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Revue 170 - Voiture connectée et ITS : les réseaux mobiles au service de la mobilité durable

Articles Revue TELECOM

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15/10/2013

Voiture connectée et ITS :
 

les réseaux mobiles au 

service de la mobilité

durable


par Samuel LOYSON (2000) dans la revue TELECOM n° 170
 

« Objectif zéro accidents, zéro délais, zéro émission ».

Ce slogan résume la vision des ITS dans le domaine des déplacements routiers, que l’on parle de voitures individuelles ou de poids lourds. Cet objectif, forcement lointain, se décline de façon pragmatique à plus court terme. L’Union européenne s’est ainsi fixée comme objectif de réduire de moitié le nombre de morts sur les routes européennes au cours des dix prochaines années. Nous allons voir dans cet article comment la voiture connectée et les différentes technologies de communications temps réel qui y sont rattachées peuvent apporter une contribution importante dans la recherche d’une mobilité plus sûre, plus fiable et moins polluante.


La voiture connectée

La notion de voiture connectée recouvre une large gamme de services. La première catégorie regroupe les services liés à la sécurité et à la gestion technique du véhicule. On y retrouve en particulier les appels d’urgence sur lesquels nous reviendrons plus loin. La seconde catégorie rassemble les services centrés sur la mobilité, conçus pour aider le conducteur à se déplacer plus efficacement : information trafic en temps réel, information sur les places de parking, prix dans les stations d’essence, zones de danger, etc. La troisième catégorie, qui nous intéressera moins pour la suite de cet article même si elle répond à une attente importante des utilisateurs, concerne les services « d’info-divertissement », tels que les points d’intérêts géographiques (restaurants, sorties, etc.), radios internet, musiques à la demande, etc.

Le point marquant de ces derniers mois est le mouvement engagé vers une démocratisation de ces solutions longtemps réservées aux véhicules haut de gamme. Renault propose par exemple sa tablette connectée « R-Link » sur des véhicules entrée de gamme comme la Clio. Selon la GSMA, ce mouvement devrait continuer à s’amplifier avec 50 % des véhicules qui seront connectés d’ici 2015.

Objectif zéro accident

Aujourd’hui, l’essentiel des technologies de sécurité intégrées dans les véhicules sont limitées aux quelques millisecondes qui précèdent (ABS, ESP) ou suivent un accident (ceintures de sécurité, Airbags). Pour améliorer encore la sécurité des usagers, il est important d’élargir cet horizon temporel pour à la fois mieux anticiper les situations potentiellement dangereuses et améliorer la prise en charge des accidents.

Ce second point constitue justement l’objectif central du projet européen eCall, qui va rendre obligatoire l’installation sur tous les nouveaux modèles de véhicules d’un système d’appel d’urgence d’ici fin 2015. Ce système, qui utilisera les réseaux mobiles des opérateurs de télécom, permettra à un véhicule de passer de façon autonome un appel vers les secours en transmettant un ensemble d’informations normalisées (désignées comme le MSD : Minimum Set of Data) comprenant la position du véhicule et son sens de circulation. Grâce à ces éléments, les secours pourront intervenir rapidement et efficacement même dans le cas où le conducteur et les éventuels passagers seraient inconscients après l’accident. Même si ce chiffre prête à débat, l’Union Européenne estime que la généralisation de l’appel d’urgence permettra de sauver 2500 vies chaque année en Europe. L’intégration dans chaque véhicule d’un boitier communiquant ouvrira aussi la porte à de nombreux autres services qui contribueront aux objectifs des ITS.

Réduire les conséquences d’un accident est important, mais éviter l’accident en anticipant et en évitant les situations critiques est évidemment encore plus souhaitable. Les systèmes de communications temps réel permettent à un véhicule et à son conducteur d’anticiper les dangers qui se trouvent devant lui, même bien au-delà de son champ de vision. C’est typiquement l’objectif des systèmes de communication « Véhicule à Véhicule » (V2V) et « Véhicule à Infrastructure » (V2I). Un scénario typique est celui du freinage d’urgence : un véhicule qui freine brutalement pourra par exemple prévenir instantanément (c’est-à-dire en quelques millisecondes) les véhicules qui le suivent, évitant ainsi un potentiel accident ou sur-accident. Mais ces technologies permettront également d’informer les véhicules sur d’éventuels obstacles sur leur trajet (travaux, véhicule en panne, etc.), voire de réguler automatiquement leur vitesse les uns par rapport aux autres. Après de nombreuses années de développement en laboratoire, ces solutions font actuellement l’objet de pilotes terrains.

