Les véhicules autonomes et connectés ne sont plus une promesse lointaine. Ils deviennent progressivement une réalité de la mobilité quotidienne, portés par les avancées des technologies de détection, de connectivité, d’électronique et de logiciels. Dans le livre The Connected Autonomous Vehicle and Its Environment, Jacques Ehrlich propose un guide pratique et orienté ingénierie expliquant le fonctionnement de ces systèmes, ainsi que leur conception, leur test et leur amélioration en conditions réelles.

Le livre ne se limite pas aux technologies et traite la conduite autonome comme un système intégré. Il explique comment les véhicules perçoivent leur environnement, prennent des décisions et interagissent avec l’infrastructure et les autres usagers de la route, tout en traitant la complexité croissante de l’électronique embarquée et les exigences de sécurité.

Des systèmes de transport intelligents à l’ingénierie des véhicules autonomes

Les premiers chapitres replacent les véhicules connectés et autonomes (CAV) dans le cadre des systèmes de transport intelligents (ITS). Les domaines clés, les parties prenantes et les architectures de référence sont présentés, suivis d’un bref historique retraçant l’évolution depuis les premiers projets de recherche jusqu’à l’essor actuel de l’automatisation, porté par les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS).

La planification de trajectoire est identifiée comme l’un des défis techniques majeurs de la conduite autonome. Le livre distingue clairement la planification opérationnelle, tactique et stratégique, et montre comment la dynamique du véhicule, les contraintes et la perception en temps réel doivent fonctionner ensemble pour produire des trajectoires sûres et fiables.
 
La connectivité est abordée comme une composante intégrale du système et non comme un simple ajout. Le livre explique comment les véhicules échangent des informations avec l’infrastructure et entre eux grâce à des messages standardisés, et comment ces données peuvent améliorer la sécurité, le trafic et la connaissance de la situation. Des concepts liés à l’infrastructure, tels que les domaines opérationnels de conception (ODD) et le soutien de l’infrastructure à la conduite automatisée (ISAD), sont introduits afin de présenter de manière réaliste les conditions et les limites du déploiement.

Architectures électroniques et considérations de sécurité

L’électronique embarquée représente une part importante du coût et de la complexité des véhicules modernes, et le livre lui accorde donc une attention particulière. Les architectures électroniques distribuées, les unités de contrôle électroniques (ECU), les bus de communication et les méthodes de conception sont expliqués de façon claire et structurée, avec des exemples concrets et une étude de cas détaillée.

La sécurité est abordée tout au long de l’ouvrage dès la conception, plutôt qu’à travers une simple vérification finale. Les lecteurs découvrent l’analyse préliminaire des dangers, les niveaux d’intégrité de la sécurité automobile (ASIL) et la sécurité de la fonctionnalité prévue (SOTIF), avec des exemples concrets montrant comment la sécurité fonctionnelle et la fonctionnalité prévue se complètent dans le développement des véhicules autonomes.

Ingénierie pratique du véhicule autonome avec le projet MINI-CAV

L’un des aspects les plus remarquables du livre est le projet MINI-CAV, un véhicule autonome à l’échelle 1:10 développé à la fois comme plateforme d’apprentissage et banc d’essai pour la recherche. Plutôt que de présenter une solution clé en main, le projet encourage l’expérimentation, la collaboration et le développement progressif.
 
MINI-CAV entièrement équipé de capteurs, d’actionneurs et d’une électronique embarquée répartie.

Le véhicule circule sur une piste d’essai à l’échelle, avec des marquages au sol et des obstacles. Les cas d’utilisation deviennent progressivement plus complexes,en commençant par le suivi de trajectoire, puis en abordant la détection d’obstacles, l’adaptation de la vitesse et les changements de voie déclenchés par des commandes d’infrastructure.

MINI-CAV sert également de plateforme concrète pour explorer les compromis d’ingénierie réels, notamment le positionnement des capteurs, la distribution de la puissance, l’allocation des tâches entre plusieurs ECU et les stratégies de communication.
 
Architecture technique du MINI-CAV, montrant plusieurs ECU à base de Raspberry Pi connectées via bus CAN et Wi-Fi.
 

De l’expérimentation à la conception du système

En combinant les bases théoriques, le contexte réel et un projet pratique conséquent, The Connected Autonomous Vehicle and Its Environment propose une vision réaliste de ce qu’implique la conception et la réalisation de systèmes de véhicules autonomes. Il s’adresse aux ingénieurs, étudiants avancés et lecteurs techniques qui souhaitent dépasser l’approche par composants isolés et comprendre la conduite autonome comme un système complet et interconnecté.
Pour tous ceux qui s’intéressent aux systèmes autonomes, à l’électronique embarquée et à l’avenir de la mobilité connectée, ce livre offre à la fois une base technique solide et une porte d’entrée pratique à l’expérimentation et à la réflexion systémique.