Perception de l'environnement en conduite autonome

La voiture autonome : défis technologiques et juridiques

Dossier : L'automobileMagazine N°717
Par Vincent ABADIE

Les instances internationales se concertent pour résoudre les problèmes juridiques posés par les véhicules autonomes. Priorité à la sécurité, mais fin du dogme universel du conducteur maître à tout moment du contrôle de son véhicule. D’autres paramètres sont étudiés concernant l’infrastructure routière et la détermination des responsabilités en cas d’accident.

La voiture autonome permet de retrouver du temps de qualité à bord des véhicules dans les situations de conduites monotones ou rébarbatives, et permet, quand la technologie en est complètement maîtrisée, d’ améliorer la sécurité d’utilisation des véhicules en évitant les erreurs humaines.

L’automatisation de la conduite commence par les fonctions d’ assistance comme le freinage automatique en cas de risque de collision, jusqu’à l’autonomie complète où le conducteur n’a pas même besoin d’être présent dans le véhicule.

REPÈRES

Les constructeurs se sont mis d’accord sur une classification des niveaux d’autonomie en cinq niveaux :
  • Niveau 1 : assistance
  • Niveau 2 : avec supervision conducteur
  • Niveau 3 : sans supervision temporaire
  • Niveau 4 : sans supervision
  • Niveau 5 : sans chauffeur.

PRIORITÉ À LA SÉCURITÉ

Le défi majeur est de pouvoir proposer ces technologies au niveau de sûreté requis pour un déploiement en grande série. Le véhicule doit à tout instant être en mesure de percevoir parfaitement son environnement, de prendre la bonne décision sur l’action à entreprendre et d’exécuter cette action en toute sécurité.

Cela doit être vrai même en cas de défaillance d’une partie du système, d’où une nécessité de redondances sur les systèmes, c’est-à-dire qu’il y ait toujours un second dispositif capable de pallier un dysfonctionnement.

Les méthodologies permettant d’apporter les preuves de la sûreté de fonctionnement sont en cours de développement et font l’objet de nombreux travaux en collaboration au sein de l’ISO et avec d’autres partenaires au sein et en dehors de la filière automobile.

DES PROBLÈMES TECHNIQUES À RÉSOUDRE

Par ailleurs, les travaux de conception font encore l’objet de difficultés techniques qui restent à résoudre.


Le véhicule doit à tout instant être en mesure de percevoir parfaitement son environnement, de prendre la bonne décision sur l’action à entreprendre et d’exécuter cette action en toute sécurité.  © CHOMBOSAN

Certains scénarios comme les travaux, les infrastructures dégradées ou les comportements atypiques d’autres usagers peuvent parfois échapper à l’intelligence artificielle des algorithmes de pilotage des prototypes.

De plus, l’analyse des situations par la fusion de données hétérogènes (c’est-à- dire issues de capteurs de différentes technologies et de la cartographie) pose aussi des problématiques techniques qui font encore l’objet de travaux au stade de la recherche scientifique.

Les ingénieurs font évoluer en permanence les systèmes pour résoudre les nouvelles problématiques rencontrées chaque jour au cours des expérimentations et intègrent au fur et à mesure les avancées technologiques dans les algorithmes en développement.

UN CADRE JURIDIQUE À CONCEVOIR

Pour permettre la circulation des véhicules à conduite déléguée, un certain nombre d’évolutions juridiques et réglementaires sont nécessaires. En premier lieu, la convention de Vienne, sur laquelle s’appuient les codes de la route européens, doit évoluer. Cette convention précise que le conducteur doit conserver à tout moment le contrôle de son véhicule.

De premières évolutions ont été décidées récemment pour autoriser les premiers dispositifs d’assistance, mais des aménagements complémentaires sont nécessaires pour aller plus loin vers l’automatisation de la conduite. La plupart des constructeurs travaillent avec les autorités sur ces modifications dont on peut supposer qu’elles aboutiront avant 2020.

FAIRE ÉVOLUER LE CODE DE LA ROUTE

Ensuite, les codes de la route nationaux devront évoluer pour autoriser les fonctions autonomes ainsi que les réglementations techniques automobiles liées à l’homologation des véhicules.

Pour cela, plusieurs groupes de travail de la Commission économique des Nations unies pour l’Europe (CEEONU) sont actifs pour amender certains règlements ECE et permettre la conduite autonome (ECE 79 sur les systèmes de direction et ECE 48 sur l’éclairage et la signalisation).

DÉTERMINER LES RESPONSABILITÉS

Autre point clé : la détermination de la responsabilité en cas d’accident éventuel d’un véhicule autonome.

UN CADRE INTERNATIONAL

La convention de Vienne sur la circulation routière est un traité international conçu pour faciliter la circulation routière internationale et pour améliorer la sécurité routière en harmonisant la réglementation routière entre les parties contractantes.
Cette convention a été admise lors de la conférence sur la circulation routière du Conseil économique et social des Nations unies en novembre 1968. Elle est entrée en vigueur le 21 mai 1977. Cette conférence a aussi produit la convention de Vienne sur la signalisation routière (source : Wikipédia).

