Technologies de rupture et mobilité du futur

De nou­velles tech­nolo­gies de rup­ture émer­gent dans l’industrie auto­mo­bile. Par­mi les nou­veautés très atten­dues, la 5G sera un des élé­ments clés des com­mu­ni­ca­tions pour et entre les véhicules, mais pas seule­ment. C’est une véri­ta­ble révo­lu­tion de la mobil­ité qui débute.

Les ana­lystes ont iden­ti­fié qua­tre grandes rup­tures tech­nologiques qui vont avoir des réper­cus­sions sur l’industrie auto­mo­bile. Ces rup­tures sont classées sous l’acronyme anglo-sax­on d’ACES pour autonomous, con­nect­ed, elec­tric and Shared, soit véhicules autonomes, voitures con­nec­tées, élec­tri­fi­ca­tion et mobil­ité partagée.

Hyper­con­nex­ion

À l’horizon 2030, l’ACES domin­era l’industrie auto­mo­bile. Cette muta­tion a d’ailleurs déjà com­mencé, que l’on songe aux voitures élec­triques, à l’autopartage, aux voitures con­nec­tées et aux débuts des voitures autonomes. Ce mou­ve­ment va cepen­dant s’accélérer et nous risquons de voir des boule­verse­ments aus­si impor­tants et rapi­des que ceux qui ont sur­gi au XIXe siè­cle, avec les débuts de l’aventure automobile.

L’objectif est de pro­duire des voitures totale­ment autonomes, qui com­mu­ni­queront avec les sys­tèmes routiers pour obtenir des infor­ma­tions en temps réel sur l’état du réseau, la cir­cu­la­tion sur les autoroutes, sur les routes sec­ondaires et en cen­tre-ville, les meilleurs itinéraires et les acci­dents. Les véhicules com­mu­ni­queront égale­ment entre eux pour échang­er des indi­ca­tions sur l’état des routes en fonc­tion de la météo (neige, glace, trous, etc.) ou des travaux. Dans les cen­tres-villes, cette hyper­con­nex­ion per­me­t­tra de savoir où sont situés les sta­tion­nements les plus proches avec le nom­bre de places disponibles.

Enfin, les voitures de demain auront plusieurs util­isa­teurs : la mobil­ité partagée devien­dra la règle. Les sociétés de taxi dis­poseront elles aus­si de flottes autonomes équipées de cap­teurs et de sys­tèmes d’optimisation des itinéraires en fonc­tion des infor­ma­tions sur l’état du réseau routi­er reçues en temps réel.

L’industrie auto­mo­bile con­cen­tre déjà ses efforts sur les logi­ciels et les processeurs qui com­posent les sys­tèmes de fonc­tion­nement des véhicules. L’industrie va pro­gres­sive­ment créer de véri­ta­bles écosys­tèmes en réseaux, com­posés de plusieurs acteurs (indus­triels, entre­pris­es, con­som­ma­teurs) inter­agis­sant les uns avec les autres.

Les mod­èles d’affaires seront trans­for­més par des amélio­ra­tions dans la sécu­rité des véhicules, des coûts moins élevés et une diminu­tion des effets néfastes sur l’environnement. D’autre part, ces ACES néces­siteront des investisse­ments impor­tants dans les infra­struc­tures de réseaux, les plates-formes de ges­tion de don­nées et le traite­ment des don­nées en périphérie de réseau. Dans ce con­texte, la col­lab­o­ra­tion et les parte­nar­i­ats entre les dif­férentes indus­tries seront des fac­teurs clés, gages de réussite.

Tech­nolo­gie dans le véhicule et sur les routes

La ten­dance actuelle vise à inté­gr­er tou­jours plus de fonc­tions et d’unités de com­mande élec­tron­iques dans les appareils de con­trôle et les régu­la­teurs. Les fab­ri­cants d’équipement mènent cette véri­ta­ble « offen­sive » tech­nologique pour offrir plus de sys­tèmes inté­grés et con­nec­tés d’information et de divertissement.

Ain­si, l’habitacle d’un véhicule se rem­plit de plus en plus de cap­teurs. Si cette ten­dance devrait se pour­suiv­re pour les deux ou trois prochaines généra­tions de véhicules, à plus long terme, les fab­ri­cants dis­poseront de cap­teurs beau­coup plus intel­li­gents et en plus petites quan­tités. Les coûts seront plus faibles, mais l’Internet des objets offrira un éven­tail de fonc­tions beau­coup plus large. Dans quelques années, ces cap­teurs seront capa­bles de pré­traiter des don­nées et de trans­met­tre des infor­ma­tions sur leurs actions aux unités de com­mande électroniques.

