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Les avancées technologiques dans l'automobile

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HVW CHM

on 12 February 2016

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Transcript of Les avancées technologiques dans l'automobile

Premiers pneus utilisés sur une automobile
Première voiture à boite de vitesse
Depuis la nuit des temps...
... l'Homme rêve de voyager à travers le monde
Toujours plus vite...
... toujours plus loin...
... et dans un meilleur confort.
Depuis 150 ans,
l'Homme travaille sans relâche pour transformer la voiture ;
Celle-ci faisant partie de son quotidien,
l'Homme se doit de l'adapter à ses besoins, ...
... et à ses rêves...
Voiture au XVIIIème siècle
Voiture en 2014
1860
Premier moteur à explosion
1895
C'est pourquoi,
depuis 1860,
des inventions se succèdent en Europe puis aux Etats-Unis et au Japon
pour donner la voiture telle que nous la conaissons aujourd'hui :
1898
Premiers balais d'essuie-glace
1903
Premiers démarreurs électriques
1911
Premiers moteurs diesel sur automobile
1936
Premières ceinture de sécurité "3 points"
1959
Elles deviennent obligatoire en 1973
Premiers feux de route directionnels
1967
Premières voitures hybrides
1997
Premiers pots catalytiques
1970
Le GPS est rendu utilisable pour le civil
1995
Premières voitures 100% électriques
1988
Premiers airbags sur automobile
1981
Premiers systèmes start & stop
1999
Premier système de stationnement semi-automatique
2003
Premiers système ABS
2004
(Anti-Blocage Systeme)
Des questions se posent alors :
Comment seront les voitures de demain ?
... et d'après demain ?
Elles se baseront sur les innovations d'aujourd'hui.
Et de demain !
Peut-être que les voitures de demain auront des par-brises améliorés ?
Oui, avec des informations d'aide à la conduite qui s'affichent au fur et à mesure !
Par brise en Réalité augmentée
étages 2 3 4
Certes, mais maintenant, les voitures tendent plutôt vers la simplicité.
Voiture autonome
étages 5 6 7
Et si la voiture du futur était volante ?
Voiture supraconductrice
étages 8 9 10
La voiture Link & Go imaginée par la société Française AKKA
Particularité
Voiture 100% électrique
Un mode de conduite manuel
avec des commandes simplifiées
Un mode autonome
Les sièges avants se retournent
Voiture bi-modale
Principalement conçue pour la ville
Connectée aux réseaux sociaux, favorisant ainsi le covoiturage
Comment cette voiture perçoit-elle l'environnement ?
Elle possède des lidar (laser) sur le toit permettant de scanner l'environnement 200 m devant et derrière.
La voiture possède 2 caméras à l'avant et à l'arrière pour avoir des informations optiques.
Elle possède également des lasers dans le par choque pour pouvoir repérer les obstacles plus proches.
Cette voiture ne perçoit pas les feux !
Il faut remplacer les feux actuels par des feux qui émettrons des signaux pour les voitures autonomes.
Voiture commercialisé d'ici 2030, 2035
Balise GPS précise au cm prêt
Qu'est ce qui assure l'autonomie ?
caméras
lasers qui recomposent l'environnement 25 fois par seconde
Ces véhicules fonctionnent depuis un an déjà !
5 roulent à Clermont-Ferrand dans le centre de recherche international de Michelin
6 sont en test au sein du campus de l'université de Lausanne
6 sont en test à La Rochelle
Ils suivent un trajet et des horaires fixe, comme un bus classique.
1500 personnes ont déjà testé ces véhicules sans conducteur.
A terme, la compagnie souhaite proposer ses logiciels pour le contrôle des transports publics autonomes, afin d’amener les passagers au pied de leur habitation.
Il suffira d’appeler un minibus, via son smartphone, pour se faire conduire à son domicile.
Pendant un test de 4 mois (du 17 décembre 2014 à mi avril 2015), 6 minibus électriques et sans chauffeur vont desservir une ligne de 1,6 km.
