La voiture intelligente

UNIVERSITÉ DE PROVENCE

DÉPARTEMENT SCIENCES DE L'ÉDUCATION

LICENCE: Option Sécurité Routière

Les nouvelles technologies et le développement

de la voiture « intelligente»

AUTEUR : Dominique ESTANDIÉ

Cédric ROZAIN

Sous la direction de Richard ALOISIO

Année Universitaire 2008/2009

Ile de la Réunion

Sommaire

Introduction P 3

1. Qu'est-ce qu'une voiture intelligente ? P 4

2. Engagement des constructeurs P 4

2.1. La recherche P 4

2.2. Les stratégies déployées P 5

3. Constat P 8

4. Questionnement P 8

4. Les comportements vis-à-vis des nouvelles technologies P 9

5. L'auto-évaluation des risques P 10

6. L'homéostasie du risque P 11

Conclusion P 13

Bibliographie/Webographie P 14

Introduction

Au quotidien, nous dépendons tous des moyens de transport. Toutefois, l'augmentation du trafic routier génère de graves problèmes de société : encombrement du réseau routier et des zones urbaines, pollution et problèmes de santé publique, gaspillage d'énergie et, par-dessus tout, de nombreux accidents. Chaque année, quelque 40 000 morts sur les routes européennes sont recensés. Bien plus encore sont blessés. Heureusement, les technologies avancées d'information et de communication (TIC) peuvent désormais être incorporées à bord de systèmes pour des véhicules intelligents et offrir des solutions nouvelles aux problèmes de transport. Ces systèmes de haute technologie peuvent :

· aider les conducteurs à éviter un accident,

· fournir aux conducteurs des informations en temps réel sur le trafic et leur permettre d'éviter les embouteillages,

· trouver l'itinéraire le plus rapide pour n'importe quel déplacement,

· optimiser les performances du moteur de leur véhicule et en améliorer ainsi le rendement énergétique,

· surveiller l'état du conducteur : vigilance, alcool, drogue, médicaments.

Les avantages sont multiples et en perpétuelle évolution. Des études ont été menées par la Commission Européenne et ont démontré par exemple, que si 0,6 % des voitures étaient équipées de systèmes d'aide aux trajectoires et aux dépassements, 1500 accidents seraient évités. Il s'agirait donc prioritairement d'améliorer la sécurité routière en assistant le conducteur par l'information et l'aide à la conduite mais également de rationaliser l'usage du carburant par une moindre consommation et une optimisation des temps de circulation.

De ces voitures intelligentes, nous devrions avoir une baisse significative des accidents dans les prochaines années mais influencent-elles le comportement du conducteur ? Celui-ci est-il toujours en mesure d'intégrer ces nouvelles technologies dans sa conduite sans développer de nouveaux risques ? Pour tenter de répondre, nous nous intéresserons à divers points de vue. Nous essayerons de définir ce qu'est une voiture dite "intelligente". Ensuite, nous verrons les engagements pris par les constructeurs ainsi que leurs stratégies puis pour finir nous tenterons de comprendre ce que de tels systèmes peuvent occasionner chez le conducteur (homéostasie sensorielle).

1. Qu'est ce qu'une voiture intelligente ?

Les définitions varient quelque peu d'un constructeur ou d'un expert à l'autre. Chacun s'accorde sur des dominateurs communs : usage croissant des technologies de l'information et de la communication, systèmes préventifs des accidents et des incidents ; prise en compte du développement durable au niveau de la conception, de l'usage et du recyclage. Concrètement, les automobilistes disposent et disposeront encore plus de systèmes embarqués contribuant à la sécurité, à la propreté, à l'information sur l'état du véhicule et de ses fonctions comme sur l'environnement de la circulation. Clairement, le conducteur sera donc plus assisté, gérera mieux ses temps de trajets et consommera moins. Et non, la voiture de demain ne volera pas.

2. Engagement des constructeurs 2.1. La recherche

Les bureaux d'études de constructeurs, et plus largement les laboratoires indépendants, intensifient la recherche et le développement dans ces directions depuis plusieurs années, et le marché commence à voir apparaître ces véhicules dits "intelligents". L'électronique embarquée se généralise et devient de plus en plus performante en même temps que se complexifie et se heurte aux problèmes de poids, et naturellement aux problèmes de coût. Le temps où l'on pouvait se dépanner sur le bord de la route avec un fil de fer ou un bout de chatterton est désormais révolu, ou réservé aux amateurs de voiture de collection du siècle dernier.