La standardisation est un enjeu essentiel de ces solutions V2V et V2I : c’est le seul moyen de s’assurer que des véhicules de différentes marques pourront communiquer entre eux. Un protocole de communication spécifique, désigné par ITS G5, est ainsi définit au sein des organismes de standardisation ISO et ETSI. Historiquement, ces solutions ont été conçues pour fonctionner indépendamment des réseaux de téléphonie mobile (il ne faut donc pas confondre le « G5 » et la « 5G » qui succèdera à la 4G actuellement déployée par les opérateurs !). Cependant, la difficulté de trouver un modèle économique pour déployer une nouvelle infrastructure réseau ainsi que les progrès réalisés en parallèle par les dernières générations de réseaux opérateurs poussent les acteurs à remettre à plat ces hypothèses et à bien distinguer les « couches services » des « couches transports » dans les processus de normalisation.

Il est aujourd’hui probable que les services V2V et V2I s’appuieront sur une combinaison de différentes technologies réseaux pour profiter du meilleur de chaque technologie. Cette utilisation optimale des différentes technologies réseaux en fonction de leur disponibilité et du cas d’usage est au coeur des travaux d’Orange dans le projet collaboratif « SCORE@F », piloté par Renault, qui encadre une grande partie des travaux français sur les communications V2V / V2I.

Objectif zéro délais

Au-delà des nuisances individuelles (perte de temps, stress), les congestions ont également un impact économique et environnemental très lourd. Des études réalisées par l’Union Européenne chiffrent le coût de la congestion routière (imputable tant aux migrations alternantes et au trafic de loisir qu’aux déplacements d’affaires et au transport de marchandises) à 1 % en moyenne du PIB de ses États membres. Pour la France, ce chiffre grimperait jusqu’à 1,5 %.

Deuxième source de délais particulièrement importante dans les milieux urbains : la recherche d’une place de stationnement. Pour des grandes villes comme Paris, la recherche d’une place de stationnement représenterait jusqu’à 25 % du total des déplacements (« the high cost of free parking », Donald Soup).

La voiture connectée permet d’informer en temps réel le conducteur sur l’état du trafic et la disponibilité des places de parking. Cependant un des défis important pour ces services réside dans la capture de l’information. Les systèmes traditionnels de surveillance du trafic (boucle magnétiques dans la chaussée), extrêmement couteux, ne sont déployés que sur les infrastructures très critiques. La disponibilité des places de parking existe pour certains parkings d’ouvrage, mais pas pour les places de parking en surface qui constituent pourtant une partie essentielle de l’offre de stationnement. Les réseaux mobiles peuvent là encore apporter des solutions très pertinentes.

Sur l’information trafic tout d’abord, il est possible d’exploiter les informations des réseaux mobiles pour connaitre l’état du trafic routier. C’est ce que propose Orange avec son produit « trafic zen ». Techniquement, il s’agit – de façon très schématique – d’établir une correspondance entre l’infrastructure routière et les cellules du réseau mobile, puis de suivre la « trajectoire » des mobiles sur ces cellules pour en déduire une estimation de la vitesse de circulation. Il est important de noter que l’ensemble des traitements effectués s’appuient sur des données statistiques et anonymes, en conformité avec les exigences de la CNIL. Cette approche permet selon l’opérateur de produire une nouvelle source d’information trafic de très bonne qualité et à un coût très compétitif puisqu’elle ne nécessite aucun déploiement d’infrastructure supplémentaire.

Sur le sujet des places de stationnement en surface, Orange a également annoncé au début de l’été un partenariat avec la société américaine Streetline qui développe des solutions de parking intelligent. Cette société propose une gamme complète de services dont le point de départ est une solution de capteurs équipés de technologies de communication sans fil et très basse consommation. L’installation d’un capteur qui sera fonctionnel pendant 5 à 7 ans ne prend que quelques minutes. Une passerelle remonte ensuite, via les réseaux mobiles, l’information des capteurs vers une plate-forme de traitement. L’information est mise à disposition de la ville, lui permettant de mieux gérer ses infrastructures, et des usagers via une application gratuite sur leur téléphone mobile.

