Une voiture neuve moyenne est gérée par entre 70 et 100 unités de contrôle électronique, et se surveille elle-même et ses environs en permanence grâce à des centaines de capteurs.
Pour souligner le défi, certains l'appellent "La mère de toutes les batailles technologiques" : Dans nos efforts pour numériser, connecter et automatiser tous les aspects de la mobilité, nous devons faire face à une complexité des systèmes en forte augmentation, aux cyber-menaces, aux nouveaux modèles commerciaux et aux problèmes législatifs, pour ne citer que quelques-uns des nombreux obstacles qui se dressent devant nous.
En tant qu'experts en solutions embarquées et IdO, et partenaire technologique de confiance et expérimenté de l'industrie du transport et de l'automobile, Data Respons relève ces défis au quotidien. Et grâce à cette expertise, nous avons le sentiment d'avoir une vision assez claire des choses à venir dans les années 2020, une décennie qui apportera sans aucun doute d'énormes changements dans le secteur de la mobilité.
Un ordinateur sur roues
L'industrie automobile a parcouru un long chemin depuis l'introduction du régulateur de vitesse, la première caractéristique des véhicules qui intégrait les systèmes mécaniques et électriques. C'était dans les années 1950. Aujourd'hui, les voitures sont des ordinateurs sur roues qui exécutent des millions de lignes de code. Une voiture neuve moyenne est gérée par 70 à 100 unités de contrôle électronique, et se surveille elle-même et son environnement en permanence grâce à des centaines de capteurs.
Cette révolution a été en partie déclenchée par d'autres domaines technologiques, par exemple les télécommunications. La mémoire et la puissance des processeurs ont connu une croissance exponentielle, tandis que les composants sont devenus moins chers, plus petits et plus robustes. En outre, un ensemble de nouveaux composants comme le radar, les caméras infrarouges et les caméras ordinaires sont ajoutés au système, ce qui augmente encore la complexité à tous les niveaux.
Face à cette complexité, l'architecture des véhicules évolue également. Actuellement, il existe deux approches principales en matière d'architecture de véhicule : Soit un grand ordinateur desservant l'ensemble du véhicule, soit un ensemble distribué d'ordinateurs reliés entre eux par un réseau. Les deux paradigmes ont leurs avantages et leurs inconvénients, et il reste à voir quelle approche prévaudra.
Augmentation de la quantité de données
Cependant, comme la conduite autonome se développe lentement, la complexité des composants et des systèmes augmente, et avec elle la quantité de données à traiter. Pour faire face à cette complexité, il est tentant de s'inspirer de l'aérospatiale et de l'aviation, ou de domaines similaires exploitant des systèmes complexes et critiques. C'est une bonne idée, par exemple en matière d'analyse des données, car ces domaines produisent beaucoup de données à traiter, à analyser et à combiner de la manière la plus efficace et la plus correcte.
Mais il y a une différence. Dans l'aérospatiale et l'aviation, vous opérez dans des zones contrôlées, et le trafic est fortement réglementé. Bien que cela ne soit évidemment pas sans risque, cela se passe dans un environnement assez contrôlé. Ce n'est pas le cas d'un véhicule autonome naviguant dans une zone urbaine avec son mélange imprévisible de voitures conventionnelles, de piétons, d'enfants, d'animaux de compagnie, etc. Alors, l'objet détecté par le radar de la voiture est-il une pierre, un sac en plastique ou un enfant ? Ou est-ce quelqu'un qui traverse la rue à vélo, comme à Temple, en Arizona, en mars 2018, lorsqu'une femme a été tuée par une voiture Uber qui se conduisait elle-même ?
Une chose du futur
Un véhicule véritablement autonome est encore une chose du futur, même si Tesla montre la voie avec des algorithmes d'auto-apprentissage. Mais il y a eu un certain nombre d'accidents aux États-Unis qui indiquent clairement que l'on ne peut pas faire confiance à 100 % aux véhicules autonomes. Ils dépendent toujours de l'intervention du conducteur, bien que certains constructeurs automobiles semblent sur-vendre leur véhicule partiellement automatisé, par exemple en utilisant le terme "Autopilote" pour décrire son système d'aide à la conduite.