Malgré leur potentiel, la plupart des systèmes intelligents ne sont pas encore commercialisés. En outre, les véhicules de systèmes de nouvelles générations se limitent essentiellement aux véhicules haut de gamme, ce qui représente un pourcentage restreint du marché. De plus, la situation extrêmement concurrentielle du secteur automobile crée des conditions peu favorables au développement de ces systèmes.

Voyons maintenant les aspects du véhicule intelligent qui sont abordés par les grands groupes industriels de l'automobile, constructeur comme équipementiers. Ils n'oeuvrent pas forcément dans le même sens ni à la même vitesse, mais ils proposent tous des solutions "intelligentes". Les TICS (Technologies de l'Information et de Communication) sont au centre des dispositifs à l'étude ou déjà proposées par certaines

marques. Les automobiles sont dotées de capteurs permettant d'informer son conducteur, d'un problème ou d'un risque inhérent au véhicule ou à son environnement.

Les systèmes indiquant une défaillance mécanique, ou tout simplement un outil d'éclairage ou de ceinture de sécurité, existent depuis près de 20 ans, mais ils sont à présent prolongés par des capteurs capables de renseigner sur les conditions de circulation ou les obstacles potentiels. Ces systèmes profitent de l'évolution des technologies sans fil et du maillage satellitaire (GPS notamment) pour alerter le conducteur.

Ainsi, l'université de Sarrebruck participe à l'initiative européenne sur ce terrain de télécommunication et met au point un système baptisé "Prevent" intégrant le Wifi, un GPS et un micro processeur, qui devrait par sa simplicité et son coût, banaliser rapidement l'équipement des modèles des grands constructeurs impliqués également dans ce programme : Daimler, Mercedes, BMW, Volkswagen, PSA et Renault.

2.2. Stratégies déployées.

2.3. La plupart des constructeurs s'allient autour de projets de recherche¹.

· On retrouve Daimler-Mercedes aux côtés de Général Motors, Ford, Toyota, et Honda dans le projet V.S.C (Véhicule Safety Communication).

· Toyota, Nissan, Honda, Mitsubishi et Yamaha dans le projet ITS (Intelligent Transportation Système).

· Daimler Mercedes, BMW, Volkswagen (Audi), GM (Opel), Renault, Fiat, Honda avec NEC et Philips pour le projet Car 2 Car.

· Daimler Mercedes, BMW, Volkswagen associée à NEC, Siemens et l'institut Fraunhauter dans le projet Vetwork on Wheels.

Les technologies de nature et d'origine différentes devront donc cohabiter pour se traduire fonctionnellement en signaux visuels et/ou sonores d'alertes, et en système de ralentissement ou d'immobilisation du véhicule automatiquement, comme les radars anticollisions.

1 Sources : sites Internet des constructeurs, sites Internet présentant des essais de voiture (par exemple : www.autoweb-france. com).

L'une des limites de la cohabitation et de l'échange d'information entre variables et sources, au-delà des aspects techniques et financiers, réside dans la difficulté d'harmonisation les différents langages (langues, symboles, unités de mesures...) sujet sur lequel, le projet « Car 2 Car » se penche en particulier.

Il est difficile de connaître le montant des investissements consentis en ces domaines par les industriels, mais selon la Consumer Electronic Association, le marché de la technologie embarquée représente 100 milliards d'euros aux USA. Les applications que le consommateur peut dès à présent trouver sur un véhicule commercialisé, mais rappelons-le, encore souvent dans le haut de gamme, se résume aux capteurs sonores et/ou visuels, tel que :

· L'A.I.D.E (Adaptative Integrated Driver-véhicle interfacE) qui offre une aide à la navigation dérivée des systèmes issue de l'aviation, notamment par l'affichage des données sur le pare-brise, ce qui permet au conducteur de ne pas quitter la route des yeux.

· Les caméras "intelligentes" qui fixent les lignes blanches des routes (comme le LKAS sur la Honda Accord équipé du système ADAS capable de stabiliser la vitesse en fonction de l'espace entre le véhicule et de freiner automatiquement en cas de danger), ou qui couvrent les angles morts par exemple. Elles sont à présent, pour certaines, dotées de système infrarouge autorisant la vision nocturne.

· Les phares, à longue portée, quelles que soient les conditions de visibilité qui se vulgarisent (comme sur la Fiat Multipla équipée du système ICAR permettant une vision à 400 mètres, de jour comme de nuit et par tout temps).

· Les systèmes de réduction de consommation et de pollution et plus largement l'utilisation des énergies hybrides.

Des constructeurs parviennent même à réunir les différentes applications, tel que :

· Mercedes, qui allie sécurité active et passive avec propreté grâce à une combinaison ultrasophistiquée de capteurs récepteurs et de mode de gestion de la consommation et des rejets d'émission de gaz.

