Traitement de fusion et bus autonomes

Bus de connecteur utilisé sur le service Cambridge (toutes les photos sont fournies par Fusion Processing)

« La roue tourne sans conducteur et les gens trouvent cela étrange au début, mais très vite cela devient très ordinaire », explique Jim Hutchinson, PDG et fondateur de Fusion Processing, la société à l'origine du système d'entraînement automatisé CAVStar Level 4.

L'entreprise a récemment annoncé le lancement d'un service de bus autonome à long terme à Cambridge, au Royaume-Uni. S'il s'agit du premier service à être exploité en zone urbaine, ce n'est pas la première fois que l'entreprise exploite un service de transport autonome.

En 2023, l'opérateur de bus Stagecoach a lancé ce qui a été reconnu comme le premier service régulier de bus autonomes au monde. Le projet impliquait cinq véhicules autonomes circulant sur un itinéraire en Écosse entre Fife et Édimbourg, incluant la traversée du pont routier du Forth. Malgré le succès du projet, le service a été fermé en février de cette année.

« Lorsque nous avons étudié la ligne en Écosse, notre analyse indiquait qu'il y aurait une demande de la part des clients et que le service était commercialement viable. Mais c'était avant la COVID ; pendant la pandémie, les bus ont cessé d'être utilisés et les passagers ne sont jamais vraiment revenus. Nous avons néanmoins recueilli de nombreuses données sur l'exploitation du service », explique Hutchinson.

Jim Hutchinson, Fusion Processing

Parallèlement à ce service en Écosse, l'entreprise a également déployé des bus sur une ligne dans l'Oxfordshire, où la fréquentation était plus importante. « Certes, cela s'explique en partie par la gratuité du service », explique Hutchinson. « De plus, le service circulait en boucle autour d'un parc d'activités comprenant la gare d'Oxford Parkway, ce qui a généré une forte fréquentation. Mais cela a clairement démontré qu'il n'y avait pas de problème fondamental à ce que les gens ne souhaitent pas prendre un bus autonome. »

Matériel et performances

Fusion Processing a collaboré avec le constructeur de bus Alexander Dennis pour le développement des véhicules autonomes utilisés en Écosse. Le constructeur fournira deux des trois premiers véhicules utilisés sur la ligne à Cambridge.

Le système de conduite autonome utilisé dans les bus est composé de caméras, de LiDAR et de radar, auxquels s'ajoutent des capteurs à ultrasons. Comme l'explique Hutchinson, chacun de ces systèmes présente des atouts et des faiblesses. La combinaison de tous ces systèmes permet donc d'obtenir la représentation la plus précise possible de la situation sur la route.

« Le système fournit des données très précises quelles que soient les conditions météorologiques », explique Hutchinson. « Des réseaux répartis autour du véhicule offrent une vue à 360 degrés. CAVStar agit comme le cerveau du système. Il capte les données des différents systèmes de détection et les superpose pour obtenir une image complète. »

Les bus autonomes ont une précision comprise entre un et trois centimètres

Le système offre une précision globale comprise entre un et trois centimètres (jusqu'à un pouce). Il permet de conduire en conditions de circulation dynamiques, de négocier des infrastructures routières complexes (comme les ronds-points), tout en permettant de naviguer autour des usagers vulnérables, comme les piétons et les cyclistes. « La tolérance est généralement plus élevée en environnement routier, mais cette précision est appréciable », explique Hutchinson.

Il affirme qu'il n'a pas été nécessaire de moderniser le marquage au sol ni la signalisation routière pour assurer la sécurité des bus autonomes. « Nous n'avons pas eu à repeindre les lignes, mais il existe d'autres solutions très utiles », précise-t-il.

Par exemple, le système peut lire les feux de circulation et savoir quand il doit s'arrêter et quand il peut repartir. Mais certains feux de circulation peuvent communiquer directement avec le véhicule, non seulement pour lui indiquer ce qu'il fait actuellement, mais aussi ce qu'il va faire. Grâce à ces informations, le véhicule peut anticiper son approche pour éviter de s'arrêter. À terme, cela peut permettre d'économiser beaucoup de carburant.