Suite à une enquête sur un accident survenu en 2018 en Californie, dans lequel le conducteur d'une Tesla a trouvé la mort, Robert L. Sumwalt, président de l'Administration nationale américaine de la sécurité routière, a résumé la situation de cette manière :
"Il est temps d'arrêter de permettre aux conducteurs de tout véhicule partiellement automatisé de prétendre qu'ils ont des voitures sans conducteur."(New York Times 26.2.2020)
Pour être sûr, il est judicieux de limiter les véhicules entièrement autonomes aux environnements contrôlés comme les sites industriels ou les ports.
Mais tout cela peut changer rapidement. Les feuilles de route de l'industrie montrent que d'ici 2025, presque tous les constructeurs automobiles auront une voiture totalement autonome dans leur portefeuille de produits. À partir de ce moment, le nombre de véhicules autonomes augmentera rapidement. Quand environ 50 % de tous les véhicules seront devenus autonomes, il serait logique d'autoriser progressivement les véhicules autonomes dans les zones non restreintes. Nous pourrions voir la conduite autonome dans des environnements semi-contrôlés comme par exemple sur les autoroutes. Les régulateurs peuvent décider que certaines parties d'une autoroute ne doivent être utilisées que par des véhicules autonomes, les conducteurs repassant en manuel lorsqu'ils quittent l'autoroute et se dirigent vers les zones urbaines.
Le groupe motopropulseur est simple
Comme mentionné, avec l'amélioration de l'autonomie des véhicules, la complexité du véhicule augmentera considérablement. À une exception près : le groupe motopropulseur de la voiture.
Par rapport à un moteur électrique, un moteur à combustion classique comporte plus de pièces mécaniques, et il est beaucoup plus difficile de contrôler les temps d'injection, la combustion dans les cylindres, etc. À cet égard, le véhicule du futur sera plus simple. Toutefois, en ce qui concerne la chaîne cinématique, les constructeurs sont confrontés à un tout autre défi : quel sera le carburant du futur ?
Bien qu'il soit largement admis que le moteur à combustion classique sera une parenthèse dans l'histoire de l'humanité, la bataille sur ce qui viendra ensuite fait toujours rage. Actuellement, l'électricité semble prendre le dessus, mais bien que les batteries soient un moyen beaucoup plus efficace d'utiliser l'énergie que l'essence, elles ont un impact environnemental, nécessitant des minéraux rares et le recyclage lorsqu'elles sont usées. Par exemple, pour extraire 1 tonne de lithium, il faut 2 millions de litres d'eau. Et le cobalt, un autre métal rare nécessaire à la fabrication des batteries, provient principalement de milliers de petites mines privées de la République démocratique du Congo, un pays très instable, où le travail des enfants est souvent pratiqué.
Pour ces raisons, un scénario futur probable pourrait être une combinaison d'un bloc de batteries à bord du véhicule, combiné à l'électrification des routes par induction via le revêtement routier ou d'autres technologies de transmission d'énergie.
Mais tout cela est extrêmement difficile à prévoir. À la fin de cette décennie, les choses pourraient avoir changé et d'autres technologies supérieures pourraient avoir émergé.
Vehicle-to-X
Quelle que soit la technologie du groupe motopropulseur qui prévaudra, la connectivité multicouche sera la caractéristique dominante de toute voiture future. Le véhicule se connectera à son environnement immédiat, à l'infrastructure locale, aux autres véhicules et au nuage, tout cela en même temps.
Le véhicule surveillera son environnement grâce à une série de capteurs différents, et il recevra des données des infrastructures environnantes comme les feux de circulation ou un véhicule de secours qui s'approche. De plus, les véhicules communiqueront entre eux. Cette communication de courte distance entre véhicules pourrait entrer en jeu lorsqu'un véhicule fait partie d'un train de véhicules. Si la voiture qui précède détecte un obstacle et freine, elle fera instantanément signe aux voitures qui la suivent de freiner également. Ainsi, un véhicule peut étendre sa capacité de capteurs embarqués à des milliers de capteurs supplémentaires à proximité.
En plus de la communication entre véhicules et entre véhicules et infrastructures proches, il y aura une connectivité longue portée permettant d'autres fonctionnalités, comme l'assurance basée sur l'utilisateur, la surveillance des conditions ou diverses solutions de voiture en tant que service.