· Général Motors, qui intègre dans son système V2V la capacité de détection de véhicule arrêté en bord de route, de risque de collision, de freinage d'urgence, de

changement de file et d'alerte d'obstacle dans les angles morts, de zones de travaux, de carrefours dangereux et de présence de véhicules prioritaires.

Les marques du groupe (Opel, Saab, Chevrolet, et Cadillac) devraient en être équipées à l'horizon 2010. Ford, et plus particulièrement Volvo, sont également très avancés dans ce domaine.

Volkswagen, sacré "constructeur automobile le plus innovant de l'année" en 2007 par le très respecté COA (Centre Of Automotive) installé à Cologne en Allemagne. Le Passat CC est par exemple doté d'une multitude de technologie comme :

· Lane Assist qui surveille la trajectoire.

· DCC qui gère le châssis et la direction.

· Park Assist qui contrôle la distance entre véhicules et aide au stationnement.

· Pyrobrake qui déclenche un freinage d'urgence ultra rapide et puissant.

· AKTIV qui combine l'ensemble et gère les capteurs, épaulé par Carbox, qui pilote le dispositif de communication.

Volkswagen supplante ainsi les Japonais habituellement maîtres de la démocratisation des technologies, mais Toyota offre cependant des solutions très voisines.

Citons enfin, les manufacturiers de pneumatiques, tel Michelin ou Pirelli qui commercialisent des pneus haute résistance, capable de rouler dégonfles (système UHP et Run flat de Pirelli par exemple) et d'informer par des capteurs, sur la pression ou l'état d'un pneu.

L'électronique embarquée nous prend le volant : Moteurs électriques, alertes anticollision, visions de nuit. Toutes ces technologies nous éloignent peu à peu du volant tout en voulant nous protéger.

Tout système améliorant la perception du conducteur que ça soit pour lui d'augmenter le champ de vision (danger à l'avant, obstacle à l'arrière lorsqu'on recule) ou encore mieux dans des conditions difficiles (pluie, neige, brouillard) ou lors de moments d'inattention (manipulation du cellulaire ou de la radio, somnolence) s'avère primordial pour améliorer la sécurité routière.

3. Constat

Nous constatons donc que les grands constructeurs ainsi que les équipementiers oeuvrent tous à rendre la route plus sûre, plus facile et plus propre. Même si nous ne sommes pas rentrés dans les détails de chaque système, nous comprenons nettement leur utilité. Certes, ces nouvelles technologies sont intégrées sur des modèles hauts de gamme, mais tendent à se banaliser sur toutes les marques et sur toutes les séries, petites ou grosses cylindrées.

Depuis ces dernières années, le conducteur est donc de plus en plus secondé par sa machine « intelligente ». Toutefois, le développement de ces véhicules n'est pas sans poser de questions sur le comportement du pilote et ses nouvelles stratégies déployées pour être maître de sa machine. L'électronique embarquée nous prend le volant : Moteurs électriques, alertes anti-collision, visions de nuit. Toutes ces technologies nous éloignent peu à peu du volant tout en voulant nous protéger.

4.

Questionnement

Dans cette course à la voiture autonome, un autre problème majeur est l'acceptation d'une telle technologie par les utilisateurs. Les gens voudront-ils vraiment donner tout le contrôle à une machine ? Cette dernière devra donc évidemment avoir fait ses preuves. La voiture sans conducteur est-elle un rêve ou peut-on l'imaginer dans un avenir proche ? Pour le moment, il n'existe pas de systèmes suffisamment fiables et à un coût acceptable pour rendre la conduite entièrement automatisée. De plus de tels systèmes changeraient totalement la donne en termes de responsabilités juridiques puisqu'une part de responsabilité pourrait revenir au constructeur si son système électronique embarqué est en cause. Si cette technologie apporte du confort et des économies d'énergie elle peut-être aussi génératrice de gros désagréments. Toute rupture de pièces peut-être a l'origine de problèmes et c'est là un aléa incontournable, dû à la fatalité ou à la négligence d'entretien. Un informaticien qui conçoit les calculateurs de ces véhicules, bien assis sur son fauteuil devant son programmateur. Il n'a pas souvent conscience des dangers qu'il fait encourir aux autres... Ainsi, des interfaces mal conçues peuvent-elles être à l'origine de surcharge d'informations et sources de nouveaux risques ?

Une voiture trop intelligente ne rendrait-elle pas son conducteur aveugle par un excès de confiance en ces systèmes ? Nous pouvons nous demander jusqu'où peut aller cette confiance. De plus, de tels systèmes sont-ils compréhensibles pour tous ?