Mais la voiture ne sera pas le seul élé­ment hyper­con­nec­té. Les routes et les infra­struc­tures accom­pa­g­neront les véhicules dans ce bond tech­nologique. Des sys­tèmes et des dis­posi­tifs seront totale­ment inté­grés aux réseaux routiers, quelle que soit leur nature (autoroutes, routes sec­ondaires, avenues, rues, etc.). Caméras, moni­teurs capa­bles d’analyser les sit­u­a­tions de cir­cu­la­tion, cap­teurs rel­e­vant la tem­péra­ture et les con­di­tions de con­duite, sig­nal­i­sa­tion (tem­po­raire ou de plus longue durée) des travaux : une mul­ti­tude de paramètres sera analysée en temps réel et trans­mise aux véhicules et au sys­tème cen­tral de ges­tion routière grâce aux réseaux sans fil et aux batteries.

Dans ce con­texte, les opéra­teurs télé­coms joueront un rôle très impor­tant. Ils pren­dront en charge une par­tie de la con­struc­tion des réseaux avec un faible coût énergé­tique. Ils per­me­t­tront égale­ment une bonne cou­ver­ture grâce notam­ment à l’Internet des objets. Ils tra­vailleront en syn­ergie avec des entre­pris­es de travaux publics, des sociétés de con­struc­tion privées, les col­lec­tiv­ités et les pou­voirs publics, mais aus­si les citoyens.

La com­mu­ni­ca­tion « véhicule à tout »

L’acronyme anglo-sax­on V2X (vehi­cle to every­thing) désigne le trans­fert d’informations du véhicule à tout ce qui l’entoure et qui intè­gre d’autres types de com­mu­ni­ca­tions plus spé­ci­fiques (véhicules, infra­struc­tures et même piétons).

Aujourd’hui, il est pos­si­ble aux con­duc­teurs de sur­veiller et d’interagir avec un cer­tain nom­bre de voitures. Dans quelques années, la majorité des véhicules sera hyper­con­nec­tée. Cela néces­sit­era une plus grande capac­ité sans fil, car les véhicules com­mu­ni­queront entre eux, mais aus­si avec l’ensemble de leur envi­ron­nement, comme les infra­struc­tures routières.

D’une manière générale, les véhicules du futur auront besoin de réseaux plus dens­es, plus nom­breux et plus effi­caces, notam­ment dans les zones urbaines, avec des ban­des pas­santes plus puis­santes capa­bles de trans­met­tre un grand nom­bre d’informations, dont des vidéos.

De plus, les voitures autonomes généreront près de qua­tre téraoctets de don­nées par jour. Si ces don­nées seront en grande par­tie traitées dans la voiture, elles seront égale­ment partagées avec d’autres véhicules ain­si qu’avec les infra­struc­tures, pour une meilleure ges­tion énergé­tique. Là encore, l’explosion des don­nées mèn­era à des besoins crois­sants en ban­des pas­santes plus rapi­des et plus puis­santes, mais aus­si en bat­ter­ies au sein même des voitures.

Types de com­mu­ni­ca­tion et 5G

Les besoins en con­nex­ion per­me­t­tront deux types de com­mu­ni­ca­tion : celle basée sur le réseau et la com­mu­ni­ca­tion directe.
La pre­mière per­me­t­tra aux voitures d’utiliser les réseaux de télé­phones porta­bles pour com­mu­ni­quer avec les véhicules, les pié­tons et les infra­struc­tures situés à prox­im­ité. Cette com­mu­ni­ca­tion dite « véhicule au réseau » (V2N ou vehi­cle to net­work) béné­ficiera d’une portée supérieure aux méth­odes plus directes. La V2N utilis­era le réseau mobile des opéra­teurs avec un accès à tous les ser­vices du cloud ain­si qu’à ses mesures de sécurité.

La sec­onde per­me­t­tra aux véhicules de com­mu­ni­quer directe­ment avec leur envi­ron­nement sans pass­er par les réseaux de télé­phones porta­bles. Ce type inclut la com­mu­ni­ca­tion entre véhicules (V2V ou vehi­cle to vehi­cle) pour le partage de don­nées (sécu­rité, acci­dents, embouteil­lages, etc.), du véhicule vers les infra­struc­tures (V2I) avec des échanges d’informations (feux de cir­cu­la­tion, trans­ports col­lec­tifs, sig­naux routiers, etc.). Par exem­ple, un véhicule pour­ra adapter sa vitesse en fonc­tion d’une infor­ma­tion rel­a­tive aux feux de cir­cu­la­tion. Ce cas de fig­ure sera égale­ment envis­age­able grâce à la com­mu­ni­ca­tion directe entre la voiture et les pié­tons (V2P).

La com­mu­ni­ca­tion directe utilise le sys­tème de trans­port intel­li­gent (ITS) 5,9 giga­hertz pour les com­mu­ni­ca­tions à faible ray­on et ne dépend pas for­cé­ment du réseau de télé­phone. En revanche, ce dernier peut soutenir la com­mu­ni­ca­tion directe si celle-ci ne parvient pas à détecter un dan­ger, comme un pié­ton ou un autre véhicule.