En général, il explique que même si certains marquages routiers peints sont présents, les systèmes embarqués sont suffisamment sensibles pour les reconnaître et exploiter les informations. « Nous n'avons rencontré aucun problème jusqu'à présent ; le véhicule peut circuler sur les routes avec les marquages et la signalisation déjà en place. »

Au Royaume-Uni, la présence d'un conducteur de sécurité à bord d'un bus circulant de manière autonome sur la voie publique est actuellement une obligation légale. La loi sur les véhicules automatisés, qui s'applique à l'utilisation de tout véhicule autonome sur les routes britanniques, a été adoptée en 2024. L'adoption d'une législation secondaire définissant les responsabilités associées est attendue d'ici 2026 ou 2027.

Système d'entraînement embarqué

Hutchinson décrit le système qui pilote physiquement les bus comme « assez complexe ». Il poursuit en expliquant que les véhicules sont contrôlés par une chaîne d'opérations : des capteurs collectent des données, qui sont ensuite traitées pour que le véhicule sache où il se trouve, dans quelle direction il se déplace, quelles manœuvres sont à venir, etc. Un système de gestion de flotte contrôle l'itinéraire complet du véhicule afin de comprendre où il doit se rendre et ce qu'il doit faire pour y parvenir.

Des bus équipés du système de conduite autonome Fusion Processing sur le pont routier du Forth

Quant aux mouvements physiques des commandes du véhicule, une série d'actionneurs convertit les données en mouvements de volant et de pédales. Hutchinson explique que le système est doté d'une redondance intégrée : en cas de défaillance d'un actionneur de direction ou de frein, le second prend instantanément le relais.

Des systèmes tels que les clignotants (ou indicateurs de direction) n'ont pas besoin de déplacer le levier de direction vers le haut ou vers le bas pour indiquer la direction à gauche ou à droite. Le bus CAN peut envoyer un signal à un relais, ce qui active l'indicateur.

« Le bus CAN constitue la véritable limite de notre système », explique Hutchinson. « Nous l'utilisons pour envoyer des messages à tous les actionneurs, aux systèmes associés et à tout ce que nous devons contrôler. »

Lorsqu'on lui demande s'il voit un jour le volant et les pédales retirés du véhicule, il répond que si l'un des systèmes de conduite autonome est endommagé, le bus pourra toujours s'arrêter en toute sécurité. Mais un conducteur humain sera toujours nécessaire pour le ramener, et il est donc possible que l'ensemble des commandes soit conservé à l'avenir.

Ajout de matériel

La collaboration avec Alexander Dennis et d'autres constructeurs pour localiser le matériel à l'intérieur du véhicule n'a posé aucune difficulté majeure, en grande partie en raison de la taille des véhicules. Hutchinson observe que cela serait plus difficile sur une voiture particulière ou une fourgonnette.

« L'intégration de notre système est relativement simple. Nous souhaitons faciliter le partenariat et éviter toute difficulté inutile pour les constructeurs automobiles. »

Dans l'état actuel des choses, le système est ajouté sur une base de modernisation, mais Fusion Processing travaille avec Alexander Dennis pour développer un processus dans lequel le système autonome est « conçu » et installé pendant la production.

Hutchinson affirme qu'il est prévu d'introduire la possibilité d'acheter un bus sorti de la chaîne de montage équipé d'une capacité de conduite autonome avant l'entrée en vigueur de la législation britannique en 2027, tandis qu'il est également prévu de livrer des versions avec conduite à gauche.

Économies de carburant et d'énergie

Au lancement du projet en Écosse, aucun bus électrique ne pouvait atteindre le cycle de service requis. Il est intéressant de noter que l'exploitation a permis une économie de carburant diesel de 7 % par rapport aux prévisions, sans aucune cartographie spécifique visant à améliorer les économies.

Hutchinson avance qu'il serait possible de réaliser 20 % d'économies d'énergie en utilisant le système de conduite autonome d'un bus électrique en optimisant les phases de freinage et d'accélération anticipées sur un trajet donné. Cela pourrait contribuer à améliorer l'autonomie globale, ou une autre option pourrait consister à utiliser une batterie plus petite et plus légère, ce qui permettrait de réduire les coûts.

Regarde, maman ! Pas les mains ! Conducteur de bus de sécurité en Écosse