Système d'aide à la conduite

Le système d’aide à la conduite (automobile)[1],[2] ou système avancé d’aide à la conduite[1],[2] (ADAS, de l'anglais : advanced driver-assistance systems) est un système de sécurité active d'information ou d'assistance du conducteur pour :

  • éviter l'apparition d'une situation dangereuse risquant d'aboutir à un accident ;
  • libérer le conducteur d'un certain nombre de tâches qui pourraient atténuer sa vigilance ;
  • assister le conducteur dans sa perception de l’environnement (détecteurs de dépassement, de risque de gel, de piéton, etc.) ;
  • permettre au véhicule de percevoir le risque et de réagir de manière anticipée par rapport aux réflexes du conducteur.

Pour un article plus général, voir Aide à la conduite de véhicules.

Histoire

En 1969, la première génération d'un système antiblocage contrôlé électroniquement est présentée au Salon de l'automobile de Francfort (Internationale Automobil-Ausstellung ou IAA) par la compagnie américaine ITT Automotives qui avait racheté Alfred Teves GmbH[3],[4].

En France, en 1971, une commission est formée pour s'intéresser à la sécurité des véhicules et donc à l'aide à la conduite[5].

En 1986, dans le domaine de la sécurité routière, des appels d'offres sont lancés pour des « aides électroniques à la conduite »[6].

En 2000, l'ABS, l'ESP et l'antipatinage sont considérés comme des dispositifs perfectionnés d'aide à la conduite[7].

Entre 2000 et 2003, les bénéfices potentiels de certaines aides à la conduite — Interurban ACC, Urban ACC & Stop and Go, Lane Support Systems, Driver Monitoring System (en), Board Computer in trucks, Lane warning et Collision warning system — sont évaluées par une étude d'un projet Advisors[8],[9].

En 2019, la directive (UE) 2019/1936 du 23 octobre 2019 recommande une attention particulière à la lisibilité et à la détectabilité du marquage routier et de la signalisation routière, pour les conducteurs et les systèmes d’aide à la conduite[10]. Il s'agit de l'une des première mentions d'une adaptation de la route pour ces véhicules.

Classification des aides en niveaux

Tout système allégeant et facilitant la tâche du conducteur peut être considéré comme une aide à la conduite automobile, ces systèmes sont classés aux niveaux 1 et 2[11]. L'absence d'aide est associée au niveau 0.

Le niveau 1 correspond à une fonction comme l'ACC.

Le niveau 2 concerne une combinaison de fonction qui permet le contrôle latéral et longitudinal.

Au-delà du niveau 3, on commence à parler d'automatisation de la conduite: Certaines législations — comme la législation française[12] — prévoient des véhicules dont la conduite est automatisée dans certaines conditions. Ce contexte permettra au conducteur de déléguer la conduite — sous certaines conditions — au véhicule. Le conducteur doit rester prêt à reprendre la conduite dès que nécessaire, dans le cas d'un 3 [11](et 4). Au stade ultime — dit niveau 5 — de l'évolution de cette automatisation de la conduite et des véhicules automatisés, on arrive au véhicule entièrement automatisé, dit véhicule autonome, et correspondant au niveau 5[11].

Concept et exemples de systèmes d'aide à la conduite

Les ADAS sont un concept d'aide à la conduite mais ils n'incluent pas des fonctions autonome comme l'Automated Lane Keeping System d'après le gouvernement britannique[13].

Systèmes de contrôle longitudinal
  • Aide au freinage d'urgence : système qui détecte les freinages d'urgence et amplifie la force du freinage exercée par le conducteur. Il est couplé à un allumage automatique des feux de détresse pour avertir les véhicules qui suivent de la décélération forte du véhicule.
  • Anti-blocage des roues (ABS) : système qui évite le blocage complet des roues en cas de freinage fort.
  • Freinage automatique d'urgence (AEB) ou (AEBS) : un radar mesure la distance ainsi que la vitesse de rapprochement des obstacles permettant de conserver une distance de sécurité même sans l'attention du conducteur et, ou, lorsque le véhicule détecte un risque de collision le système freine automatiquement.
  • Limiteur de vitesse : limiteur programmable par le conducteur évitant de dépasser une vitesse maximum sélectionnée.
  • Régulateur de vitesse : automate permettant de maintenir une vitesse sans action du conducteur sur les commandes.
  • Régulateur de vitesse adaptatif (ACC) : à l'aide d'un radar qui mesure la distance par rapport au véhicule suivi, le système adapte la vitesse de consigne du régulateur de vitesse pour maintenir une distance de sécurité préprogrammée.

