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Le 08.03.2017
Par :
Citizen-Press - Dominique Fidel

De l'intelligence dans le bitume

Alors que la société commence à peine à se familiariser avec les véhicules connectés pas encore tout-à-fait autonomes, voici que les routes misent à leur tour sur les mathématiques et les nouveaux systèmes de communication pour devenir intelligentes. À l'horizon : une circulation routière plus fluide, moins polluante et plus sûre.
Baisse de productivité, facture carbone, augmentation du prix des transports et des biens… Chaque année les embouteillages coûtent dix-sept milliards d’euros à l’économie française et il faut compter le même montant si l’on veut tenir compte de l’impact économique des accidents de la route. On le constate, les conditions de circulation routière sont tout sauf un détail anodin de la vie quotidienne. Mais comment changer la donne ? L’idée de réduire le nombre de véhicules en circulation relevant encore de l’utopie, les pistes les plus prometteuses sont du côté de la régulation du trafic, de la gestion des infrastructures et de l'information des conducteurs. Trois domaines dans lesquels la capacité à mesurer et à décrypter les flux routiers joue un rôle clé.

Une data toujours plus précise, toujours plus réactive

 

Heureusement, depuis une décennie on assiste à l’arrivée massive de technologies qui permettent de capter des informations sous des formes très variées : caméras, radars, boucles de comptage au sol, mais aussi des capteurs "flottants" comme les smartphones ou les GPS internes des voitures. Chaque année des milliards de données sont ainsi récoltées, mais encore faut-il être en mesure de les faire parler et de les rendre intelligibles aux principaux intéressés, qu'ils soient derrière leur volant ou aux commandes des centres de régulation du trafic.

C'est l'enjeu de Grenoble Traffic Lab, la plate-forme expérimentale lancée et développée par l'équipe NECS (GIPSA-lab, Inria) en partenariat avec la direction interdépartementale des routes Centre-Est. Accessible au public depuis décembre dernier elle permet de visualiser en temps réel l'état du trafic sur la rocade sud de Grenoble, une route de 12 km congestionnée aux heures de pointe. « Avec ses 120 capteurs de débit et de vitesse et ses répéteurs qui transmettent les données toutes les 15 secondes, GTL offre une très grande précision au niveau de l'information, explique Carlos Canudas de Wit, responsable de l'équipe NeCS.  Mais ce qui en fait un outil unique, c'est la possibilité de prédire les évolutions du temps de trajet dans les 30 minutes suivantes, grâce aux modèles mathématiques mis en place par l’équipe NECS. » Pour une utilisation par un public expert, la plate-forme GTL permet aussi de visualiser l’état des capteurs, la qualité des données, les indicateurs de trafic, les évolutions des congestions et des émissions, mais aussi d’obtenir un historique du trafic de toute l’année. Une richesse de données qui ferait de GTL un outil puissant s'il venait à être intégré dans un dispositif plus global permettant à la fois l’observation du flux routier et la régulation du trafic.

 

Trafic, météo, pollution… Les capteurs sur les chapeaux de roues

Observer pour réguler, c'est aussi l'ambition du projet mené par le Grand Troyes avec Hikob, une start-up cofondée par trois personnes issues du monde de la recherche dont deux anciens d'Inria.  « Le projet portait sur l'installation d'un système de 150 magnétomètres sans fil », explique Guillaume Chelius, PDG et cofondateur d'Hikob.

Ces derniers peuvent être paramétrés pour collecter soit des données de régulation de la circulation, soit les températures de la chaussée et transmettre l'information aux destinataires concernés, postes de régulation du trafic ou services de viabilité hivernale.

Comme le Grand Troyes, des villes de toute taille – Bologne, Bordeaux, Bruxelles, Copenhague… - misent sur la data pour mettre plus d'intelligence dans leurs dispositifs de régulation dans une optique de sécurisation et de fluidification de la circulation routière.

L'automne dernier, Paris est entré dans le mouvement en lançant une grande expérimentation sur la Place de la Nation qui a été bardée de capteurs en tout genre (bruit, pollution, circulation, présence des piétons et même le taux de remplissage des collecteurs de verre) pour mesurer en temps réel l'activité et tester temporairement d'autres configurations.

