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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.

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