Systèmes de contrôle latéral
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Systèmes d'alerte

Il existe différents systèmes permettant l'alerter le conducteur sur l’environnement du véhicule :

  • détection de piétons ;
  • détecteur de fatigue, d'inattentions et de vigilance du conducteur. Certaines technologies[15] utilisent deux sources d’informations[16] :
    • l'analyse du visage du conducteur grâce à une caméra,
    • l'analyse des mouvements du volant corrélée avec d'autres données (heure, durée du trajet…)[17] ;
  • alerte de franchissement involontaire de ligne (AFIL, LDW) : le système avertit le conducteur du franchissement d'une ligne blanche alors que le clignotant n'a pas été enclenché.
  • avertisseur d'angle mort (BLIS, BSW) : le système alerte le conducteur de la présence d'un véhicule dans la zone d'angle mort ;
  • alerte de distance de sécurité (ADS, DW) : le système mesure la distance qui sépare le véhicule du véhicule suivi, et avertit le conducteur en cas de non-respect des distances de sécurité ;
  • lecture de panneaux de signalisation (TSR) : une caméra positionnée à l'avant du véhicule lit les panneaux de signalisation et génère des avertissements variés à destination du conducteur.

Aides au stationnement
  • Radar de recul : lorsque le véhicule avance à faible vitesse, le système détecte les obstacles aux alentours et en informe le conducteur.
  • Caméra de recul : caméra positionnée à l'arrière du véhicule, qui montre la zone arrière au conducteur quand la marche arrière est enclenchée.
  • Caméra 360° : système combinant les images de plusieurs caméras positionnées autour du véhicule pour offrir au conducteur une vue à 360° de l'environnement.
  • Mesure de place disponible : lorsque le véhicule est en mouvement, le système scanne les environs à la recherche de places de stationnement adaptées au gabarit du véhicule, et signale quand la place libre est correcte.
  • Stationnement automatique : à la demande du conducteur, le véhicule recherche une place de stationnement adaptée à son gabarit, puis automatise une partie de la manœuvre en fonction de son niveau[18] :
    • stationnement mains libres : prend le contrôle de la direction assistée, laissant le contrôle longitudinal (accélération, freinage) au conducteur ;
      • stationnement mains libres freineur : prend le contrôle de la direction assistée et du freinage, laissant l'accélération au conducteur.
    • stationnement automatique : prend le contrôle de la direction assistée, de l'accélération et du freinage.

Confort

Le confort du conducteur permet de maintenir sa vigilance et sa réactivité. Différents systèmes sont utilisés dans ce but :

Commandes automatisées

Certaines tâches peuvent être automatisées par l'adjonction de capteurs :

  • système d'arrêt-démarrage automatique en cas d’arrêt « prolongé » du véhicule limitant sa pollution ;
  • allumage automatique des feux de croisement couplé à un capteur de luminosité permettant d'améliorer la sécurité routière ;
  • commutation feux de croisement à feux de route automatique réduisant la nuisance en cas de croisement avec un autre véhicule ;
  • essuie-vitre automatique couplé à un capteur d'eau de pluie permettant au conducteur de se focaliser sur sa conduite ;
  • aide au démarrage en côte empêche le véhicule de reculer lors de la manœuvre de démarrage dans une pente, préservant la sécurité du véhicule ou des usagers situés juste derrière.

éco

Des systèmes avancés d'aide à la conduite existent pour optimiser les flux dans le moteur[20].

