas sûre et risque d’être piratée. En effet, aux niveaux 4 et 5, vu le volume de data échangé entre les véhicules et entre les véhicules et leur environnement, il est indispensable de recourir à des réseaux de téléphonie/ data 5G hyper sécurisés.

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Après avoir investi des budgets importants dans le développement de la conduite autonome, Google a arrêté ses travaux. Ici, l’une des voitures d’étude a eu un accident… c’est également l’une des raisons pour lesquelles le public se méfie des voitures autonomes : la fiabilité n’est pas totale.

En outre, l’infrastructure routière doit elle aussi être adaptée. Les « smart motorways », avec limitations de vitesses variables, en font partie. Il faudra également faire des progrès du côté des cartes haute définition et de leur mise à jour régulière… c’est impératif pour que la qualité du guidage soit constante et éviter des problèmes comme des nouveaux sens uniques, des travaux avec une déviation… etc. Volvo ne s’en cache pas, le constructeur n’avait pas imaginé toutes les difficultés techniques qui seraient à résoudre durant la mise au point des véhicules autonomes. A l’heure actuelle, Volvo s’est recentré sur différentes aides qui peuvent rendre une voiture autonome sur autoroute uniquement. Le constructeur suédois fait très attention à ne pas mettre sur le marché une technologie qui serait perçue comme « autonome » et ne le serait pas, donnant ainsi un sentiment de sécurité erroné au conducteur.

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Volkswagen a présenté Sedric (Self driving car) en 2017. A l’heure actuelle, aucune date n’a été avancée pour sa commercialisation. Ici, plus de volant ni de pédale, l’autonomie est totale et les passagers installés en vis-à-vis, comme au bon vieux temps des malles postes !

Actuellement, tous les constructeurs intègrent différents systèmes sur leurs véhicules (radar adaptatif, alerte de franchissement de ligne, etc…) mais conservent un œil sur le coût des technologies… et s’en tiennent donc au maximum au niveau 3. Les niveaux 4 et 5 restent plutôt l’apanage de navettes opérant sur des trajets déterminés ou des services de mobilité partagée à la demande. PSA reste encore plus pragmatique en la matière, ne voyant pas de valeur ajoutée pour le client au-delà du niveau 3. Au-delà, les coûts de développement atteignent des sommets mais il est impossible de les répercuter au client.

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La Toyota e-palette fait plus penser à un véhicule de marché qu’à une voiture… la plupart des engins autonomes des niveaux les plus élevés sont en fait conçus comme des navettes plutôt que des voitures individuelles.

Cependant, même s’il reste compliqué de justifier économiquement des équipements des niveaux 4 et 5, il y a un risque que des sociétés comme Uber ou d’autres start-ups prennent les choses en main une fois pour toutes, ne laissant aux constructeurs « traditionnels » que des miettes sur un marché qui se développera de manière exponentielle.

Et des problèmes éthiques…

Lucid Motors, une startup américaine, estime à 2 à 3 milliards de $ le montant nécessaire pour mettre au point, tester et valider un software autonome capable d’éviter les accidents.

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Dans le cadre du fameux salon CES (consacré aux nouvelles technologies), en 2018, Las Vegas a testé cette navette autonome sur un circuit de courte distance (5- 8 km). Dans un univers relativement « prévisible », ces engins ont toute leur utilité mais pas nécessairement pour tous les types de déplacements.

Outre les caméras, les radars et lidars 360°, au moins un terabyte de stockage de données par véhicule est nécessaire, ainsi qu’une connectivité étendue. Qui plus est, il faut encore trouver des solutions à de nombreux problèmes éthiques, en cas d’accident inévitable : dans ce cas, quel va être le comportement de la voiture en présence de piétons ? Sera-t-elle par exemple capable de faire une distinction entre un adulte et un enfant ? Qui portera la responsabilité en cas d’accident ? Le conducteur, même s’il n’a rien pu ou su faire ? Le constructeur ? Un sous-traitant ? Un équipementier ? Tant qu’il n’y a pas de réelle solution à ces questions, les niveaux d’autonomie 4 et 5 resteront de la science-fiction… (Dimitri Urbain)

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Rinspeed est un bureau de design automobile suisse. L’une de ses dernières propositions est le Snap. Il s’agit d’un ensemble modulable constitué par un châssis séparé sur lequel viennent se poser des « pods », en fonction de l’usage prévu : transport de passagers, livraison de colis, magasin ou bureau ambulant… Ici aussi, autonomie rime avec rupture, celles des formes et volumes traditionnels de l’automobile.

 

Mazda Skyactiv X : le moteur essence qui se prend pour un Diesel… par Dimitri Urbain

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Depuis 2012, Mazda développe des moteurs baptisés « Skyactiv ». Disponibles en essence et en diesel. Le dernier- né de la gamme est le Skyactiv-X. qu’est-ce qui le distingue des autres moteurs ?