Une personne reste continuellement à bord pour s'assurer du bon fonctionnement du véhicule.
Tout à fait ! Moi je verrai bien des voitures qui conduisent toute seules !
Oui ça pourrait être possible avec la supraconductivité !
Comment seront les voitures de demain ?
Régulateur de vitesse actif
Système anti franchissement de ligne
Ce système permet non seulement de garder une vitesse constante, comme tout régulateur de vitesse,
mais aussi une distance de sécurité avec la voiture de devant grâce aux radars situés à l'avant de la voiture.
Lorsque la route est dégagée, la voiture reprend la vitesse demandé
Cette technologie fonctionne sur de nombreux modèles déjà, proposé par BMW, Mercedes, par Audi, Ford, Jaguar, Renault, Lexus, Honda, Peugeot, Citroën...
Les premiers système sont apparus dans les années 90 sur des camions.
Dans les années 2000, ces systèmes se sont développés suite aux nombreux accidents liés à la somnolence.
De nombreuses marques comme Toyota, Citroën, BMW, Nissan ou encore Honda ont proposés des solutions différentes.
Chez Citroën, en cas de dérive du véhicule, le système émet des vibrations dans le siège du conducteur
Chez Nissan, si le véhicule se déporte vers la gauche par exemple, le système freine les roues de droite pour reprendre sa trajectoire.
Chez Toyota et Lexus, le système agit sur la direction et non sur les freins.
Chez Mercedes, le système émet des vibrations dans le volants puis des signaux auditifs et visuel et en dernier recours, freine le véhicule comme chez Nissan.
De nombreux acteurs travaillent depuis plusieurs années sur de grands projets de voiture sans conducteur : les voitures autonomes.
Si la voiture sans conducteur n'est pas encore pour les cinq années à venir,
des alternatives visant à donner une autonomie progressive à la voiture sont déjà présente.
Stationnement autonome
Des systèmes de parking automatique sont actuellement proposés notamment par Peugeot, Volkswagen ou encore Toyota.
Fonctionnement :
Le système de parking automatique repère une place au moins 80 cm plus grande que la voiture (entre 60 et 100 cm selon les systèmes)
Le conducteur doit gérer les pédales tandis que la direction est effectuée automatiquement.
Avantage : moins de fatigue et des mouvements plus précis.
Dans des modèles haute gamme, des systèmes gérant également la vitesse existent déjà !
Dans un avenir proche, le conducteur pourrait même descendre de la voiture à proximité du parking et laisser la voiture trouver une place et se garer toute seule.
Pour la rappeler, il suffirait au conducteur d'appuyer sur un bouton depuis son smartphone et la voiture viendrait le chercher.
Les voitures autonomes pourraient permettre entre autre :
De faciliter la mobilité pour les jeunes, les personnes âgées et les personnes handicapées.
De permettre des voyages moins fatiguant
D'éviter de nombreux accidents
Pour arriver à ces voitures totalement autonome, deux stratégies différentes sont présentes :
Google aurait déjà parcouru environ 1,2 Millions de km en toute autonomie, que ce soit en montagne, sur autoroute, en ville, dans les embouteillages...
Cependant, cette voiture prototype est encore bien loin du produit commercial mais google pense pouvoir appliquer cette autonomie sur tout type de voiture.
La première, adoptée par plusieurs groupes, dont google, consiste à créer directement une voiture 100% autonome sans transition.
Prenons l'exemple de la voiture google.
Google a réussit à créer une voiture totalement autonome dont l'autonomie est assurée par différents capteurs :
Un lidar (laser) sur le toit qui génère une carte détaillée de l'environnement en 3D permettant d'éviter les obstacles et de respecter le code de la route.
Un système GPS, une centrale d’attitude IMU (inertial measurement unit) et une roue codeuse permettent de calculer la position du véhicule.
quatre radars placés à l'avant + un capteur d'obstacles à l'arrière permettent d'être conscient du trafic
Une caméra proche du rétroviseur détecte les feux
La deuxième stratégie adoptée par les constructeurs consiste plutôt en un passage progressif vers la voiture autonome.