Arrêt-démarrage du moteur lors des arrêts du véhicule
système qui coupe et remet en marche automatiquement le moteur à combustion interne lors des arrêts du véhicule afin de réduire le temps pendant lequel le moteur tourne au ralenti.
Éco-roll sans arrêt-démarrage du moteur
système qui découple automatiquement le moteur à combustion interne de la transmission dans des conditions de conduite en descente spécifiques avec gradients négatifs faibles.
Éco-roll avec arrêt-démarrage du moteur 
système qui découple automatiquement le moteur à combustion interne de la transmission dans des conditions de conduite en descente spécifiques avec pentes négatives faibles.
Régulateur de vitesse prédictif (PCC)
système qui optimise l'utilisation de l'énergie potentielle au cours d'un cycle de conduite sur la base d'une prévisualisation disponible de données relatives à la déclivité de la route et de l'utilisation d'un système de navigation satellitaire.

Visuels
Logotypes communément présents sur les tableaux de bord des véhicules
logo Description
ABS
Antipatinage
ESC
Indicateur TPMS de faible pression
Ceintures de sécurité non bouclées
Régulation de vitesse

Prévalence

Prévalence du niveau 0 et 1 en France

En France, en 2018,

  • L'ABS est présent sur 61 % des véhicules dont le conducteur parcourt moins de 4 000 kilomètres annuels, et 95 % des véhicules dont le conducteur parcourt plus de 20 000 kilomètres annuels[21].
  • Un système d'assistance de vitesse est présent sur 38 % des véhicules dont le conducteur parcourt moins de 4 000 kilomètres annuels, et 71 % des véhicules dont le conducteur parcourt plus de 20 000 kilomètres annuels[21].
  • Un système de navigation par satellite est présent sur 38 % des véhicules dont le conducteur parcourt moins de 4 000 kilomètres annuels, et 61 % des véhicules dont le conducteur parcourt plus de 20 000 kilomètres annuels[21].
  • Un système d'aide au stationnement est présent sur 21 % des véhicules dont le conducteur parcourt moins de 4 000 kilomètres annuels, et 58 % des véhicules dont le conducteur parcourt plus de 20 000 kilomètres annuels[21].
  • Un système d'aide au maintien dans la voie est présent sur 4 % des véhicules dont le conducteur parcourt mois de 4 000 kilomètres annuels, et 17 % des véhicules dont le conducteur parcourt plus de 20 000 kilomètres annuels[21].

Prévalence du niveau 2 en Europe

En Europe, au deuxième trimestre 2018, 3 % des voitures vendues ont un niveau 2 d'aide à la conduite. En Europe, au deuxième trimestre 2019, 325 000 voitures sont vendues avec une aide à la conduite de niveau 2, c'est-à-dire 8 % des nouvelles voitures vendues[22].

Les principales marques dotées du niveau 2 sont incluent : Audi, Alfa Romeo, BMW, Mercedes-Benz, Tesla, Volvo, Citroën, Ford, Hyundai, Kia, Mazda, Nissan et Peugeot[22].

La définition du niveau 2 est atteinte par l'AutoPilot de Tesla, le Pilot Assist de Volvo et le ProPILOT Assist de Nissan[22].

Conséquences sur le conducteur

Le rôle du logiciel

Avec plusieurs millions de lignes de code, les véhicules modernes contiennent de multiples logiciels. La présence d'ordinateur dans les ADAS change la nature de l'automobile[23].

Toutefois, les ADAS sont des « boites noires » pour les utilisateurs, à l'occasion d'un accident voire d'un dysfonctionnement, il faut l'intervention d'experts avec l'aide de logiciels spécialisés pour tenter de récupérer des données sur le fonctionnement des ADAS, en pratique les constructeurs et fabricants de ces équipements sont les mieux équipés pour enquêter[23].

La présence de logiciels dans les ADAS pose la question de leur mise à jour et, de l’information de l'utilisateur de la mise à jour des logiciels[23].

