Il fonctionne comme un ascenseur : vous l’appelez, il vient, vous montez dedans et sélectionnez votre destination, et il vous y emmène. Mieux, le véhicule individuel public autonome VIPA vous emmène en silence, car c’est un véhicule 100% électrique. Et cela fonctionne puisque depuis septembre 2013, il est en une phase de test en grandeur nature au CHU de Clermont-Ferrand (Puy-de-Dôme).
Un projet collaboratif
Le projet porté principalement par le constructeur d’automobiles Ligier et l’Institut Pascal de Clermont-Ferrand est né en 2007, dans le cadre du pôle de compétitivité Viaméca, avec une idée simple : combiner les compétences du constructeur d’automobiles sans permis thermiques et électriques, celles de l’Institut (à l’époque, on parlait du Lasmea, laboratoire des sciences et matériaux pour l’électronique et l’automatisme) dans les logiciels de guidage par vision pour développer un véhicule autonome capable de transporter du public ( 4 places assises et deux debout dans un microbus de seulement 3,2 x 1,7 m) sur des distances courtes, de 100 mètres à 1,5 kilomètre. Alternative à des véhicules avec chauffeur pour les déplacements dans des centres villes piétonniers, des aéroports, des parcs d’attraction, des parkings, des centres hospitaliers ou encore de grands sites industriels, il peut fonctionner selon plusieurs types : un mode « tram », avec une desserte de plusieurs arrêts prédéfinis, ou un mode « Taxi » ou « ascenseur », où le véhicule répond à des appels sur des bornes installées à chaque station. « Une première maquette a été dévoilée au salon de l’automobile de Paris en 2010 et en 2011, deux véhicules présentés au Challenge Bibendum Michelin », se rappelle Florent Bonjean, ingénieur R&D et chef du projet chez Ligier. Désormais, le projet a passé un nouveau cap. Au CHU clermontois, VIPA fait désormais ses preuves sur le terrain en accueillant le public sur un trajet de 350 mètres entre le centre hospitalier et son parking. Dans le cadre d’un nouveau consortium incluant notamment Michelin et baptisé VIPA Fleet, cinq véhicules seront utilisés sur le site du centre de recherche international du groupe Michelin, à Ladoux, à quelques kilomètres de Clermont-Ferrand, dès le troisième trimestre 2014.
Trois modules clés
Dans le nouveau consortium, Ligier a en charge le véhicule mais aussi la partie sécurité. Pour la partie mécanique, le constructeur a opté pour un châssis et une carrosserie spécifique, mais aussi des composants existants sur sa gamme actuelle de véhicules électriques. La propulsion est assurée par un moteur Leroy Somer de 4 kW alimenté par une batterie Lithium-ion portant son autonomie à plus de 8 heures. La partie commande est composée de trois grandes parties : le système de guidage par vision, la partie « sécurité » et la partie pilotage électrique. Le guidage est assuré par deux caméras vidéos, placées à l’avant et à l’arrière du VIPA (le véhicule est réversible), qui se repèrent sur le trajet et envoient en temps réel au module de pilotage des consignes de vitesse et de cap (un angle de roue) via un bus CAN. Le système développé par l’Institut Pascal ne nécessite aucune infrastructure particulière. « On commence par enregistrer une vidéo du trajet ou des trajet à suivre par le véhicule. Le système analyse la vidéo pour déterminer des points remarquables, repères visuels qui lui serviront ensuite à caler sa trajectoire en direct », explique Florent Bonjean. 30 points remarquables dans le champ de vision suffisent pour circuler en toute sécurité ; VIPA en répertorie plus de 1200 par couple d’image de référence (système bi-caméras) . Le PC envoie ses consignes de pilotage, mais gère également la partie commande d’arrêts et l’affichage sur un écran placé dans la cabine. Celui-ci affiche en direct les vues des caméras avec les points de repère, ainsi que le graphique de la ligne avec ses arrêts. A noter, tout véhicule doit avoir normalement un volant et des commandes pour circuler sur la voie publique. Celui-ci correspond à une utilisation spécifique et peu se contenter d’un système de pilotage à l’aide d’un joystick, utilisé notamment pour emmener le véhicule à son point de départ et le ramener au garage.
Pour la commande électrique, Ligier a également fait simple, mais efficace. « La première version employait un calculateur spécifique. Pour la suite, nous avons préféré utiliser des produits sur étagère », note Florent Bonjean. Le choix du constructeur s’est donc porté sur un variateur Curtis « exploité à 100% », commente l’ingénieur, associé à un calculateur qui fait office de module d’entrées/sorties déportées. A partir des informations qu’il reçoit, l’ensemble pilote, grâce à ses capacités de calcul et d’automates, la chaîne de traction. La partie sécurité, enfin, est assurée par un automate de sécurité Sick. Il récupère les données des différents composants : les capteurs mécaniques (portes, arrêts d’urgence, etc.), les barres sensitives placées sur les pare-chocs et plusieurs télémètres laser LMS de Sick chargés de scruter l’environnement immédiat du véhicule pour prévenir tout risque de choc avec un piéton ou un obstacle inattendu.
« Nous avons donc opté pour quatre capteurs qui scrutent sur 50 mètres et 270 degrés. Ainsi, chaque face du véhicule est lue par au moins deux télémètres », commente Florent Bonjean. Chaque télémètre, protégé par une épaisse carapace d’acier, est paramétré selon trois niveaux de sécurité caractérisé par la distance à l’obstacle. Selon la zone dans laquelle se situe cet obstacle, l’automate de sécurité limite la vitesse à 5 km/h (contre 10 à 25 en pleine vitesse), 1 km/h ou arrête le véhicule. « La protection par les télémètres lasers suffit, mais nous préférons avoir une protection redondante entre lasers et les barres de chocs à ultrasons. C’est également le cas pour le freinage électrique et mécanique », précise Florent Bonjean. L’ensemble des modules de commande est rassemblé dans un panneau électrique dissimulé dans la cabine.
La suite
La phase de test au CHU clermontois prouve jour après jour l’efficacité du système et permet de le fiabiliser. En termes de sécurité, « Nous n’avons connu aucun incident depuis le début des tests », se félicite le chef de projet. La prochaine phase de tests, chez Michelin, permettra de valider le fonctionnement d’une flotte de cinq véhicules sur une, voire plusieurs lignes différentes. Parallèlement, les Automobiles Ligier, continuent d’optimiser le VIPA en termes de confort, d’ergonomie, de sécurité et de facilité de maintenance, tout en mettant au point une direction électrique (à base de motoréducteur IMS et d’un autre calculateur Curtis). Et à l’Institut Pascal, un thésard bûche sur des techniques d’évitement d’obstacles pour compléter le système de guidage. Mais la machine est en marche puisque le Consortium compte bien être en mesure de commercialiser un service complet basé sur son VIPA dès 2015.
