Véhicules et mobilités

L'automobile engendre des problèmes liés à la sécurité sur les routes, à la consommation d'énergie et à la pollution. Ces problématiques sociétales constituent une préoccupation majeure des industriels de l'automobile et de la communauté scientifique.


L'évolution considérable au cours de ces vingt dernières années des technologies embarquées les a rendus plus sûrs, plus confortables et écologiques. Les systèmes d'assistance au conducteur se sont développés, et c'est bien l'autonomie du véhicule qui est visé à terme. Cette autonomie passe par l'automatisation du véhicule qui repose sur l'amélioration de la perception au travers de la fusion de capteurs proprioceptifs et extéroceptifs variés, sur la génération de trajectoire, et sur le contrôle-commande qui, à partir de la trajectoire visée, cherche à déterminer en temps réel les commandes à appliquer sur les actionneurs du véhicule.
Le laboratoire a l'ambition de développer des systèmes embarqués innovants, visant à rendre les véhicules automobiles plus intelligents. L'intelligence désigne ici la capacité du véhicule à réaliser certaines fonctions évoluées de manière autonome, mais aussi sa capacité à communiquer de façon harmonieuse avec le conducteur. Par ailleurs, de nombreux défis liés à la mobilité des biens et marchandises dépendent de l'utilisation, l'intégration et la synchronisation des véhicules dans les réseaux de transport et de distribution. Les réponses à ces questions reposent sur la conception, l'optimisation et le pilotage de ces réseaux. Le LS2N souhaite poursuivre et rendre visible son action relative à ces problématiques, en les articulant autour de deux défis :
  • Défi 1 : Véhicules sûrs, intelligents, intégratifs, coopératifs, autonomes ou semi-autonomes : divers systèmes d'aide à la conduite ont vu le jour ces dernières années, allant de fonction de bas niveau agissant sur la dynamique du véhicule (e.g. ESP) à la délégation de fonctions normalement réalisées par le conducteur, et ce de façon de plus en plus intégrée (ACC, assistance au parking, détection de piéton, etc.). Parmi les verrous identifiés, nous nous intéresserons notamment à la question d'une mise au point accélérée de ces systèmes, problématiques devenant cruciales compte tenu de leur multiplication et de leur déclinaison sur un nombre croissant de véhicules. Notre contribution visera également à proposer les outils méthodologiques supportant une démarche de conception globale, structurée, robuste et efficace, procédant par l'intégration combinée de différentes fonctions élémentaires de contrôle (freinage, propulsion, direction, suspension...), en vue de l'automatisation globale du véhicule (e.g. contrôle combiné longitudinal/latéral, contrôle global de châssis, etc.). Par ailleurs, l'essor des véhicules autonomes pose de nombreuses questions de recherche relative à la place et au rôle du conducteur dans le système homme-machine. Il s'agit par exemple d'assurer un monitoring du conducteur pendant les phases de conduite manuelles et autonomes, ainsi que d'étudier les meilleures modalités de transition entre ces phases. Ces questions nécessitent au préalable la définition de modèles du conducteur adaptés à la tâche en cours. Le laboratoire pourra s'appuyer sur l'expérience acquise dans le domaine du contrôle partagé entre conducteur et automate. D'autres problématiques associées concernent la perception du risque et la définition des enveloppes de trajectoire acceptables pour l'interaction avec les autres usagers, ou encore la conception des nouvelles générations d'interfaces multisensorielles et gestuelles.
  • Défi 2 : Réseaux durables, interconnectés, mutualisés et mixtes, synchronisés, agiles, reconfigurables, dynamiques, robustes, évolutifs : au-delà du véhicule, se pose la question de son utilisation et de son intégration dans les réseaux. Les défis de demain portent aussi bien sur la mobilité des personnes que le transport de marchandises. Une utilisation durable des ressources passe par une meilleure organisation, à travers l'interconnexion des différents modes de transport, l'intégration des nouvelles technologies et la mutualisation des moyens. Ce gain de performance nécessite la conception de réseaux agiles et reconfigurables. L'acceptation de tels systèmes implique des solutions fiables, robustes aux aléas et réactives. Le LS2N, à travers ses équipes, offre des compétences et expériences clés pour relever ces défis. En effet, la qualité des décisions passe tout d'abord par l'acquisition, l'exploitation et la gestion dynamique de l'évolution des données. En second lieu elle implique une modélisation des comportements et usages sur le réseau. Des outils et méthodes sont nécessaires pour concevoir un réseau efficient et évaluer sa performance. Il faut calculer les itinéraires des flux et optimiser les trajets et horaires des différents modes de transport, tout en gérant leur synchronisation. Dans ce cadre, l'intégration de règles métier, préférences ou contraintes limitant fortement l'espace des solutions peut être extrêmement complexe. Des outils et méthodes sont également développés pour permettre le pilotage du réseau en environnement dynamique et incertain.

Les atouts du laboratoire : le LS2N pourra s'appuyer sur son historique de collaboration avec les constructeurs d'automobiles, sur le GIS ITS dont il est membre, sur le réseau national créé à l'occasion du plan Nouvelle France Industrielle sur les véhicules autonomes, en concertation avec l'Institut VEDECOM, et, localement, sur le pôle de compétitivité ID4Car.