Celle-ci se décompose en 5 étapes.
Première étape : contrôle partiel du véhicule
Cette étape a déjà été franchi par la plupart des modèles commercialisés actuellement.
Elle consiste à pouvoir contrôler ou la direction grace au système anti franchissement de ligne, ou l'accélérateur et le frein par un régulateur de vitesse actif.
Deuxième étape : La deuxième dimension
Cette étape consiste à combiner les deux systèmes précédents agissant ainsi latéralement et longitudinalement.
Des modèles haute gamme (BMW série 5, Mercedes Classe S... ) proposent déjà ces technologies.
Ces deux technologies pourraient permettre au conducteur de détourner son attention de la route dans certaines situations exeptionelles mais la loi l'interdit pour le moment.
Troisième étape : La substitution momentanée
Cette étape est la révision de la loi de 1968 afin de permettre au conducteur de se consacrer pleinement à une autre activité mais uniquement dans des circonstance particulière, sur autoroute ou dans des embouteillages par exemple.
Le conducteur doit néanmoins pouvoir être mobilisé à tout moment par une alerte visuelle ou auditive par exemple.
Quatrième étape : La substitution localisée
La conduite de la voiture sera entièrement automatique, mais seulement sur un réseau prédéterminé (d'abord autoroute).
Le conducteur devra donc reprendre le volant dans les situations jugées trop complexes à gérer par l'intelligence artificielle (ex : dans les zones urbaine, carrefour...)
Cinquième étape, l'autonomie totale
Il suffira de choisir une destination et s'y laisser conduire.
Cependant, un tel système demande une puissance de calcule supérieur.
De plus, les prix pour un tel système ne devraient pas être à la portée de tous avant 5-10 ans.
La voiture devra alors considérablement évoluer dans son apparence notamment pour pouvoir se transformer en salon mobile
Toutefois, la voiture totalement autonome devra patienter quelques temps avant d'être commercialisé.
En effet tous les problèmes technologiques ne sont encore réglés pour permettre une autonomie parfaite.
Par exemple, la voiture google, bien qu'ayant fait de gros progrès depuis ces dernières années n'est pas encore capable de repérer les nids de poules, de gérer le climat ou encore les routes non cartographiées.
De même, certaines voitures manquent d'anticipation dans certains cas, comme au Mac Drive ou aux stations d'essence par exemple.
De plus, les lois actuelles ne permettent pas la circulation des véhicules autonomes sur le territoire national. Lorsque cela sera le cas, et la France devrait être un des premiers pays à l'autoriser sur l'ensemble de son territoire,
on peut imaginer un code de la route spécial pour les voitures autonomes avec des limitations de vitesse différentes et des plus petites distances de sécurité, la voiture étant plus réactive que l'Homme.
Voici donc quelques prototypes
Céline Etchverry, Chef de projet systèmes d'aide à la conduite,
présente le dispositif de conduite automatisée de PSA Peugeot Citroën
Ce véhicule peut être considéré comme une grande étape vers les voitures autonomes.
Les première voitures 100% autonomes à des prix accessible :
2025, 2030
.
Les dates :
En attendant,
Système de parking totalement automatique accessible : 2018
Substitution momentanée : 2017
Grand projet à Helsinki (Finlande)
Helsinki vient de lancer un grand projet qui doit révolutionner la ville d’ici à 2025.
Son but est de transformer le système de transport public actuel en un système de transport à la demande basé massivement sur l’usage de navettes autonomes.
Ainsi, dans un système tel que le prévoit la capitale finlandaise, les inconvénients normalement liés aux transports publics disparaîtront !
Ce serait une sorte d'autolib' autonome qui viendrait chercher les clients directement chez eux.
La navette EZ-10 conçue par le constructeur français Ligier
Ce minibus
électrique
est entièrement autonome et est idéal pour les courts trajets au sein même d'un site privé par exemple.
