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Participation du véhicule autonome à l’économie d’énergie

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Présentation réalisée dans le cadre du séminaire Terri 2017. Cette présentation décrit l'apport du véhicule autonome à la consommation d'énergie ainsi que plusieurs projets associés à l'IFSTTAR.

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Participation du véhicule autonome à l’économie d’énergie

  1. 1. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux Participation du véhicule autonome à l’économie d’énergie Olivier Orfila (IFSTTAR) Chargé de recherche Directeur-adjoint LIVIC
  2. 2. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Une longue histoire de l’automatisation Images de Computer History Museum : http://www.computerhistory.org/atchm/where-to- a-history-of-autonomous-vehicles/
  3. 3. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr De multiples moyens de transport • Sur tous les terrains : du maritime à l’aérien • Pour tous les usages : du loisir au professionnel
  4. 4. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Une automatisation incrémentale • Un constat : l’automatisation ne s’impose pas de manière brutale • La recherche a longtemps été seule sur ce domaine avant l’intérêt croissant de l’industrie
  5. 5. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Une automatisation incrémentale • Les innovations issues de la recherche se diffusent dans le secteur privé • Les briques élémentaires du véhicule autonome sont déjà sur le marché (et depuis longtemps !) :
  6. 6. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Pourquoi autonomie doit rimer avec économie ? • Pression de la régulation • Augmentation de l’autonomie (véhicules électriques) • Les gains sont potentiellement immédiats • Diminution des coûts d’entretien • Les coûts de production sont faibles • La réduction des émissions de particules ICCT, Historical fleet CO2 emissions performance and current or proposed passenger vehicle standards
  7. 7. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Pourquoi autonomie doit rimer avec économie ? • Pression de la régulation • Augmentation de l’autonomie (véhicules électriques) • Les gains sont potentiellement immédiats • Diminution des coûts d’entretien • Les coûts de production sont faibles • La réduction des émissions de particules ICCT, Historical fleet CO2 emissions performance and current or proposed passenger vehicle standards
  8. 8. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr COMMENT LE VEHICULE AUTONOME PEUT IL RÉDUIRE LA CONSOMMATION D’ENERGIE ?
  9. 9. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Système de transport et cycle de vie Construction Automobile Production d’énergie Construction d’infrastructure multimodalité recyclage dépollution réfaction Réseaux périurbains - autoroutes Réseaux urbains Réseaux ruraux Usage
  10. 10. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Quels acteurs des systèmes ? • Dépendant des niveaux d’automatisation • Gestionnaires d’infrastructures : • Réseaux • Autoroutes • Villes • Gestionnaires de flottes : • Transport marchandises • Auto partage,… • Conducteurs • Constructeurs • Pouvoirs publics, collectivités Autoroute Région Ville
  11. 11. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Quel avenir pour l’automatisation ? Autoroute Région Ville SAE 0: La plupart des véhicules SAE 1: ACC, LKAS,… SAE 2: FSRA+ LKS SAE 3: Google ,ABV,… SAE 4 SAE 5 Panneaux, véhicules environnants PMV, véhicules environnants PMV, véhicules environnants +COM Régulation des parcours par l’infrastructure Régulation des actionneurs par l’infrastructure Régulation complète par l’infrastructure
  12. 12. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Comment réduire la consommation d’énergie ? • En mettant en place des stratégies d’écomobilité adaptées : • Auto-partage • Covoiturage • Transport collectif
  13. 13. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Comment réduire la consommation d’énergie ? • En optimisant les tâches de conduite : • Navigation : Green routing, ecorouting • Guidage : planification des profils de vitesse • Stabilisation : contrôle optimal
  14. 14. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr S’inspirer de l’humain : écoconduite • Avantage : • Augmente l’acceptabilité • Inconvénient : • Diminue la réduction potentielle