L'acceptabilité sociale des nouveaux systèmes est l'une des questions centrales pour le développement de la voiture intelligente. Le conducteur devient de plus en plus passif, laissant place à un pilotage robotisé et le plaisir de conduire, d'être maître de son véhicule disparaît peu à peu. Nous arrivons alors à la problématique suivante :

Une voiture trop intelligente ne dispense-t-elle pas de l'être ?

5. Les comportements vis-à-vis des nouvelles technologies

Une semblable volonté de contrôle individuel se retrouve dans tous les domaines de l'automobile. Désormais, grâce à l'électronique, on sait faire des dispositifs qui peuvent soit fournir des informations supplémentaires (amplification de la vision, informations sur le trafic, navigation et guidage), soit agir directement sur le véhicule (régulation des inter- distances, radar anti-collision, limiteurs de vitesse, anti-démarrage en cas d'alcoolémie illégale). Or, les réactions du public à ces innovations sont assez homogènes : la quasi- totalité des automobilistes réclame davantage d'informations et d'assistance, une majorité serait favorable au principe de certaines contraintes ou limitations, mais bien peu d'entre eux seraient prêts à les accepter sur leur propre véhicule dans la mesure où cela en entraverait la libre utilisation.

Le même type d'attitude se retrouve face à la réglementation. On la voudrait à son service (informer, guider, protéger les autres), mais en restant libre de « l'interpréter » le cas échéant. Les groupes de pression très influents, que constituent les automobiles clubs, concourent à ce mode de pensée, en défendant notamment la modulation des limitations de vitesses, selon les lieux voire selon les véhicules. Ils utilisent des arguments de bon sens mais démagogiques, et s'appuient - de même que les médias - sur les témoignages de pilotes de course, qui en effet savent conduire mais ne peuvent pas être des modèles pour la collectivité.

Parallèlement, la politique des constructeurs automobiles va vers l'amélioration du confort et des performances, au nom du goût du public et de l'impitoyable concurrence internationale. Mais réclamer une limitation de puissance des véhicules à la construction, par exemple, passe pour une attaque assassine contre l'industrie nationale et l'emploi ! Les réactions de la presse spécialisée face aux limiteurs de vitesses et boîtes noires sont éloquentes...

Parmi les facteurs connus pour être très influents sur le comportement des conducteurs, et donc sur la sécurité, il y a la façon dont le conducteur perçoit les risques, qu'ils soient généraux ou particuliers, ou le danger, et comment il réagit à ceux-ci quand il conduit. Par exemple, la recherche a défini l'importance à la fois des aptitudes à la perception du danger et du comportement à la prise de risque par rapport à l'implication dans les accidents (Quimby et Watts, 1981). En effet, certains modèles de comportement du conducteur, comme la théorie de l'homéostasie du risque (Wilde, 1982), suggèrent que la perception du risque par les conducteurs est l'un des facteurs essentiels pour la détermination des taux d'accident. Certaines mesures de sécurité, comme le port de la ceinture de sécurité, se compensent par le comportement plus risqué des conducteurs qui, par exemple, conduisent plus vite.

6. L'auto-évaluation des risques

Sur la route, les conducteurs estiment que leur liberté consiste à apprécier eux- mêmes les risques encourus. Ils revendiquent la possibilité de faire, personnellement, une analyse intelligente des situations. La libre appréciation et la faculté d'adaptation aux conditions concrètes de la circulation s'opposeraient à une application aveugle de la réglementation : pourquoi respecter une limitation de vitesse quand on juge qu'il n'y a pas de danger ? Le fondement de l'insécurité repose sur ces arbitrages individuels. Et un tel discours passe très bien : il défend l'intelligence par rapport à l'arbitraire de la réglementation. Ce genre d'argument est utilisé face à la limitation de vitesse mais aussi, dans une moindre mesure, vis-à-vis de l'alcool : on se juge capable d'estimer pour soi- même la quantité d'alcool compatible avec la conduite. Si un consensus se dégage de plus en plus sur les dangers que font courir la vitesse et l'alcool, à l'échelon individuel les bonnes intentions disparaissent en raison du filtre de l'appréciation personnelle : « La vitesse est certainement dangereuse, mais moi je sais quand je peux aller vite ! ».

