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Cinq solutions pour rendre les véhicules plus sûrs

PHILIPPE PELAPRAT

La sécurité des véhicules ne se limite plus à la résistance aux chocs et à la protection des passagers. Elle associe de plus en plus de moyens sophistiqués qui informent le conducteur et l'assistent dans la conduite. Tour d'horizon des solutions technologiques capables de rendre nos voitures plus sûres.

Pour l'industrie, la sécurité du véhicule n'est plus une option mais un devoir : assurer au client le maximum de protection à un coût acceptable. Cette exigence doit cependant tenir compte d'impératifs en matière d'économie d'énergie et de limitation d'émissions polluantes. Plus question d'alourdir la voiture. Place aux automatismes qui pallient les défaillances humaines. La conduite assistée progresse à vive allure malgré les résistances de certains utilisateurs.

 

1-Appliquer le principe de précaution

 

L'impératif sécuritaire se manifeste dès que le conducteur et les passagers s'installent dans l'habitacle : l'alarme de bouclage de ceinture et, plus encore, l'éthylotest bloquant l'allumage, ouvrent d'emblée le débat sur le niveau d'intrusion supportable. « Comme pour les automatismes, les ingérences sonores et visuelles sont plus ou moins acceptées selon les âges, le niveau de formation ou les habitudes », reconnaît Jean-Michel Hoc, directeur de recherche au CNRS, spécialiste de psycho-ergonomie à l'Institut de recherches en communication et de cybernétique de Nantes (IRCCyN), partenaire du pôle de compétitivité Id4Car. Il en va différemment pour le régulateur et le limiteur de vitesse puisque leur activation demeure une décision du conducteur. Mais, soumis à des capteurs ou intégrés dans des systèmes d'assistance à la conduite, ces bridages peuvent être jugés coercitifs. Mieux accepté, l'essuyage automatique du pare-brise est aussi une contribution à la sécurité préventive, comme l'allumage de l'éclairage, modulé par un détecteur de véhicule ou de piéton ou couplé à la direction. « L'innovation en matière de sécurité précède toujours la réglementation qui peut venir ensuite la généraliser, remarque Jean-Charles Sarbach, directeur technique de la Fédération des industries des équipements pour véhicules (FIEV). Nos entreprises qui contribuent déjà à 75 % à la valeur d'une auto, sont très souvent initiatrices en matière de sécurité active. »

 

2-Anticiper pour prévenir l'accident

 

« Le niveau de protection de l'habitacle progressant peu, les constructeurs se focalisent sur la prévention de l'accident », constate Jean-François Boisson, responsable sécurité et directeur de la recherche et de l'ingénierie avancée chez PSA. Le principe : des capteurs détectent le danger potentiel, puis commandent des actions d'évitement. Dédié aux manoeuvres de recul, l'ultrason est maintenant complété par le radar ou le lidar, d'une portée plus importante, par la caméra vidéo qui reconnaît les formes et par le capteur infrarouge pour la détection nocturne. « Nous disposons aujourd'hui de dispositifs frontaux, couplant radar et vidéo, très efficaces pour des fonctions anticollision, d'évitement ou de suivi de marquage au sol », se réjouit Jean-François Boisson. « Nos capteurs intègrent directement l'interprétation du signal, ce qui permet une réaction immédiate », complète Philippe Gougeon, directeur du centre de recherche pour les aides à la conduite chez Valeo. Ces capteurs sont capables d'initier une action de ralentissement, de freinage, ou de légère déviation ; ils détectent et signalent l'arrivée d'un véhicule par l'arrière, dans un angle mort, ils « lisent » aussi les signaux routiers pour les retranscrire sur l'afficheur de bord. Pour l'instant, les actions correctives sont esquissées, voire assistées, le conducteur pouvant toujours corriger ou accompagner ces « initiatives ». « C'est un domaine dans lequel il n'est pas évident de doser le niveau d'interventionnisme accepté par le conducteur », commente Jean-Michel Hoc, psycho-ergonome à l'IRCCyN.