  15. 15. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Une vulgarisation de l’écoconduite Peu d’énergie atteint la roue et les conducteurs la gaspille ! L’écoconduite = cuisine des restes
  16. 16. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr L’apparition de l’écoconduite Toyota, Glass of water BMW, economètre
  17. 17. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Efficacité de l’écoconduite Wengraf I.: Easy on The Gas, The effeciteveness of ecodriving, RAC Foundation, London, 2012, pp.16-17 Expérimental : 20 semaines avant et après formation à l’écoconduite (selon les règles d’or) Isuzu Motors: Fuel economy challenge: Un trajet avant et après formation
  18. 18. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Ecoconduite automatisée, quel potentiel ? • Le véhicule autonome ne dominera pas tous les humains au sens de Pareto. • Les gains potentiels sont importants
  19. 19. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Automatiser l’écoconduite : Modélisation de l’écoconduite • Optimisation du profil de vitesse et du rapport de boîte avec critère de consommation, de temps de parcours et de confort • H. T. Luu, 2011, Développement de méthodes de réduction de la consommation en carburant d’un véhicule dans un contexte de sécurité et de confort : un compromis entre économie et écologie. Thèse de doctorat, Université d’Evry • Olivier Orfila, Guillaume Saint Pierre, Cindie Andrieu. (2012) « Gear Shifting Behavior Model for Ecodriving Simulations Based on Experimental Data » In EWGT, Paris. • Ant Colony Optimization (ecoDriver) pour calcul temps réel Vitesse(km/h) Distance (m) Couple (Nm) δ ωmax2
  20. 20. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Automatiser l’écoconduite : les premiers pas • Aide informative • Thèse H. T. Luu, 2011 • Smartphone, ludification ecoDriver • Automatisée • Projet FP7 eFuture, sur véhicule électrique Smart and Green ACC ddriver Tdriver V d Vi g SAGA Mode Target Speed Target Acc. ErrorFlag Accuracy Dyn. Limit Func. Limit 70 Vdriver eHorizon •Tu Luu, H.; Nouveliere, L.; Mammar, S.; “Ecological and safe driving assistance system: Design and strategy”, IV 2010. •Nouveliere, L. ; Mammar, S. ; Luu, H.-T. “Energy saving and safe driving assistance system for light vehicles: Experimentation and analysis”, 9th IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control (ICNSC), 2012 •Orfila O., Saint Pierre G., Messias M. (2014), « Development of an ecodriving assistance application for nomadic devices performing real-time and post trip coaching for road vehicles », TRA 2014, Paris, La Défense.
  21. 21. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Projet eFuture, maximisation de la régénération • Définition d’un domaine de sécurité • Estimation de l’espace de recherche • Calcul de la décélération optimale (qui maximise la régénération)
  22. 22. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Optimisation multiobjectifs : planification de trajectoire • Calcul des profils de vitesse optimaux • Choix d’un profil à partir de poids affectés à chaque objectif Vitesse(km/h) Distance (m) Couple(Nm)
  23. 23. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Impact de l’automatisation économe Consommation de carburant dans un trafic urbain congestionné • Impact de l’écoconduite sur un réseau global en fonction du pourcentage d’écoconducteurs • Simulation de trafic sous AIMSUN (Modèle poursuite de Gipps, modèle de consommation d’Alçelik) • O. Orfila, 2011, Impact of the penetration rate of ecodriver on traffic and fuel consumption, YR2011, Copenhaguen Consommation de carburant dans un trafic interurbain proche de la saturation
  24. 24. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Possibles effets rebond • Plus de km parcourus à vide • Plus de km parcourus et plus de véhicules vendus du à l’amélioration du confort • Augmentation des congestions liées au respect du code de la route ou à la mise en place de voies dédiées
  25. 25. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Perspectives • Apprendre de l’humain en temps réel • Implémentation sur le véhicule électrique VEDECOM (thèse VEDECOM) Machine Learning - University of Washington | Coursera
  26. 26. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr Merci de votre attention Olivier Orfila IFSTTAR 25 allée des Marronniers 78000 VERSAILLES France Tél. +33 (0)1 30 84 40 25 www.ifsttar.fr olivier.orfila@ifsttar.fr www.olivierorfila.fr
  27. 27. Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux www.ifsttar.fr

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