Grâce à ses capteurs, ce véhicule peut détecter les piétons, les obstacles et agir en conséquence de façon très sécuritaire.
Possibilité de rouler à une vitesse moyenne de 15 km/h
Comme les voitures autonomes ne savent reconnaître les humains, les gendarmes devraient désormais posséder des sorte de "télécommande" qui enverraient des informations aux voitures autonomes.
De créer des "taxis" sans chauffeur, donc à moindre coût
A
B
Néanmoins les recherches avancent dans ce sens et visent à découvrir de nouveaux supraconducteurs à des températures plus élevées, comme par exemple un nouveau matériau : l'YBCO, pouvant conduire le courant électrique à une température de 60°C. Hélas, pendant un court instant : 0,000000000001 seconde...
Allemagne
Nous avons quelques années devant nous avant de pouvoir "voler" grâce a nos voitures,
La supraconductivité, c'est quoi ?
Bien que ce sujet soit, depuis le début des années 1990, un des sujets les plus utilisé de la physique solide, en 2010 aucune théorie ne décrit de façon satisfaisante le phénomène de supraconductivité à haute température critique .
Qu'est ce que la réalité augmentée?
Elle désigne des systèmes informatiques qui rendent possible la superposition d'un modèle virtuel en 2D ou 3D à la perception en temps réel.
mais il y aura sans doute un jour ou Star Wars ne sera plus un film de science-fiction....
Le concept existe depuis 1962 avec Sensorama, un casque crée par Morton Heilig qui simulait une balade en moto dans New York grace a des capteurs.
Mais dans les années 1980, Steve Mann propose le premier dispositif opérationnel de la réalité augmentée, le EyeTap, pouvant afficher des informations virtuelles juste devant les yeux du porteur.
En quoi la réalitée pourrait-elle servir dans l'automobile?
Tout d'abord elle peut servir à apporter des informations au conducteur directement sur le par-brise. Ceci évitera au conducteur de l'automobile de tourner la tête, ce qui peux empêcher un accident.
Affichage de votre vitesse
Indique que la distance de la voiture devant vous est convenable
Plus besoin de regarder un petit écran d'un GPS.
Le chemin à prendre est affiché sur le par-brise et semble apparaître sur la route devant la voiture,
L'attention du conducteur doit être a tout moment sur la route pour éviter les accidents.
La réalité augmentée est elle seulement applicable sur les par-brises des automobiles?
La technique de réalité augmentée peut s'appliquer sur n'importe quelle surface pouvant servir comme écran réfléchissant.
Ceci permet de voir près du sol à l'arrière de la voiture, un endroit invisible pour un conducteur qui n'a pas cette technique de projection rétro-réfléchissant installée dans sa voiture
Ce type d'accident ne se serait plus aussi fréquent qu'il ne l'est aujourd'hui.
Si nous pouvons rendre l'arrière de la voiture "transparente",
Le conducteur serait au courant de tout ce qui entoure son automobile en temps réel !
image réelle
image virtuelle
Les deux images sont complémentaires et forme une grande image qui semble rendre la porte de la voiture transparente.
La réalité augmentée dans l'automobile peut diminuer les dangers, tout en rendant le trajet plus facile pour le conducteur.
le conducteur voit la route en même temps que sa trajectoire.
pourquoi ne pas rendre toute la voiture "transparente" aussi ?
Toutes ces technologies existent déjà dans le monde mais elles ne sont ni accessibles a tous et ni assez perfectionnées pour être installées dans toutes les automobiles.
La supraconductivité
Actuellement, des véhicules "volants" existent déjà
Quand la science explique la lévitation.
elle leur permettrait de flotter et de glisser dans les airs.
D'autres chercheurs pensent que la poudre de graphite «dopée» à l'eau pourrait faire léviter des aimants ou conduire parfaitement l'électricité jusqu'à plus de 30°C. Des propriétés qui n'ont encore jamais été observées au-dessus de - 150°C.
