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La quête pour concevoir une route plus intelligente

La quête pour concevoir une route plus intelligente

3M développe de nouveaux types de panneaux de signalisation routière et de marquages autoroutiers qui peuvent parler aux véhicules autonomes.

Vous avez probablement déjà entendu parler de la version du futur où tout le monde circule dans des cabines de voiture autonomes sur des rues intelligentes hyper-connectées qui agissent comme des autoroutes d’information littérale, coordonnant la circulation, gardant un œil vigilant sur les autres véhicules et transformant l’expérience trépidante de la conduite en une marche connectée et ordonnée.

La façon dont nos routes s’adapteront aux voitures auto-propulsées dans les années à venir ne sera probablement pas aussi sexy que les routes disruptives des rêves des futuristes. Il s’agira plutôt de petits ajustements plus abordables, une peinture spécifique semblable à celle de l’infrastructure existante, pour le marquage des routes, et même la signalisation routière elle-même. Une nouvelle route connectée du géant de la fabrication des matériaux 3M est un aperçu de ce futur un peu moins glamour, mais plus plausible. Paul, au Minnesota, s’est associée à des services de transport dans tout le pays pour tester ses nouveaux produits routiers, comme la peinture de marquage des chaussées et les panneaux de signalisation routière qui peuvent parler aux voitures.

Le segment Graphiques et Sécurité de l’activité de 3M, qui regroupe la division Routes Connectées, a réalisé près de 20 % du chiffre d’affaires de la société en 2016. Et alors que les véhicules autonomes sont dans la rue, 3M veut devenir propriétaire de la prochaine génération de technologie. L’entreprise pense que sa technologie pourrait devenir un produit de base sur toutes les routes des États-Unis. Mais d’abord, il devra convaincre les DOT à court d’argent que l’investissement dans les routes reliées est une façon valable d’améliorer la sécurité à mesure que les technologies autonomes arrivent – et, ce qui est peut-être le plus important, que cette nouvelle infrastructure « intelligente » ne peut pas être piratée.

« J’ai vu beaucoup d’innovations différentes autour de [l’infrastructure vraiment connectée] – les matériaux d’enrobage, la luminescence, la connectivité « , explique Colin Sultan, un directeur commercial chez 3M et l’ancien leader du groupe Connected Roads. « Tout cela est extrêmement cher. Les solutions dont nous parlons sont des solutions que nous pouvons faire très rapidement et à peu de frais. »

TOUT COMMENCE PAR UN CHASSE-NEIGE
Le groupe Connected Roads de 3M a une longue et étonnante histoire. Créée en 1996 sous le nom de « Intelligent Transportation Systems Project », elle a mis au point une technologie conçue pour aider les chasse-neiges à détecter les marques de chaussée même lorsqu’elles sont cachées sous des centimètres de neige. La peinture des chaussées a été faite avec des particules magnétiques, ce qui a aidé les chasse-neige équipés de capteurs magnétiques à « voir » le bord de la route recouvert. Le produit n’ a pas trouvé son marché et s’est arrêté après quelques années. Entre-temps, le projet sur les systèmes de transport intelligents a continué à fabriquer des capteurs avant de s’arrêter en 2008.

Mais en 2017, le groupe a été relancé avec une nouvelle tâche: concevoir de nouveaux types de marquages routiers, de panneaux de signalisation et d’autres types d’infrastructures reliées qui rendraient la conduite des véhicules autonomes plus sûre.

En mai, la compagnie a lancé un programme pilote avec le ministère des Transports du Michigan. Il a équipé environ trois milles d’une chaussée d’un nouveau type de peinture de marquage de chaussée conçue spécialement pour les capteurs de voiture, ainsi que des panneaux réfléchissants expérimentaux qui incorporent des informations que les voitures autonomes pourraient recevoir à mesure qu’elles passent.

Pourquoi une voiture auto-propulsée aurait-elle besoin d’un marquage de chaussée spécial? Selon le Sultan, c’est un premier pas essentiel vers une infrastructure connectée, car le GPS n’est pas assez précis pour indiquer à un véhicule, au centimètre près, où il devrait se positionner sur la route. Cela peut avoir de sérieuses implications pour la sécurité; le fait que la voiture ne soit plus qu’à quelques centimètres de distance pourrait faire la différence entre rester sur une voie et dériver trop loin dans la circulation en sens inverse. Tout comme les conducteurs humains ont du mal à voir les lignes sur la route par mauvais temps, les caméras sur lesquelles les voitures autonomes comptent souvent ont aussi du mal à « voir » les marques normales sur la chaussée sous la pluie, le brouillard et la neige.