Pilotage des ADAS

Les ADAS sont commercialisés avec un discours commercial supposant que l'ADAS supprime tous les risques et n'en crée pas de nouveau[23]. En fait, certaines limitations existent :

  • certains AEBS détectent mal les remorques vides et surbaissées de certains poids-lourds semi-remorques, alors que le conducteur s'attend à un freinage automatique[23] ;
  • certains régulateurs adaptatifs ne sont pas capables de réagir correctement à un véhicule changeant de file, car ils ne reconnaissent que les véhicules présents dans la même file, cela conduit à un freinage tardif, et à un potentiel accident[23] ;

L'un des nouveaux risques engendrés par les ADAS et leur engagement par le conducteur dans des situations que l'ADAS ne sait pas gérer. Ceci peut conduire à des accidents[23].

Les ADAS peuvent induire une charge de pilotage supérieure pour le conducteur, et conduire le conducteur à quitter la circulation de vue pour ajuster les fonctions de pilotages comme le régulateur de vitesse[23], les deux pouvant créer des nouveaux risques d'accident.

Certains ADAS sont incapables de fonctionner correctement dans des courbes serrées ou dans des carrefours giratoires[Lesquels ?], mais restent engagés malgré cela[23].

Problème des manuels de conduite et de l'information

Certains manuels de conduite décrivent de manière imprécise le fonctionnement des ADAS.

Par exemple, le manuel d'un conducteur engagé dans le centre d'un carrefour giratoire avec la fonction Autosteer décrit cette fonction comme ne devant être utilisée que sur autoroute en précisant des restrictions de vitesse pour son utilisation en agglomération, mais sans avertir de l'incapacité du système à fonctionner sur les carrefours giratoires[23].

Les manuels sont souvent très longs et contiennent des descriptions d'équipements qui ne sont pas dans les véhicules. Ces mêmes manuels, sont parfois perçus comme incomplets par les utilisateurs. Les utilisateurs échouent aussi dans la pratique de la conduite à mettre en œuvre toutes les recommandations relatives à l'usage de ces fonctions autonomes. L'auteur en déduit que les conducteurs ne bénéficient pas des instructions adéquates à l'usage de tels systèmes[23].

Certains constructeurs comme la marque Volvo offrent une formation à leurs clients néerlandais sur l'utilisation des ADAS. Mais actuellement la législation sur la formation et les informations sur les ADAS est plutôt peu développée, alors même que les vendeurs et les importateurs peuvent être avoir des connaissances très limitées sur les ADAS sans jouer aucun rôle dans l'information du consommateur[23]. Pour cette raison, certains fabricants forment leurs revendeurs et leurs importateurs aux ADAS[23].

Évènements inattendus

Au Japon, 24 % ont expérimenté un évènement inattendu lié à un ADAS[24].

Formation à la conduite

La législation européenne relative à l'apprentissage de la conduite ne prend pas spécifiquement en compte les ADAS. Aux Pays-Bas, les épreuves pratiques de l'examen de conduite ne mettent pas en œuvre l’utilisation des ADAS. La non homogénéisation des ADAS ne permet pas leur apprentissage en auto-école. Toutefois des questions sur les ADAS peuvent être posées au cours de l'épreuve théorique. Les auto-écoles ne sont pas équipées d'ADAS, car les ADAS équipent des véhicules à boite automatique qui ne permettent pas au nouveau conducteur la conduite d'un véhicule à boite manuelle[23].

Aux États-Unis, le National Safety Council, l’équivalent du Conseil national de la sécurité routière, a lancé la plateforme My Car Does What destinée à éduquer les conducteurs sur l’utilisation des nouvelles technologies pour assurer une conduite plus sûre[25].

Responsabilité de la conduite

Le présence d'ADAS peut poser des questions de responsabilité de la conduite, soit que le conducteur croie que l'ADAS est engagé alors qu'il ne l'est pas, soit que l'ADAS s'attende à une reprise en main par le conducteur, alors que le conducteur ne l'anticipe pas[23].

Certaines fonctions disposent de divers modes de fonctionnement insensiblement différents les uns des autres dans leur fonctionnement ou dans leur indicateurs audio-visuels facilitant l'erreur du conducteur[23].

