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Le défi de la communication entre l’humain et la voiture autonome

Le reportage d'André Bernard, de l'émission Découverte
Radio-Canada

La voiture autonome promet de nous libérer des contraintes et du stress de la conduite. Or, tant et aussi longtemps qu'elle n'aura pas atteint un niveau d'autonomie élevé, la conduite devra être partagée entre le conducteur derrière le volant et le système de pilotage – un vrai casse-tête pour les ingénieurs.

Un texte d’André Bernard, de Découverte

Pour l'instant, la voiture complètement autonome n’existe pas. Celles qui circulent à ce jour sur les routes publiques et les pistes d’essais sont partiellement autonomes ou semi-autonomes. Elles sont équipées de systèmes d’aide à la conduite plus ou moins avancés qui permettent de prendre en charge certaines fonctions, mais c’est le conducteur qui demeure responsable de la conduite.

Et ce sera encore le cas pour un temps, car l’automatisation des véhicules doit se faire par étapes. En fait, il existe cinq niveaux d’autonomie :

  1. Le conducteur utilise des systèmes d’aide à la conduite, mais est toujours au volant.
  2. Le conducteur confie un peu plus de tâches aux systèmes automatisés, mais il surveille toujours la route.
  3. La voiture est partiellement autonome. Elle conduit des portions de trajet, mais le conducteur peut devoir reprendre le volant au besoin.
  4. La voiture est autonome. Elle peut s’immobiliser en sécurité si le conducteur ne reprend pas le volant.
  5. C’est l’autonomie complète. La voiture se débrouille seule, peu importe les circonstances ou la météo.

La majorité des véhicules actuels sont de niveau « 2 »

Le problème majeur qui se pose pour les trois premiers niveaux d’autonomie est celui de maintenir l’attention du conducteur, toujours responsable de la conduite, alors qu’il aura de moins en moins de tâches à effectuer au volant.

Le problème qui surgit quand on n’a qu’à "surveiller" un système, c’est que c’est routinier. Et l’ennui qui vient avec la routine fait en sorte que notre vigilance diminue.

Michael James, directeur de la conduite autonome à l'Institut de recherche Toyota

Au lieu de se concentrer sur la route, les conducteurs de véhicules semi-autonomes courent le risque de somnoler ou d’occuper leur esprit à autre chose.

Dans un laboratoire de Transports Canada, à Ottawa, on mène des tests dans un simulateur de conduite pour évaluer le temps de réaction d’un conducteur quand il est distrait durant la conduite d’un véhicule partiellement autonome.

Une femme effectue une simulation de conduite dans un laboratoire de Transports Canada, à Ottawa. On peut voir un volant, un écran montrant une route virtuelle et un ordinateur.Simulation de conduite dans un laboratoire de Transports Canada, à Ottawa. Alors que les participants sont distraits par une tâche à l’ordinateur, la voiture leur demande spontanément de reprendre le volant. Photo : Radio-Canada

« La distraction, ici, n’a rien à voir avec un coup d’œil qu’on pourrait jeter à un écran ou à un appareil dans l’auto pendant une seconde ou deux. On parle plutôt d'une distraction de 30 secondes ou de plusieurs minutes. Le conducteur a très peu conscience de ce qui se passe sur la route », explique Peter Burns, chef ergonomie et évitement de collisions à Transports Canada.

Reprendre le contrôle

Que se passe-t-il alors lorsque la voiture, dans une situation problématique, décide de redonner le volant au conducteur? À quel point est-il prêt à reprendre le contrôle du véhicule?

Des études ont démontré que le temps de réaction est grandement affecté quand notre esprit est ailleurs. Non seulement on met plus de temps à réagir, mais on peut surréagir pour compenser ce délai, en tournant le volant plus intensément afin d’éviter un obstacle, ce qui pose un risque pour la reprise de contrôle du véhicule.

Pour les ingénieurs et constructeurs, cette question est délicate. Comment s’assurer que le conducteur est aux aguets? Quelle est la meilleure façon de l’alerter en cas de danger?