Ce dernier point nous amène vers une dernière source d’information très puissance : les usagers eux même, connectés entre eux via des applications Smartphones. La start-up Wase qui s’appuie sur une communauté de plus de 50 millions d’utilisateurs dans le monde pour générer de l’information trafic, vient ainsi d’être rachetée par Google $1,3 Mds. D’autres startup, comme Apila en France ou Parko en Israël, essayent d’appliquer le même principe aux places de stationnement.
 

Objectif zéro émission

D’après une étude des Nations Unies, les transports routiers représentaient en 2000 environ 20 % des émissions totales de CO2 dans le monde. Le récent débat Français sur les motorisations diesel et les émissions de particules fine montre aussi que les gaz à effet de serre ne sont pas le seul problème, en particulier quand les émissions se produisent au cœur de zones très habitées.

Le véhicule électrique constitue certainement la réponse la plus prometteuse à cet enjeu. Il existe encore des débats sur la meilleure manière de l’introduire sur le marché, entre les partisans du véhicule 100% électrique comme Renault et ceux du véhicule hybride, qui intègre les deux modes de propulsion électriques et thermiques, comme Toyota ou PSA. Quoi qu’il en soit, l’électrification progressive du parc automobile ne fait plus de doute. Ici encore, les réseaux télécoms ont leur rôle à jouer pour faciliter l’adoption de ces véhicules par les usagers. C’est ainsi que la quasi-totalité des véhicules électriques lancés sur le marché intègre à bord un système connecté permettant d’informer en temps réel le conducteur sur l’emplacement et la disponibilité des bornes de recharge sur son trajet. Le même système permet également de suivre à distance l’état de son véhicule et d’être informé lorsque la batterie est complètement rechargée.

Le véhicule électrique nous donne aussi l’occasion de repenser les usages et les modes de propriété du véhicule. Aujourd’hui, le plus grand parc de véhicule électrique déployé est celui du service d’auto-partage Autolib, déployé à Paris par le Groupe Bolloré. Chaque « bluecar » intègre ainsi un système télématique qui permet de suivre en permanence la bonne marche du véhicule voire d’intervenir à distance quand cela est nécessaire. Il serait tout simplement impossible d’exploiter un tel service sans ces outils de communication.
 

Le véhicule autonome, la synthèse parfaite ?

Même s’ils ont étés abordés de façon séparée, il est évident que les sujets abordés ci-dessus sont fortement interdépendants. Les accidents sont ainsi à l’origine d’une partie importante des congestions, elles même source importante de pollution, etc.

Si l’on se projette vers l’avenir, la conduite automatique semble offrir une solution très intéressante à l’ensemble de ces défis : réduction des accidents dont une partie significative est due à des pertes d’attention (en particulier sur autoroute ou dans les bouchons), meilleure utilisation des infrastructures grâce à une coopération plus efficace entre les véhicules, capacité de se garer de façon complètement autonome dans des environnement protégés comme des parking d’ouvrage, bénéfices pour le conducteur qui pourra consacrer le temps perdu dans les transport à d’autres activités professionnelles ou personnelles.
 

Même s’il existe encore de nombreux défis, les « google car » qui ont déjà parcouru plus d’un million de kilomètres sur les routes de Californie comme les déclarations récentes de Carlos Ghosn, qui s’est engagé à lancer un véhicule autonome (sous la marque Nissan) d’ici 2020, nous permettent d’espérer que ce sujet ne relève plus de la science-fiction. Et il ne fait aucun doute que là encore, les communications mobiles joueront un rôle important aussi bien pour la gestion du véhicule que pour le conducteur « libéré » des tâches de conduite. 
 

©Voiture Google sans conducteur





L'auteur


Samuel Loyson
(2000) est directeur du pôle « Connected Car » au sein des équipes Smart Cities chez Orange. Il est également membre du « advisory board » d’Ertico, l’association européenne des ITS. Précédemment, Samuel a rempli différentes missions au sein du Groupe Orange - France Telecom qu’il a rejoint en 2000. Samuel est diplômé de l’Ecole Polytechnique (1995) et de Télécom Paris Tech (2000).




 

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