Il faut noter que ces cas seront de plus en plus rares car l’électronique de pilotage du véhicule permettra une sûreté supérieure à celle d’un conducteur, notamment du fait d’un comportement naturellement « précautionneux » de l’automatisme.

En effet, par construction, l’automate respectera le code de la route, les vitesses réglementaires, les interdictions de franchissement de lignes ou encore les distances de sécurité.

De plus, les temps de réaction du système – pour le déclenchement d’un freinage automatique par exemple – seront plus courts que ceux d’un conducteur humain et permettront de mieux éviter les collisions.

UN SUJET EN DISCUSSION

Pour les cas résiduels d’accidents, le partage des responsabilités devra être déterminé, en vérifiant que le véhicule était bien en mode autonome lors de l’accident et en déterminant, le cas échéant, le partage de la responsabilité avec les tiers.

Enfin, en cas de mise en cause du véhicule autonome, les niveaux de responsabilité respectifs du constructeur et du conducteur seront aussi à définir. Pour cela, l’intégration d’un dispositif d’enregistrement dans le véhicule permettant de reconstituer les circonstances de l’accident est à l’étude.

Les modalités d’introduction de ce système et son contenu sont actuellement étudiés par les constructeurs et l’ensemble des autorités concernées. Le sujet, dans sa globalité, est en cours de discussion au sein de la filière automobile française en concertation avec les juristes et des compagnies d’assurances.

LES EXPÉRIMENTATIONS SE MULTIPLIENT

Les tests sur route ouverte ont démarré en France depuis mi-2015 avec quatre prototypes roulants PSA (Citroën C4 Picasso autonomes) correspondant à des niveaux d’automatisation 2 et 3 qui ont été autorisés à circuler sur plus de 10 000 km de voies rapides. Des autorisations ont été aussi obtenues pour ces véhicules en Espagne fin 2015 et aux Pays-Bas en avril 2016.

ATTENTION : TRAVAUX !

La gestion des zones de travaux est un point difficile pour les systèmes automatisés, de par la variété des situations rencontrées et la difficulté de signalisation suffisamment anticipée pour une gestion de situations par le véhicule.
Ce point fait l’objet de discussions spécifiques avec les gestionnaires d’infrastructure et les autorités en charge du sujet au niveau français comme international, avec un besoin de définir et d’appliquer des normes qui favoriseront l’application des véhicules autonomes de la manière la plus large possible.

Les véhicules ont parcouru plusieurs dizaines de milliers de kilomètres sur ces routes et des expériences prometteuses de roulage avec des prototypes ont été réalisées : 580 km en roulage autonome entre Paris et Bordeaux en octobre 2015, 3 000 km en roulage autonome entre la France et l’Espagne en novembre 2015, encore un roulage de 500 km entre Paris et Sochaux en mars 2016, sans tenir le volant.

Deux véhicules ont même parcouru un trajet en mode autonome entre Paris et Amsterdam pour participer à l’événement « The Experience » consistant à transporter des ministres de la Communauté européenne en véhicule autonome à Amsterdam.

D’autres ont emboîté le pas en France et ce sont maintenant plus d’une dizaine de prototypes automatisés et autonomes qui arpentent les routes françaises.

VEILLER À L’ÉTAT DES INFRASTRUCTURES

Pour ses premières applications, le véhicule autonome utilisera les mêmes voies de circulation que les autres véhicules. La qualité des infrastructures est donc essentielle au déploiement de la conduite automatisée. En premier lieu, les marquages au sol doivent être en bon état pour être détectables par les capteurs du véhicule (en particulier les caméras), afin de garantir le guidage latéral du véhicule.

On utilisera en complément les systèmes fondés sur la cartographie et le positionnement GPS, qui sont eux-mêmes soumis à certaines limitations comme leur précision ou encore leur taux de disponibilité (tunnels, canyons urbains, etc.).

Comportement atypique à prendre en compte dans la conduite autonome
Certains scénarios comme les travaux, les infrastructures dégradées ou les comportements atypiques d’autres usagers peuvent parfois échapper à l’intelligence artificielle des algorithmes de pilotage des prototypes. © MISU

C’est un point de vigilance, car les expérimentations ont mis en avant la grande variété de l’état des routes en matière de qualité des marquages. D’autres points sont importants, comme la qualité de la signalisation, notamment les panneaux d’indication de travaux et de limitation de vitesse, la qualité générale du revêtement ou le respect des standards par l’ensemble des gestionnaires d’infrastructure publics ou privés.

DES SYSTÈMES DE TRANSPORT INTELLIGENTS

Les premières applications des fonctions autonomes seront accessibles sur des routes propices, en particulier les voies à chaussées séparées qui permettent de se mettre en situation favorable par rapport à la qualité des infrastructures.

De plus, cela permet de garantir des conditions de circulation favorables vis-à-vis des autres usagers avec des scénarios plus simples à gérer (absence de piétons, de cyclistes, etc.).

Dans un second temps, l’arrivée des infrastructures intelligentes qui seront déployées pour les systèmes de transport intelligents coopératifs apportera une amélioration des performances et de la disponibilité des fonctions autonomes.

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