7. L'homéostasie du risque

Selon la théorie de J.G. Wilde (1982), chacun se fixerait un niveau préférentiel de risque, considéré comme raisonnablement faible, qu'il ne conviendrait pas de dépasser mais en dessous duquel il serait inutile de descendre - un peu comme la valeur que l'on affiche à son thermostat. En dessous de cette valeur, un comportement hyper-prudent serait du gaspillage, en termes de mobilité et de vitesse. Ce « modèle » expliquerait pourquoi certaines mesures n'ont pas eu les effets escomptés. Améliorer le revêtement et le marquage, par exemple, entraîne le plus souvent un accroissement des vitesses si d'autres mesures d'accompagnement ne sont pas prises. Et le taux d'accident varie peu, ou en tout cas, pas autant que ce que l'on aurait pu espérer.

De même, on observe une tendance à la compensation des risques avec la multiplication des équipements de sécurité sur les voitures. C'est ce qui s'est passé avec la ceinture de sécurité, facultative à ses débuts : les études ont montré que les véhicules équipés étaient plus souvent impliqués dans des accidents, et que c'étaient les usagers les plus vulnérables qui en faisaient les frais. Ce phénomène s'est renouvelé avec les pneus cloutés qui permettaient de rouler plus vite sur la neige et la glace. Ou encore avec l'ABS, un système merveilleux qui peut réduire jusqu'à 30 % des accidents en choc arrière sur sol mouillé : Il permet de conserver le contrôle des véhicules, même en cas de freinage en courbe, mais il semble augmenter l'implication de ces véhicules sur chaussée sèche, sans doute parce qu'ils ont nourri chez les conducteurs un sentiment de confiance excessif et donc probablement autorisé des vitesses plus élevées.

Nul besoin pour cela de croire à la théorie psychologique de l'homéostasie du risque : Plus de sécurité objective, réduit les conséquences d'un comportement de prise de risque. C'est donc malheureusement un comportement rationnel d'automobiliste pressé que d'accroître sa vitesse lorsque la probabilité ou les conséquences d'un éventuel accident sont réduites.

Les chercheurs ne sont pas responsables de la politique de sécurité routière. Leur fonction les amène à étudier puis à proposer des solutions techniques destinées à améliorer le système de circulation, que ce soit au niveau de l'ergonomie des véhicules, des aides à la conduite, de la conception ou de l'aménagement des réseaux, voire de la réglementation. Ils ont aussi un rôle important dans l'évolution des méthodes pédagogiques (formation initiale des conducteurs, éducation à la sécurité routière dès l'école primaire...).

En France, contrairement à l'Allemagne, la voiture est plutôt investie comme objet de plaisir (80 % des Français disent aimer conduire), qui sert aussi à afficher un comportement sportif et ludique. Finalement, les conducteurs ne sont pas prêts à sacrifier ce plaisir pour quelques accidents en moins, alors qu'ils estiment leur risque individuel suffisamment maîtrisé et raisonnablement bas. Ce comportement est comparable à celui du tabac ; on court un risque, on en fait courir un aux autres, mais on trouve toutes sortes d'arguments pour le minimiser (je n'avale pas la fumée) plutôt que de se priver d'un plaisir.

Toutefois, l'amélioration des véhicules reste ambivalente. L'évolution technique a bien sûr entraîné une amélioration notable de la sécurité : pour des conditions de choc comparables, la probabilité de décès ou de blessure grave lors d'une collision a diminué au cours des vingt dernières années (Broughton, 2003), du fait de l'évolution de la conception des véhicules et de leurs équipements. Mais parallèlement, l'augmentation lente et continue, sur le long terme, des vitesses pratiquées n'est pas sans lien avec l'évolution des caractéristiques techniques des véhicules. D'autre part, certaines améliorations techniques visant a priori l'amélioration de la sécurité contribuent surtout à favoriser la réduction des temps de parcours, car les gains de sécurité escomptés sont parfois consommés sous forme d'augmentation de vitesse. Stanton et Pinto (2000) montrent qu'un système améliorant la perception de l'environnement en conduite nocturne (des images captées par caméra infrarouge sont projetées sur le pare-brise et ainsi superposées à la scène que voit le conducteur), favorise l'augmentation des vitesses.

On voit donc que l'évolution de ces nouvelles technologies ne peut être considérée comme nécessairement positive : les recherches qui viennent d'être évoquées montrent que la conduite automobile ne peut être appréhendée sans l'importance des comportements. Naturellement, cette théorie de l'homéostasie du risque a une part de vérité : les progrès en matière de sécurité sur les infrastructures ou les véhicules sont toujours en partie contrebalancés par un changement de comportement des usagers, mais le solde est globalement positif si l'on considère l'évolution de ces trente dernières années. Il est évident que ces techniques permettent l'amélioration de la sécurité, et même en tenant compte des rétroactions comportementales éventuelles, les accidents ont nettement diminué grâce à ces progrès.