Aujourd'hui, des prototypes de voiture volante existent déjà comme l'aéromobile
Ce véhicule est très intéressant et possède des avantages comme des inconvénients.
Avantages :
Peut circuler sur la route comme dans les air
Permet de réduire les temps de trajet
Inconvénients
Nécessite une piste de décollage
La place pour les passagers minuscule
voiture très coûteuse
Ce véhicule n'est donc pas du tout conçu pour la classe moyenne de la société.
Intéressons nous donc à
Ce train est actuellement détenneur du record du monde de vitesse de 581 km/h.
Le train supraconducteur : le MAGLEV
Il lévite a plusieurs centimètres du sol grâce à de puissantes bobines supraconductrices placées et refroidis à bord du train.
C'est le fait de faire léviter un aimant dans une position fixe au-dessus d'un objet supraconducteur.
Remarque : Même en forçant sur l'aimant il ne touchera pas le supraconducteur.
Voir vidéo explicative suivante
Un morceau de céramique est électriquement neutre , le fait de le faire passer sous la barre du zéro absolu va le charger électriquement et le faire interagir avec l'aimant de manière inexplicable par la science, le supraconducteur "stagne" au dessus de l'aimant en gardant sa position initiale.
azote liquide (refrigérant)
aimant
supraconducteur (pièce de céramique)
Si la supraconductivité est adopté pour les prochaines voiture,
les déplacement côuteraient peu d'énergie et permettraient d'atteindre des vitesses plus élevées.
-les frottements dus a l'air (A)
-les frottements avec la route (B)
Nos véhicules actuels ont plusieurs contraintes a prendre en compte :
Les frottements avec la route disparaissant, la voiture pourrait gagner en vitesse et consommer moins d'énergie
-la force gravitationnelle (C)
C
La dernière grande étape consistera à magnétiser les routes afin de leur permettre accueillir des voitures supraconductrices.
Dictionnaire encyclopédique 2012
http://alex.carpent.free.fr/
http://www.planeteautomobile.com/
http://www.augmented-reality.fr/
http://www.loria.fr/~gsimon/ra/
http://publigeekaire.com/
http://www.larealiteaugmentee.info/
http://augmentedev.com/fr/
http://www.journaldelascience.fr/
http://www.usine-digitale.fr/
http://www.japanaddiction.com/
http://winsa.free.fr/
Bibliographie
Remarque : Certains sites Internet visités non put être relevé étant donné le nombre de ceux-ci.
http://techno-car.fr/
http://voitureautonome.com/
http://www.voitureautonome.net/
http://www.lepoint.fr/
http://www.cnetfrance.fr/
http://shyrobotics.com/
http://www.forumfr.com/
http://www.supraconductivite.fr/
http://fr.wikipedia.org/
http://www.futura-sciences.com/
http://www.sciencesetavenir.fr/
http://www.insp.jussieu.fr/
http://www.cnrs.fr/
http://www.canal-u.tv/
http://www.conspirovniscience.com/
http://www.lefigaro.fr/
http://www.econologie.com/
http://tpe-supra.e-monsite.com/
http://www.actinnovation.com/
Cette technologie a tout de même un désavantage : son coût est très élevé et les premières voitures supraconductrices seront loin d'être accessible à tous.
Des projets pour les voitures du future ne manquent pas.
La réalité augmentée utilisé sur les voitures :
permet d'améliorer le confort et la sécurité des passagers
Permet d'ouvrir la mobilité beaucoup plus largement
et de diminuer considérablement le nombre d'accident
La voiture supraconductrice :
Permet d'atteindre de grandes vitesses avec peu d'énergie
Il existe bien d'autre projets novateurs.
Un "bus volant" visant à réduire trafic à Pekin de façon écologique et peu cher.
Un train qui ne s'arrête pas, permettant ainsi de gagner un temps considérable.
Des véhicules totalement novateurs, présentant de grandes qualités sont pensés.


La voiture autonome :

Un TPE de
Michael Waddington
Clément Villeminot
Hugo Muel
2014 - 2015
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