Ainsi, un conducteur qui croit avoir engagé à la fois une fonction de régulateur adaptatif (ACC) et une fonction de maintien dans la voie (LKA) peut provoquer une collision frontale sur une route bordée d'arbres et tuer la partie venant en sens inverse[23]. Le freinage automatique d'urgence n'est pas toujours prévu pour s'engager en cas de risque de collision frontale. De plus, le conducteur n'a pas toujours conscience de ce qui se passe du fait qu'il est distrait par le pilotage de l'ADAS[23].

Dans tous les cas, les fabricants ne sont pas juridiquement responsables d'un accident, le conducteur l'étant déjà[23].

Risques associés

Si certains systèmes augmentent l'efficacité de la conduite normale, ils peuvent aussi être source de risques et contraires à la sécurité si :

  • leur fiabilité n'est pas toujours suffisante (par exemple, certains systèmes utilisant les signaux GPS peuvent se trouver induit en erreur par les échos générés par les façades (par exemple en ville) et les falaises (par exemple dans les vallées profondes des montagnes) ;
  • si leur usage est détourné par le conducteur qui serait tenté (consciemment ou non) d'augmenter sa prise de risques au volant (homéostasie du risque)[26].

Une étude de Vinci autoroutes et de la MAIF suggère que le régulateur de vitesse adaptatif et l'assistance au franchissement de ligne peuvent faire perdre de la vigilance sur autoroute en augmentant le temps de réaction du conducteur[27]. De même les États-Unis et le Canada font des constats similaires[25].


Évaluation de la conduite assistée par l'Euro NCAP

En 2018 et 2020, l'Euro NCAP a effectué des évaluations de la conduite assistée.

En 2018, l'évaluation concernait l'assistance au conducteur, en particulier en ce qui concerne le contrôle longitudinal (vitesse, distance de sécurité par rapport à la voiture qui précède) et le contrôle latéral (maintien du véhicule sur la bande), ainsi que l'AEB[28].

En 2020, les essais s'articulent autour de la compétence d'assistance (équilibre entre l'engagement du conducteur et l'assistance du véhicule) et la sécurité auxiliaire[28].

En 2020, l'Euro NCAP effectue une évaluation de la conduite assistée[29]. Les points évalués sont les suivants[30]:

  • engagement du conducteur
    • information du consommateur
    • statut du système
    • monitoring du conducteur
    • collaboration du conducteur
  • assistance du véhicule
    • assistance en vitesse (panneau de limitation de vitesse, croisements)
    • adaptative cruise control (ACC)
    • assistance de centrage dans la voie, en courbe
  • sécurité de secours
    • gestion des échecs système
    • gestion du conducteur attentiste
    • évitement des collisions

Règlementation

Le règlement 79 de la Commission économique pour l'Europe des Nations unies (CEE-ONU), relatif à l'homologation des véhicules en ce qui concerne l'équipement de direction considère:

« Les systèmes dans lesquels le conducteur conserve la conduite du véhicule, mais avec l'aide de signaux émis à bord de ce dernier qui influencent le système de direction, sont appelés «systèmes actifs d'aide à la conduite »

— Règlement 79[31],[32]

En 2013, le règlement (UE) 167/2013 du 5 février 2013 concernant la surveillance du marché des véhicules agricoles et forestiers qui vise notamment à réglementer les systèmes d’aide à la conduite de ces véhicules[33].

Fournisseurs

Mobileye par des partenariats avec des industriels automobiles dispose de l'expérience d'un million de voitures en circulation qui ont parcouru un milliard de kilomètres en 2021[34].