Mazda promet une des plus importantes avancées dans le domaine des moteurs à combustion interne de ces dix dernières années. Il s’agit d’un moteur 2 litres à double arbre à cames en tête entrainés par chaine qui promet la frugalité d’un Diesel avec le caractère plus sportif d’un moteur essence et une économie de carburant de l’ordre de 20 à 30%. Le dernier né de la gamme Skyactiv, le X, utilise les avantages de l’allumage par compression à commande par étincelle. Mazda a baptisé cette technologie « SPCCI » (Spark Controlled Compression Ignition- Allumage par compression contrôlé par bougie). Ainsi, ce moteur essence passe d’une combustion classique à une combustion avec allumage par compression. Dans les deux cas, c’est une étincelle qui permet à la combustion de se produire. Opel et Mercedes ont également effectué des recherches sur le même sujet mais sans pour autant parvenir à une mise au point satisfaisante et ont dont abandonné ces projets.

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Comment ça fonctionne ?

Mazda a simultanément travaillé sur l’allumage et l’injection afin de développer cette technologie. L’architecture de culasse est spécifique à ce moteur, le système d’injection fonctionne à haute pression afin de gérer l’allumage par compression tandis que le circuit d’alimentation fournit de l’air en grande quantité. En outre, chaque cylindre est équipé d’un capteur de pression. Un mélange air- carburant très pauvre est injecté dans la chambre de combustion lors de l’admission. Ensuite, une quantité très précise de carburant déjà atomisé est injectée directement à proximité de la bougie lors de la compression. Cette quantité de carburant réduite vient enrichir le mélange pauvre déjà présent et l’enflamme, sous l’action de l’augmentation de la pression régnant dans la chambre de combustion. L’effet de la compression localisée déclenchée par l’étincelle permet d’obtenir des valeurs de pression et de température qui vont à leur tour provoquer l’allumage par compression. La technologie SPCCI permet d’obtenir un rendement très élevé dans une large gamme d’usages. Elle est inactive lors des démarrages à froid, lors de la montée en température du moteur et à très forte charge. Dans ces situations, la régulation électronique fait fonctionner le moteur de manière classique et utilise un mélange air-essence aux proportions idéales (14,7 :1).

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La combustion dans les cylindres du Skyactiv- X est d’autant plus efficace que le taux de compression est élevé et que la régulation de la température du liquide de refroidissement permet de diminuer les pertes (qui se situent traditionnellement entre la zone de transfert thermique des cylindres et les parois de la chambre de combustion). Le doublement de la quantité d’air contenue dans le mélange abaisse la température des gaz de combustion. L’utilisation du cycle Miller limite la résistance mécanique et les pertes par pompage. Un des gros problèmes liés à la combustion d’un mélange pauvre est son instabilité. L’allumage par compression, à des températures et pressions élevées, permet d’y remédier.

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Dr Jekyll & Mister Hyde…

Le bloc Skyactiv-X monte en régime comme le fait traditionnellement un moteur essence tout en offrant un couple, une réactivité et un rendement énergétique dignes d’un moteur Diesel. De plus, les performances à faible charge étant nettement améliorées, la consommation diminue, tout comme les émissions de CO2 et de NOx. Le système de dépollution associe un catalyseur trois voies à un filtre à particules. La puissance de ce moteur 2 litres s’affiche à 180 ch à 6.000 tr/ min, pour un couple maximal de 224 Nm à 3.000 tr/ min. Il est conforme aux nouvelles normes Euro 6d, sans devoir faire appel à une « usine à gaz » de dépollution. Sa consommation est comprise entre 5,4 et 6,9 l/ 100 km tandis que les émissions de CO2 sont comprises entre 122 et 157 gr/ km. Le moteur est aussi équipé d’un alterno-démarrreur intégré, commandé par courroie, et associé à une batterie lithium-ion de 24V (système Mazda M hybrid). En augmentant le régime moteur lors des redémarrages, il favorise les accélérations et le silence de fonctionnement.

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Tout a commencé en 2011, lorsque Mazda a présenté des moteurs essence et diesel avec un taux de compression identique (14 :1), ce qui tout à la fois élevé pour un moteur essence et… bas pour un diesel. Les moteurs Skyactiv-X, eux ont un taux de compression de l’ordre de 15 :1. Outre un compresseur de type Roots que Mazda qualifie de « pompe à air » et qui augmente la quantité d’air admise dans les cylindres, le moteur Skyactiv-X dispose de deux arbres à cames à calage de distribution variable ainsi que d’un nouveau système d’injection qui envoie de l’essence à 500 bars de pression, contre seulement 200 avec un système à injection directe ou plus de 2000 dans le cas d’un diesel. Cette technologie est adaptable sur tout moteur, peu importe sa cylindrée. A l’instar de ce que propose Toyota pour ses véhicules hybrides, il est même possible de visualiser le fonctionnement du système sur l’écran central de la nouvelle Mazda 3, par exemple. (Texte: Dimitri Urbain, envoyé spécial en Espagne)

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