Dans les laboratoires situés un peu partout dans le monde, on analyse des systèmes de caméras installés à bord des véhicules qui permettent de suivre le regard du conducteur pour évaluer s’il est en état d’alerte. On mesure aussi l’efficacité de différents types d’alertes destinées aux conducteurs. Dans quelles circonstances est-il préférable d’utiliser une alerte sonore plutôt qu'une alerte visuelle?

« On veut des alertes qui soient faciles à comprendre pour le conducteur et qui l’aiguillent rapidement sur ce qu’il doit faire », explique Peter Burns.

On ne veut pas le bombarder d’alertes, de sons et de signaux lumineux sans qu’il sache trop quoi faire. Il faut le guider vers la bonne réaction.

Peter Burns, chef ergonomie et évitement de collisions à Transports Canada

L’assistance à la conduite

Autre phénomène qu’on observe avec le développement des voitures partiellement autonomes : la confiance parfois très rapide que les usagers acquièrent envers les technologies qu’on installe à bord des véhicules. Au point, parfois, de transformer légèrement leur comportement de conduite.

À force d’utiliser un détecteur d’angles morts, un conducteur pourrait, par exemple, avec le temps, négliger de tourner la tête pour valider si rien n’a échappé à son système.

De la même façon, les systèmes d’aide à la conduite qui se multiplient dans les véhicules (caméra de recul, détecteur d’angles morts, système de maintien de voies et de freinage d’urgence, etc.) ont démontré leur efficacité, mais il ne faudrait pas oublier que leur performance, elle, peut varier en fonction de la météo, par exemple.

Une voiture autonome roule sur une piste d'essai à l'Université du Michigan.Une voiture autonome à l'essai à l'Université du Michigan. Photo : University of Michigan

Dans un contexte de mise en marché de voitures « semi-autonomes », où les systèmes d’assistance à la conduite prennent de plus en plus de place, on doit s’assurer que le conducteur, toujours en charge de la conduite, ne surestime pas les capacités de conduite du véhicule.

On a vu des situations où des gens ont utilisé des systèmes avancés de conduite, comme s’il s’agissait de voitures autonomes [...] Ils ont eu des accidents ou d’autres problèmes parce qu’ils n’avaient pas saisi les limites du véhicule.

Brandon Schoettle, chercheur en facteurs humains et conduite à l'Université du Michigan

L’accident qui a causé la mort d’un conducteur de Tesla, au printemps 2016, en Floride, est là pour nous le rappeler. Le récent rapport du bureau américain de la sécurité des Transports (NTSB) sur cet accident indique que l’inattention du conducteur liée à un excès de confiance envers le système automatisé de conduite du véhicule est une cause probable de l’accident mortel.

La voiture autonome Tesla accidentée en Floride, en mai 2016. On peut voir les dommages considérables à l'avant et sur le dessus du véhicule.La voiture Tesla accidentée en Floride au printemps 2016 Photo : NTSB

À long terme, le développement de la voiture sans conducteur laisse présumer, certes, une réduction du nombre d’accidents attribuables à des erreurs humaines. Mais qu’en sera-t-il durant cette longue phase de transition où la voiture « semi-autonome » devra compter sur l’humain?

On peut aussi se demander à quel point les conducteurs seront enthousiastes à prendre le volant d’une voiture « semi-autonome » alors qu'ils doivent surveiller ce qui se passe sur la route et le bon fonctionnement du système.

La nécessité de surveiller la conduite de la voiture tout en étant prêt à reprendre le volant au besoin risque d’être aussi exigeant que de conduire soi-même le véhicule.

Brandon Schoettle, chercheur en facteurs humains et conduite, Université du Michigan

C’est la raison pour laquelle les constructeurs de l’industrie ont opté pour différentes avenues. Certains souhaitent atteindre un niveau complet d’autonomie (niveaux 4 ou 5) avant d’introduire leurs véhicules sur le marché. D’autres, au contraire, croient qu’il est préférable de lancer des véhicules dont la conduite est partagée entre l’humain et la machine, justement pour que le public se familiarise avec le concept de la voiture autonome.

Quel que soit son niveau d’autonomie, une fois lancée sur la route, la voiture sans conducteur sera aussi confrontée à un autre défi : trouver le moyen de communiquer ses intentions durant la conduite aux autres automobilistes, aux piétons et aux cyclistes qui croiseront sa route.

Science