Sécurisation des lacs de données
Les données produites par le véhicule sont stockées dans de grands lacs de données, pour être utilisées à des fins d'analyse instantanée, pour le développement de nouveaux services et bien plus encore. Les constructeurs, les scientifiques, les autorités et d'autres acteurs peuvent puiser dans ces lacs de données, par exemple pour concevoir des systèmes de logistique et de mobilité plus efficaces. L'accès et l'utilisation de ces vastes quantités de données devraient être bénéfiques pour toutes les parties concernées, à condition que l'intégrité et la confidentialité soient garanties.
Il est évident que ces nouvelles possibilités créent également de nombreux risques et, à cet égard, il est crucial de souligner l'importance de la cybersécurité et de l'intégrité des données. Imaginez que des criminels puissent avoir accès à des données montrant qu'une voiture et ses propriétaires sont en dehors de la ville, laissant leur maison sans surveillance, ce qui en ferait une cible facile pour les cambrioleurs. Ou imaginez qu'une entreprise de transport routier tente de nuire à un concurrent en pénétrant par effraction dans son système, en téléchargeant des feuilles de route défectueuses dans le système de gestion de flotte du concurrent, en supprimant des commandes de fret, etc.
En matière de cybersécurité et d'intégrité des données, l'industrie de la mobilité peut se tourner vers les secteurs dans lesquels ces questions sont essentielles, par exemple la banque et la finance, où les transactions, l'accès et la confidentialité sont protégés par une technologie de pointe.
Réécriture des lois et règlements
De plus, la numérisation de la mobilité va donner aux législateurs des noix bien dures à casser. Les lois devront être réécrites, au niveau national et international, et il y aura des débats difficiles sur la liberté de l'individu et le droit à la vie privée par rapport à ce qui est le mieux pour la société et pour l'environnement.
À titre d'exemple, tout le monde conviendra probablement qu'il serait dans l'intérêt de tous de permettre à un véhicule d'urgence en approche de prendre le contrôle des véhicules qui le précèdent et de les forcer à se ranger, afin qu'il puisse atteindre un accident le plus rapidement possible.
Mais pourquoi ne pas aller plus loin dans ce scénario ? Dans la circulation quotidienne, les autorités locales devraient-elles être autorisées à prendre le contrôle d'un certain nombre de voitures et à les réorienter pour éviter les embouteillages ? Ou peut-être même empêcher un certain nombre de propriétaires de véhicules d'utiliser leur véhicule pendant un certain temps, dans l'intérêt de l'environnement ? Imaginez que vous vous rendiez à votre voiture le matin pour aller à votre bureau, juste pour qu'elle vous dise "Non, pas aujourd'hui, utilisez plutôt les transports publics".
D'énormes investissements
La numérisation et l'automatisation du secteur de la mobilité ne posera pas seulement de grands défis aux législateurs. Les entreprises prennent également des risques énormes et investissent massivement dans la technologie, sachant que certaines d'entre elles ne parviendront peut-être pas à la production de masse.
Comme on le sait, Tesla, le leader technologique des véhicules électriques autonomes, brûle des milliards de dollars. Pourtant, en 2019, Tesla n'a produit que 367 500 véhicules, ce qui est presque rien comparé aux grands constructeurs automobiles mondiaux. Ils produisent entre 7 et 10 millions d'unités par an.
Avec tout ce qui se passe dans le secteur de la mobilité, les fabricants ont beaucoup à faire. Parallèlement, ils intègrent de nouveaux composants dans les systèmes des véhicules, ils développent des algorithmes pour la conduite autonome et ils travaillent sur l'électrification du groupe motopropulseur.
En outre, les défis de l'électrification du groupe motopropulseur et de la conduite autonome attirent des investissements importants de la part d'entreprises extérieures au secteur automobile. De nouvelles entreprises se concentrant soit sur le développement d'algorithmes pour l'autonomie, soit sur la technologie de l'électrification, sont en train d'émerger. Et comme la rentabilité de l'industrie automobile se déplace lentement du métal et de la mécanique vers les logiciels et les services, il se pourrait bien qu'une nouvelle Ford ou une nouvelle Toyota en fasse partie. À l'avenir, l'industrie automobile pourrait connaître de toutes nouvelles analyses de rentabilité, passant d'une marque de voiture telle que nous la connaissons à un service fourni par une coque sur roues non descriptive.
En réalité, le secteur de la mobilité traverse une période passionnante.