 

3-Contrôler la trajectoire

 

Dès que le véhicule n'est plus maîtrisé, des procédures de contrôle, d'assistance à l'effort et de correction peuvent intervenir. On connaît l'antiblocage des roues (ABS), le répartiteur de freinage (EBC), l'assistance au freinage d'urgence (AFU), le contrôle de stabilité (ESC) et de sousvirage (CSV) ou encore l'antidérapage actif (ASR) et le contrôle de châssis (ESP), systèmes associant capteurs, servocommandes et processeurs embarqués. De plus en plus agrégés, ces dispositifs sont organisés en réseau avec les capteurs environnementaux (radar et caméras) pour constituer des systèmes de conduite assistée. Les premières réalisations sont déjà commercialisées, mais la prudence demeure. « L'automatisme doit-il agir à la place du conducteur ? », questionne Jean-François Boisson, rappelant que le conducteur doit rester maître de son véhicule. Pour faire avancer le débat, le consortium EuroFot coordonne des évaluations sur route pour en tirer des règles de programmation. De son côté, le projet Partage, labellisé par les pôles de compétences Id4Car et Mové'o, étudie le contrôle partagé entre humain et automate pour sécuriser la trajectoire. « Nous validons cette coopération en simulateur et sur le terrain, en considérant l'acceptabilité des automates mais aussi les possibilités d'apprentissage par ces derniers de différents styles de conduite » affirme Jean-Michel Hoc.

 

4-Absorber les chocs

 

L'automobile est construite pour absorber l'énergie du choc et protéger ses occupants. Des capacités évaluées par les fameux crash tests d'Euro NCap. « Notre dilemme est d'accroître la sécurité sans augmenter le poids et donc la consommation énergétique », rappelle Richard Zeitouni, expert en sécurité secondaire chez PSA. La structure est constituée de deux blocs avant et arrière dont la déformation est programmée par construction, avec des « voies d'effort » répartissant l'énergie vers l'extérieur, et une cellule de survie la plus rigide possible. Pour arriver à ce résultat, des aciers à très haute limite d'élasticité sont utilisés pour fabriquer des poutres et longerons capables d'absorber de 180 à 200 MJ. On joue aussi sur les variations d'épaisseur, pour produire des assemblages de tôles raboutées puis laminées. « Ces aciers sont plus chers que l'ordinaire, mais autorisent des gains appréciables de matière et de poids qui finalement équilibrent le bilan économique », commente Richard Zeitouni. Plastiques et composites habillent carrosserie ou pare-chocs et participent moins à l'absorption des chocs. Pour autant, la résistance au crash ne doit pas signifier danger pour les occupants de l'automobile « adverse ». « Le principe de "compatibilité" mobilise les constructeurs français car le choc frontal est le scénario majoritaire des accidents, remarque Fabien Duboc, responsable sécurité secondaire chez Renault. Elle fait l'objet d'essais dans le cadre de l'UTAC, l'organisme d'homologation français, et nous militons pour une prise en compte européenne. »

 

5-Protéger les passagers à l'intérieur de l'habitacle

 

L'ultime protection des occupants repose sur les ensembles sièges/ceintures et les airbags. Points de liaison entre véhicule et passagers, les sièges maintiennent les corps mais aussi les têtes, comme le propose Faurecia avec ses dossiers optimisés, couplés aux airbags tête-thorax qui protègent des chocs latéraux. Les prétensionneurs et limiteurs d'efforts des ceintures sont conçus pour éviter les lésions, mais « les côtes d'un jeune absorbent de 600 à 800 N alors que le thorax d'un senior ne supporte pas plus de 300 à 400 N », commente Richard Zeitouni de PSA. « Nous recherchons le meilleur compromis pour convenir à tous les âges et gabarits, avec une chronologie fine des déclencheurs des ceintures puis des coussins gonflables et une mesure par capteur de la position du siège sur sa glissière », détaille Fabien Duboc de Renault. Il souligne aussi les qualités de l'antisous-marinage, le coussin gonflable incorporé dans l'assise des sièges pour éviter le glissement du corps sous la ceinture ventrale. Des progrès significatifs ont aussi été réalisés sur les airbags, comme l'incorporation dans des planches de bord à structure 3 D en mousse souple et maille tissée de Faurecia, les sacs à évents progressifs et coutures à résistance variable d'Autoliv, ou les coussins associés aux ceintures de Zodiac Automotive. Qu'elle soit active ou passive, primaire ou secondaire, la sécurité automobile doit évoluer vers le pilotage assisté, intégrant aussi des moyens de communication pour alerter automatiquement les secours, échanger des données avec d'autres véhicules ou avec l'infrastructure. La conduite vigilante et instinctive va-t-elle laisser la place au véhicule entièrement automatique ?