Quel que soit le type de com­mu­ni­ca­tion, une con­nex­ion per­ma­nente est la clef pour faciliter l’autonomie et l’automatisation des voitures en cir­cu­la­tion. Dans ce con­texte, l’arrivée de la cinquième généra­tion de tech­nolo­gie sans fil, ou 5G, jouera un rôle prépondérant.

Des tech­nolo­gies pou­vant être util­isées pour la com­mu­ni­ca­tion directe ou en réseau exis­tent déjà : la 4G/LTE, les satel­lites, les DSRC (ded­i­cat­ed short range com­mu­ni­ca­tions ou com­mu­ni­ca­tions spé­cial­isées à courte portée). Mais la 5G va réduire le temps de latence et accroître la fia­bil­ité des sys­tèmes comme jamais cela n’avait été vu aupar­a­vant, notam­ment dans les domaines du partage de tra­jec­toire et des mis­es à jour en temps réel.

Un nou­v­el écosys­tème de mobilité

Pour gér­er ce flot impor­tant et con­tinu d’informations, un canal sécurisé devra agréger les don­nées générées par les véhicules et les cap­teurs routiers qui seront par la suite analysées par des sys­tèmes infor­ma­tiques dans le cloud. Plusieurs sociétés auto­mo­biles essaient déjà de bâtir des plates-formes com­munes pour for­mer des écosys­tèmes de véhicules con­nec­tés et pro­pos­er de nou­veaux services.

La mul­ti­pli­ca­tion des cap­teurs améliore les con­nex­ions et per­met égale­ment l’émergence de nou­velles appli­ca­tions et de nou­veaux ser­vices, ou l’amélioration de ser­vices exis­tants comme l’autopartage.

Ces appli­ca­tions néces­siteront de nou­velles plates-formes pour analyser des don­nées en temps réel. Elles offriront l’avantage de faire inter­a­gir l’ensemble de l’écosystème, du client au fab­ri­cant en pas­sant par les com­pag­nies d’assurance, les four­nisseurs d’infrastructures routières et urbaines, les opéra­teurs de télé­phonie mobile, etc.

Mais ces nou­veaux écosys­tèmes néces­siteront des investisse­ments énormes (des dizaines de mil­lions de dol­lars), car ils seront beau­coup plus com­plex­es au niveau des logi­ciels, des con­nex­ions et des sys­tèmes de sécurité.

Pour les géants de la tech­nolo­gie, le sys­tème ACES représen­tera d’extraordinaires oppor­tu­nités. Ils ont d’ailleurs déjà réal­isé des per­cées tech­nologiques impor­tantes, avec par exem­ple l’utilisation de plates-formes d’infodivertissement. Ces écosys­tèmes sont aus­si l’occasion de faire émerg­er des start-up qui assuré­ment s’y fer­ont une place aux côtés des grands groupes, mais aus­si des villes et des gouvernements.

Aus­si les parte­nar­i­ats entre les secteurs pub­lic et privé se mul­ti­pli­eront-ils et per­me­t­tront-ils de relever plus effi­cace­ment les défis que représen­tent déjà les tech­nolo­gies de rup­ture dans la mobil­ité. Les coûts d’investissement seront telle­ment élevés que les acteurs de ces écosys­tèmes seront oblig­és de col­la­bor­er pour assur­er de meilleurs pro­duits et ser­vices aux citoyens qui sont aus­si des con­som­ma­teurs. De plus, le flot crois­sant et con­tinu de don­nées entre les véhicules et leur envi­ron­nement néces­sit­era une régu­la­tion trans­par­ente et une sécu­rité accrue, que ce soit au niveau local (com­munes, aggloméra­tions, etc.), nation­al ou international.

Le sys­tème ACES peut être con­sid­éré comme l’avenir de la mobil­ité. À tout le moins, il en con­stitue une forme envis­age­able. Il sera rapi­de­ment soumis à de nom­breux défis à la fois financiers, tech­nologiques, tech­niques, insti­tu­tion­nels et juridiques. Il néces­sit­era en out­re des parte­nar­i­ats équita­bles entre tous les acteurs, privés comme publics. Mais de grands groupes auto­mo­biles ont déjà con­sti­tué des plates-formes de recherche avec des opéra­teurs de télé­phonie pour imag­in­er des scé­nar­ios d’anticipation. Ils tra­vail­lent égale­ment avec les autorités publiques pour prévoir des cadres régle­men­taires à ces inno­va­tions et à leurs appli­ca­tions. Le mou­ve­ment est lancé.

Image ci-dessus : L’arrivée de la 5G va révo­lu­tion­ner la mobil­ité. Cette nou­velle généra­tion de con­nex­ion sans fil sera per­ma­nente, amélior­era l’autonomie et l’automatisation des véhicules et per­me­t­tra une con­nex­ion très rapi­de et effi­cace du véhicule à tous les élé­ments qui l’entourent.