Véhicules autonomes : les mesures et simulations plus indispensables que jamais

Publié le 24 octobre 2018

Tribune proposée par Lars Foged, directeur scientifique chez MVG

Avec l’émergence des véhicules connectés et autonomes, l’industrie automobile met en œuvre la technologie Vehicle-to-everything, ou V2X. Cette technologie de demain permettra à un véhicule de communiquer avec d’autres véhicules, d’appréhender son environnement et ainsi d’assurer une sécurité routière optimale. Comment s’assurer que la technologie V2X soit parfaitement fiable avant que les véhicules autonomes soient sur le marché est une question cruciale. Pour y répondre, des tests de communications V2X sur le terrain sont déjà en cours aux quatre coins du monde. Néanmoins, en déployant une méthode combinant mesures et simulations, certains de ces tests coûteux, risqués et longs pourraient être remplacés par des Tests de Conduite Virtuels (VDT – Virtual Drive Testing) s’approchant au plus près des conditions réelles.

La technologie V2X requiert des tests complets et précis 

La technologie V2X améliore la façon dont le véhicule appréhende ce qui l’entoure, en lui permettant de communiquer avec d’autres véhicules et son environnement. Elle étend sa capacité à envoyer et à recevoir des informations, de véhicule à véhicule (V2V), avec des réseaux (V2N, vehicle to network), avec des piétons (V2P) et avec des infrastructures (V2I). La technologie V2X renforce la connaissance situationnelle du véhicule et participe ainsi à atteindre une sécurité routière optimale et une meilleure gestion du trafic routier. 

Un récent accident à Pittsburgh, aux États-Unis, a eu pour conséquence l’interruption des tests de véhicules autonomes en conditions réelles menés par une société de VTC. Cet accident est venu rappeler que les technologies de conduite autonome en sont toujours au stade expérimental et que les acteurs du secteur cherchent encore à garantir leurs fiabilités.

Dans un futur proche, la plupart des voitures seront autonomes. Si, à l’avenir, nous dépendons de ces technologies, nous devons nous assurer qu’elles ne présentent aucun danger d’utilisation. Des tests des technologies V2X, doivent donc être mis à la disposition de l’industrie automobile dès que possible pour garantir des performances infaillibles.

Les antennes : des capteurs pas comme les autres !

Les technologies V2X reposent sur une connectivité sans-fil ultra réactive et fiable, qui elle-même dépend d’antennes agiles et sophistiquées. Or, jusqu’à présent, les tests de ces antennes automobiles ont été rudimentaires. Les constructeurs automobiles traitent les antennes y compris les radars, comme ils traiteraient d’autres capteurs, à l’instar des caméras vidéo : une pièce à acheter puis à monter, en aval de toute la phase de conception. Avec l’arrivée des véhicules autonomes et semi-autonomes, les constructeurs commencent à comprendre qu’il est essentiel de mesurer les antennes dès la phase de conception.

Pourquoi ? Une antenne montée sur une voiture interagit avec son environnement et ses performances peuvent en être altérées. En d’autres termes, deux antennes identiques ne donneront pas les mêmes résultats une fois montées dans des positions même légèrement différentes sur un véhicule, car leur performance dépendra largement de leur environnement immédiat. D’où l’importance de tester l’antenne une fois montée, au minimum sur une partie de la voiture, sinon sur la voiture entière.

En route vers les tests de conduite virtuels 

Pendant longtemps, la connectivité sans-fil a été assurée via des faisceaux de transmission statiques. Aujourd’hui, les communications V2X utilisent la 5G pour convoyer de façon ultra fiable et rapide les informations via des faisceaux adaptifs, par des antennes agiles à balayage électronique : non seulement les antennes doivent être testées montées sur les véhicules mais elles doivent également être testées dans des environnements « dynamiques » - en condition de circulation – afin de vérifier l’adaptabilité des faisceaux et de la chaîne de réception. On parle ainsi de « tests de conduite virtuels ». Deux défis principaux doivent donc être relevés :

• Vérifier que les antennes fonctionnent montées sur le véhicule dans un environnement de référence ; 

• Donner la possibilité de créer des environnements virtuels de conduite pour simuler les interactions entre le véhicule et des environnements complexes.

Les dernières avancées en matière de logiciels permettraient d’effectuer des simulations réalistes si le modèle numérique des antennes du véhicule était disponible. Cependant, jusqu’à présent, les professionnels du secteur peinent à l’obtenir car la modélisation des antennes est complexe et souvent confidentielle, si les antennes ont été développées par un fournisseur tiers. La bonne nouvelle, c’est que grâce à des mesures, il est aujourd’hui possible de créer ce modèle numérique précis. Les antennes montées sur automobile peuvent être mesurées dans leur environnement local, et les résultats de ces mesures intégrés directement après post-traitement dans le logiciel de simulation. C’est la percée technologique qu’attendait l’industrie automobile.

Il est ainsi possible de créer des scénarii de conduite virtuelle : une fois que les performances réelles des antennes ont été mesurées, les interactions du véhicule équipé de ces antennes avec les autres automobiles, avec les piétons ou avec les infrastructures peuvent être précisément simulées dans un environnement complexe. Les tests de la technologie V2X peuvent être effectués en fonction de différents paramètres, en jouant par exemple sur le type de revêtement des routes (asphalte, terre, sol mouillé, verglas, sol sec) ou sur les modèles urbains (métropole, village, etc.). Ainsi, si en Suède, les antennes doivent offrir de bonnes performances sur routes gelées, au nord de l’Italie, la performance doit plutôt prendre en compte la présence de tunnels et de nids-de-poule. Une antenne performante en Suède peut donc donner des résultats différents en Italie.

Ce dont les industriels ont besoin pour répondre à cette révolution automobile imminente, ce sont d’essais normalisés dans des environnements simulés. Les tests sur les communications V2X doivent être reproductibles dans des environnements adaptés aux contraintes locales : l’association de mesures et de simulations répond parfaitement à ce besoin et sera un facteur moteur du développement des voitures de demain. Les tests de conduite virtuels représentent une avancée majeure qui va accélérer la mise sur le marché des véhicules autonomes tout en limitant les risques.

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