INVESTISSEMENT

Renault et PSA consacrent 10 % de leur R et D à la sécurité.

Les clés de votre sécurité

DES RADARS ET DES CAMÉRAS POUR SCRUTER L'ENVIRONNEMENT Capteurs, radars et caméras détectent les mouvements et les obstacles pour avertir le conducteur, activer des fonctions ad hoc (éclairage, essuie-glace) ou engager des actions d'évitement ou de freinage. UN ÉCLAIRAGE PUISSANT À FAISCEAUX INTELLIGENTS Les capteurs pilotent l'éclairage des phares et le font varier en fonction du profil de la route, du trafic inverse et des conditions de conduite. Les feux arrière à diodes s'adaptent automatiquement aux états du véhicule. DES CAPTEURS POUR SENTIR LE COMPORTEMENT Tous les organes actifs informent en permanence le calculateur embarqué qui réagit aux situations critiques liées à l'excès de vitesse, au freinage ou au maintien de la trajectoire. UNE STRUCTURE QUI ABSORBE L'ÉNERGIE ET RÉSISTE AU CHOC Les volumes avant et arrière s'écrasent pour absorber l'énergie d'un choc, tandis que poutres et longerons dévoilent les lignes de forces vers l'extérieur afin de protéger l'habitacle. DES SIÈGES ET DES COUSSINS COMME ULTIME PROTECTION Minutieusement synchronisés, les prétentionneurs de ceintures et les déclencheurs d'airbags accompagnent et amortissent le mouvement des corps projetés par l'énergie du choc.

Le pneu, un rouage essentiel

Unique contact du véhicule avec la route, le pneu joue un rôle essentiel dans le maintien de trajectoire et le freinage. Pour améliorer sa résistance en température, Michelin a remplacé partiellement le noir de carbone par de la silice. De même, il associe les textiles rayonne et aramide aux habituels fils métalliques pour rendre les carcasses plus légères mais aussi plus endurantes. Pour « coller » plus encore à la route, le manufacturier a créé des architectures de pneus à déformation programmée, comme sur le récent Sport Pilote 3. Michelin souligne également les progrès réalisés en matière d'adhérence sur sol mouillé et d'évacuation de la couche d'eau, progrès qui réduisent les risques d'aquaplanning.

JEAN-MARC BLOSSEVILLE DIRECTEUR DÉLÉGUÉ DU CENTRE INRETS DE VERSAILLES-SATORY« L'aide à la conduite réclame des capteurs fiables »

« L'aide à la conduite utilisant la collecte d'informations proches est déjà industriellement maîtrisée. Nous portons nos efforts sur des systèmes à capteurs de plus longue portée ou recevant des données d'autres véhicules ou du mobilier urbain. L'interprétation d'informations à 100-150 mètres de distance, soit des temps de rapprochement de deux à trois secondes, est très complexe car elle nécessite la coopération entre plusieurs capteurs de technologies différentes et la prise en compte de perturbations extérieures. À plus longue portée, il faut s'appuyer sur les télécoms mobiles et des cartes de navigation enrichies. Pour la coopération entre automatisme et conducteur, c'est encore la collecte d'informations fiables qui pose problème. Tout ceci est un chantier d'envergure mondiale, qui demande une confiance absolue dans les composants ainsi que de nombreux et coûteux essais sur route. »

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