Modéliser pour mieux exploiter

Mais pendant que les regards se tournent avec avidité vers la data, certains acteurs pensent que les mathématiques pourraient, elles aussi, apporter leur pierre à l'édifice. Parmi eux figure Paola Goatin, responsable de l'équipe-projet ACUMES (Inria Sophia-Antipolis) et lauréate 2014 du prix jeune chercheur Inria – Académie des sciences. Son domaine c'est la modélisation et le contrôle du trafic routier du point de vue macroscopique. En clair : une approche qui ne cible pas les véhicules individuels mais qui cherche avant tout à simuler et prédire l'évolution globale de l'écoulement. Et ce, grâce à des modèles mathématiques qui reposent sur les équations aux dérivées partielles issues de la dynamique des fluides. « Schématiquement, nous nous intéressons essentiellement à deux variables : la densité et la vitesse moyenne, explique la mathématicienne. Par rapport aux modèles microscopiques, l'approche macro est certes moins précise, mais aussi plus facile à manier et nettement moins coûteuse. La difficulté reste d'avoir un calibrage fiable des modèles utilisés et de pouvoir les alimenter avec des données suffisantes, surtout dans les situations complexes comme les intersections ». Quid d'éventuelles applications industrielles ? « Les débouchés potentiels sont nombreux  », poursuit Paola Goatin.

Les modèles mathématiques du type de ceux sur lesquels nous travaillons pourraient être couplés à des systèmes d'optimisation et de régulation du trafic mais aussi servir d'outils d'aide à la décision plus en amont, lors des phases de conception ou de réaménagement des infrastructures routières.

Du V2V

Et les véhicules et leurs conducteurs dans tout cela ? Qu'on se rassure, ils ne sont pas oubliés. Mieux : ils jouent un rôle de plus en plus moteur dans cette gigantesque course à la data. En effet, si pendant des années, le grand public a été le simple destinataire d'infos trafic en tout genre, l'arrivée d'applications communautaires comme Waze a tout changé, permettant à tout un chacun de devenir acteur de la fluidité routière. Aujourd'hui, de nouveaux venus poussent encore un peu plus loin le concept de partage d'informations. Nexar, une start-up israélo-américaine, propose ainsi la première application de notation des conducteurs en s'appuyant sur plusieurs technologies, de l'intelligence artificielle à la vision par ordinateur en passant par la communication V2V (vehicle to vehicle).  S'il ne manque pas de soulever des questions éthiques, le principe de fonctionnement de l'application est simple : elle permet au smartphone de lire – via sa caméra -  les plaques d’immatriculation des véhicules environnants et de calculer leur vitesse, leur trajectoire et leur position, déterminant ainsi un comportement comparé ensuite au comportement attendu dans la zone concernée. Si un véhicule scanné sort du cadre, ses méfaits seront alors enregistrés dans une base de donnée centralisée. Par la suite, s'ils sont équipés de la même appli, les conducteurs qui passeront à côté du "mauvais conducteur" seront avertis de sa présence.

…à l'I2V

Alors que Nexar surfe sur les possibilités offertes par le V2V, d'autres se penchent eux sur le I2V (Infrastructure to vehicle) et sur le V2I2V (vehicle to Infrastructure to vehicle), des systèmes de transports intelligents (STI) coopératifs où les données sont partagées entre voitures, camions et autres motos mais aussi avec la route.

Retour en France avec le projet expérimental Scoop@F, lancé l'an dernier par le ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie. Pionnier en Europe, il prévoit le déploiement d'ici à la fin 2018 d’environ 3 000 véhicules intelligents sur 2 000 km de routes connectées réparties sur cinq sites pilotes (en Bretagne, en  Île-de-France, à Bordeaux, sur l'autoroute Paris-Strasbourg et en Isère). Le cœur du dispositif est un réseau de bornes et de boîtiers GPS embarqués qui enverront en permanence et en temps réel des informations sur les conditions de circulation, la météo et les alertes individuelles des véhicules (par exemple, le déclenchement d'un module-airbag), aux gestionnaires routiers mais aussi aux autres voitures. Au-delà de ses objectifs revendiqués (informations plus précises et plus rapides, meilleure gestion du trafic), ce projet prépare aussi le terrain aux véhicules autonomes. Reste à savoir si ces derniers seront réellement autonomes ou au contraire soumis aux volontés de la route… Une hypothèse pas si loufoque que cela, si l'on en juge par les travaux menés à Austin par des chercheurs de l'université du Texas sur des systèmes de gestion des intersections qui réguleraient d'eux-mêmes la vitesse des véhicules afin de réduire les bouchons et limiter les risques d'accidents…

 

Crédits et légendes photos : CCO Public Domain - Pixabay ; Plateforme GTL pour la régulation du trafic de l'équipe NECS avec Bellicot, Iker - Canudas De Wit, Carlos © Inria / Photo H. Raguet ; CCO Public Domain - Pixabay

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