Deuxièmement, en étudiant les capteurs des véhicules, les scientifiques du groupe ont appris qu’ils ont souvent besoin de plus de contraste pour distinguer le marquage routier – les lignes blanches ou jaunes d’une rue – et l’asphalte. Ainsi, les groupes de marquages de chaussée sont très blancs au centre, avec des bordures noires pour créer le contraste, ce qu’on appelle la  » réflectivité humide « , c’est-à-dire la qualité visuelle qui aide les automobilistes à voir la peinture routière lorsqu’il pleut. M. Sultan indique que l’entreprise prévoit lancer le produit l’année prochaine et le commercialisera auprès des DOT comme solution de conception pour les véhicules autonomes et connectés. De tels marquages ne remplacent pas les capteurs dont une voiture autonome pourrait avoir besoin. Ils ressemblent plutôt à un système de sauvegarde – une « redondance », comme l’explique Sultan. Les voitures n’exigeraient pas d’eux qu’ils conduisent, mais en théorie, ils rendraient la conduite plus sûre par mauvais temps.
En plus de la peinture expérimentale, 3M teste un autre prototype – celui-ci pour les panneaux de signalisation routière avec des morceaux d’information, comme la localisation GPS exacte du véhicule ou les caractéristiques à venir de la route, comme des virages très prononcés ou des feux de stop. Prenez par exemple le stop. La lumière infrarouge de la voiture peut « voir » l’équivalent d’un code-barres à l’intérieur du panneau au fur et à mesure qu’il passe, ce qui permet d’anticiper une route sinueuse et de ralentir ou de localiser l’emplacement exact du véhicule pour mieux rester dans la voie. Sultan dit que cette information est encodée à l’aide de films et d’encres spéciaux, de façon à ce que la caméra infrarouge puisse lire.

Les marquages sur les chaussées et la signalisation routière peuvent sembler être un petit point de départ pour les infrastructures reliées entre elles. Mais ces produits représentent un pas de géant, étant donné le coût élevé de la construction d’une nouvelle infrastructure. En 2013, le département des Transports des États-Unis a estimé qu’il en coûterait 109 milliards de dollars par année en 2020 pour simplement entretenir les routes, les autoroutes et les ponts américains dans leur état actuel, et 184,2 milliards de dollars pour les améliorer. On peut supposer qu’il en coûtera beaucoup plus cher d’intégrer la connectivité à nos routes.

UN AVENIR QUI N’EST PAS ARRIVÉ (encore)
Un élément clé de la sécurité lorsqu’il s’agit de connecter quelque chose, qu’il s’agisse d’un réfrigérateur intelligent ou d’une route intelligente, est la facilité de la pirater. Alors que 3M espère devenir le premier fournisseur de routes reliées entre elles, 3M est toujours en train de trouver comment sécuriser sa technologie – ce qui est compliqué par le fait que les normes nationales n’existent pas encore pour elle.

Selon David Levinson, professeur à l’Université de Sydney qui dirige le Network Design Lab  et le Transport Engineering Group, c’est l’un des plus gros problèmes de toute infrastructure intelligente. Les capteurs de caméra et les programmes qui analysent les images peuvent être usurpés par des marquages sur les panneaux d’arrêt pour leur faire croire qu’ils sont un autre type de panneau « , dit-il. « Ce sera un jeu de chat et de souris. Si quelqu’un peut diffuser le panneau de 88 km/heure, je peux me faufiler jusqu’au panneau de limitation de vitesse et modifier l’information pour que la limite de vitesse soit de 120 km/h. »

 

Kris Hansen, directrice de laboratoire pour le groupe Connected Roads, affirme qu’elle est confiante quant à la sécurité du système de code intelligent de 3M dans la signalisation parce que l’information est stockée dans une base de données centrale, et non sur le panneau lui-même. Le plus grand risque est que quelqu’un vole le panneau lui-même; il n’ y a pas de dispositif qui fournirait tout de même l’information aux voitures si quelqu’un enlevait le panneau. Néanmoins, la sécurité, tout comme dans le cas des voitures elles-mêmes, demeurera un sujet de préoccupation. Personne ne prétend que ce problème n’existe pas « , dit-elle.
Il est révélateur que Google ne développe pas d’infrastructure connectée pour accompagner ses programmes ambitieux d’auto-conduite. Google affirme que ses voitures doivent être entièrement autosuffisantes, de sorte qu’elles peuvent rouler en toute sécurité sur n’importe quelle route, ce qui élimine complètement le besoin de routes intelligentes. (Uber, avec son propre programme ambitieux de véhicules autonomes, a refusé de commenter cette histoire. Les constructeurs automobiles se concentrant sur les véhicules et les administrations locales, il n’existe pas encore de normes pour ce que les constructeurs automobiles peuvent et ne peuvent pas s’attendre à trouver sur la route, que ce soit au cœur du Dakota du Sud ou dans les arrondissements de New York.

« Nous n’avons pas de norme pour ce qui pourrait aider la voiture sans conducteur « , dit M. Levinson. Cela signifie qu’il sera difficile pour n’importe quel État de commencer à mettre en œuvre la technologie lorsqu’il n’ y aura pas de lignes directrices sur ce qu’il faut investir – un obstacle important pour 3M alors que l’entreprise cherche à commercialiser ses nouveaux produits.

Alors que les voitures auto-propulsées commencent à arriver en ligne, 3M a encore des recherches et des tests à faire. Mais lorsqu’ils descendent enfin dans la rue, nous pourrions tous être reconnaissants pour cette technologie de déneigement vieille de 20 ans, qui semblait insignifiante à l’époque, mais qui ouvre la voie aujourd’hui à une nouvelle ère de l’infrastructure.

 

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