Notes et références
  1. Commission d’enrichissement de la langue française, « système d’aide à la conduite », FranceTerme, Ministère de la Culture (consulté le ).
  2. « système d’aide à la conduite », Le Grand Dictionnaire terminologique, Office québécois de la langue française (consulté le ).
  3. (en) The Market for Open Innovation - Kathleen Diener et Frank T. Piller, RWTH Aachen University, 2010 [PDF]
  4. (en) Five Years and Still No Braking Teves Success at Continental AG [PDF], communiqué de presse, Continental AG, 28 septembre 2003 (site de la Securities and Exchange Commission)
  5. Conseil économique et social, « 2e Rapport présenté au nom du Conseil économique et social par M. Henri Sarramon », Journal officiel de la République française, avis et rapports du Conseil économique et social, no 8,‎ , p. 396 : « B - La commission Coquand de 1971 » (lire en ligne, consulté le ), sur Gallica.
  6. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9769665c/f186.image.r=%22aide%20%C3%A0%20la%20conduite%20automobile%22?rk=21459;2
  7. Marie-Laure Huille, « L'intelligence faire voiture », En avant, Armée du Salut,‎ (lire en ligne, consulté le ), sur Gallica.
  8. https://ec.europa.eu/transport/road_safety/sites/roadsafety/files/pdf/projects_sources/advisors_fpr.pdf
  9. https://ec.europa.eu/transport/road_safety/topics/vehicles/esafety_fr
  10. directive (UE) 2019/1936 du 23 octobre 2019
  11. Quels sont les différents niveaux de conduite autonome ?, caradisiac.com du 9 janvier 2018, consulté le 23 août 2020
  12. https://www.journaldunet.com/economie/transport/1487048-voiture-autonome-commerciale-france-2020/
  13. (en) [PDF] Safe Use of Automated Lane Keeping System (ALKS), service.gov.uk, consulté le 23 août 2020
  14. (en) « Lane keeping support », sur www.bosch-mobility-solutions.com (consulté le )
  15. comme le Driver Attention Alert de Nissan
  16. https://www.car-engineer.com/fr/le-systeme-de-surveillance-de-lattention-du-conducteur-nissan/
  17. (en) « Driver drowsiness detection », sur www.bosch-mobility-solutions.com (consulté le )
  18. (en) « Park4U® Automated Parking », sur Valeo (consulté le ).
  19. L'avertisseur radar change de nom mais finalement pas de fonction, sur le site cnetfrance.fr - consulté le 25 octobre 2012
  20. Règlement (UE) 2019/318 du .
  21. [PDF]Anticiper et réduire les risques d’accidents routiers, attitude-prevention.fr, consulté le 30 juillet 2019
  22. https://www.telecomtv.com/content/automotive/canalys-8-of-new-cars-in-europe-sold-with-level-2-autonomy-driving-features-36247/
  23. (en)Who is in control? Road safety and automation in road traffic, onderzoeksraad.nl, consulté le 23 août 2020
  24. The Future of Vehicle Safety for a Traffic Accident-Free Society, June 28 2021, Automobile Traffic Subcommittee, Land Transport Committee, Council for Transport Policy
  25. [PDF]Impliquer les constructeurs dans l’information et la formation à la bonne utilisation des aides à la conduite, conseilnational-securiteroutiere.fr du 9 juillet 2019, consulté le 30 juillet 2019
  26. (en) Wilde, G.J.S. (1988), « Risk homeostasis theory and traffic accidents: propositions, deductions and discussion of dissension in recent reactions. » Ergonomics, 31:4, Pp. 441-468.
  27. Régulateur de vitesse, assistance à la trajectoire : la conduite semi-assistée allonge le temps de réaction, sur dossierfamilial.com du 5 février 2018, consulté le 6 février 2018
  28. https://www.euroncap.com/fr/s%C3%A9curit%C3%A9-des-v%C3%A9hicules/campagnes-de-s%C3%A9curit%C3%A9/2020-conduite-assist%C3%A9e/
  29. https://www.euroncap.com/fr/notations-et-r%C3%A9compenses/tests-conduite-assist%C3%A9e/
  30. https://euroncap.blob.core.windows.net/media/58758/euro-ncap-assisted-driving-2020-audi-q8-datasheet.pdf
  31. http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2018/R079r4f.pdf
  32. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=OJ:L:2018:318:FULL
  33. Règlement (UE) 167/2013 du 5 février 2013 concernant la surveillance du marché des véhicules agricoles et forestiers
  34. https://www.usine-digitale.fr/article/toyota-va-equiper-ses-vehicules-de-systemes-avances-d-aide-a-la-conduite-developpes-par-zf-et-mobileye.N1094394

Voir aussi

Articles connexes
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