L'avenir, c'est maintenant ! Les véhicules électriques (VE) et les voitures autonomes (VA) sont deux des technologies les plus innovantes de l'histoire de l'industrie automobile. Le 29 octobre 2019, Mark Aiello et James De Vellis, du cabinet Foley & Lardner LLP, en collaboration avec SERES, ont accueilli 70 cadres, ingénieurs, entrepreneurs et conseillers juridiques pour écouter les interventions des conférenciers principaux James Taylor et Carlos Bhola, ainsi que trois panels prestigieux sur l'innovation technologique dans le domaine des VE et des VA, la technologie des batteries et l'impact réglementaire. L'événements'est déroulé au siège social et dans le showroom de SERES à Santa Clara, en Californie. Voici les points forts de ces discussions.
Aperçu du secteur par James Taylor, co-PDG de SERES
L'électrification, les véhicules connectés et autonomes, ainsi que la mobilité en tant que service (« MaaS ») bouleversent la manière dont les personnes et les marchandises se déplacent. D'ici 2040, 57 % des ventes de véhicules particuliers devraient être électriques, soit près de 60 millions de véhicules hybrides rechargeables et électriques à batterie. Tous les équipementiers mondiaux électrifient leur gamme, certains de manière plus agressive que d'autres.
Cependant, bien que la part de marché mondiale des véhicules électriques soit en hausse, elle ne représente encore en moyenne que 3 %. Les facteurs à l'origine de cette faible part de marché actuelle sont notamment le coût élevé des batteries, la faible disponibilité des modèles de VE, leur prix plus élevé que celui des véhicules non électriques, leur autonomie limitée, le nombre restreint de stations de recharge et la durée de recharge. Cela dit, James Taylor, co-PDG de SERES, a présenté quatre facteurs clés qui influenceront l'adoption future des VE.
Tout d'abord, les réglementations relatives à la consommation de carburant et aux normes d'émissions ont eu et continueront d'avoir un impact important sur l'adoption des véhicules électriques. Les politiques réglementaires américaines en matière de véhicules électriques encouragent généralement ces derniers de la manière suivante :
- Remises, crédits d'impôt et subventions pour les infrastructures de recharge
- Rabais et crédits d'impôt pour les véhicules
- Obligations relatives aux véhicules zéro émission
- Accès gratuit à la voie réservée aux véhicules multi-occupants (HOV)
- Exigences en matière d'acquisition de flotte
- Frais de licence
- Exemptions des frais liés aux tests d'émissions
Bien qu'il existe diverses technologies permettant de réduire les émissions de CO2 (par exemple, les moteurs start/stop, les démarreurs à courroie ou les véhicules hybrides), la seule technologie qui garantit zéro émission est celle des véhicules entièrement électriques, selon Taylor. L'assouplissement par l'administration actuelle de la réglementation de l'EPA sur la consommation moyenne de carburant des entreprises (« CAFE ») a introduit une incertitude sur le marché, ce qui pourrait avoir un impact négatif sur le calendrier de l'électrification.
Le deuxième facteur qui influe sur l'adoption des VE est le nombre de choix offerts aux consommateurs. À l'heure actuelle, le nombre de modèles de véhicules électriques est relativement faible. Sur les 600 modèles de véhicules disponibles aux États-Unis, seuls 60 sont électrifiés d'une manière ou d'une autre, qu'il s'agisse de PHEV (véhicules rechargeables), de BEV (véhicules entièrement électriques) ou de HEV (véhicules hybrides légers). L'absence actuelle de modèles de véhicules électriques non luxueux et de pick-up électriques constitue un obstacle majeur à l'adoption massive des véhicules électriques. Mais, selon Taylor, le nombre de modèles devrait quintupler d'ici 2021.
Troisièmement, le coût des batteries doit continuer à baisser pour favoriser l'adoption des véhicules électriques. On estime qu'en 2010, les batteries coûtaient près de 1 200 dollars/kWh, et qu'elles sont passées à moins de 200 dollars/kWh en 2018. Sur la base de cette tendance, Taylor estime que les batteries coûteront moins de 100 dollars/kWh d'ici 2024, et environ 60 dollars/kWh d'ici 2030. Cette réduction de 20 fois le coût des batteries en 20 ans augmentera sans aucun doute l'adoption des VE en réduisant leur coût.
Quatrièmement, et enfin, l'adoption des VE est influencée par leur autonomie, le nombre de bornes de recharge et le temps de recharge. Bien que la moyenne des conducteurs ne parcourt que 40 miles par jour, le seuil critique pour l'adoption des VE est une autonomie de 300 miles. En effet, selon Taylor, des enquêtes indiquent que 57 % des consommateurs n'hésiteraient pas à acheter un véhicule électrique ayant une autonomie de 300 miles par charge, soit une augmentation de 30 % par rapport à un véhicule électrique ayant une autonomie de seulement 250 miles.
Pour que la pénétration des VE passe de 3 % actuellement à 50 %, il faut maintenir les incitations réglementaires, proposer davantage d'options de VE, des batteries moins chères, des autonomies plus longues et davantage de stations de recharge avec des temps de recharge plus courts. Bien qu'ils ne soient pas négligeables, ces défis liés à l'adoption des VE sont insignifiants par rapport à ceux qui entourent le déploiement des véhicules autonomes de niveau 4/5. M. Taylor a souligné que les complexités liées à l'autonomie de niveau 4/5 sont hors normes, et que les équipementiers devraient donc se concentrer sur le déploiement à court terme d'un système L2+ complet, de qualité automobile et basé sur l'IA, qui pourra ensuite évoluer vers des véhicules entièrement autonomes à l'avenir – un exemple que les participants à l'événement ont eu l'occasion d'essayer !
Innovation technologique : Automatisation
Le rythme des innovations dans le domaine des technologies d'automatisation automobile a été stupéfiant, mais certains défis majeurs freinent la poursuite de ces innovations. Steve Hilfinger, associé chez Foley & Lardner LLP, et les éminents participants à la table ronde ont examiné en détail les défis liés à la sécurité, à la confiance du public et à la réglementation, ainsi que les idées reçues courantes concernant cette innovation technologique.
En matière de sécurité et de confiance du public, il ne fait aucun doute que les véhicules autonomes devront être plus sûrs que les conducteurs humains. Cependant, le Dr Fan Wang, directeur de la conduite autonome chez SERES, a souligné qu'il est difficile d'évaluer la sécurité, et encore plus de déterminer si les véhicules autonomes sont réellement plus sûrs que les humains dans une situation donnée. Alors que les entreprises vantent le nombre de kilomètres parcourus sans incident par leurs véhicules autonomes pour vanter leur sécurité, il est erroné de croire que tous les kilomètres sont égaux. Au contraire, le Dr Ophir Samson, directeur des partenariats automobiles chez Aurora Innovations, a indiqué que du point de vue de l'innovation technologique, la mesure la plus utile est le nombre total de kilomètres « intéressants » parcourus par les véhicules autonomes. En termes simples, parcourir 100 000 kilomètres sur une autoroute n'a pas la même valeur que parcourir 100 000 kilomètres dans une ville encombrée.
Contrairement à la croyance populaire, les simulations peuvent en réalité être plus utiles que les essais sur route. Chez Aurora et SERES, les simulations sont essentielles au développement de la technologie AV et sont largement utilisées pour explorer les performances du système AV dans des conditions bien plus variées que celles pouvant être testées dans le monde réel. Comme l'a souligné le Dr Wang, il n'est pas possible d'introduire le niveau de randomisation nécessaire pour perfectionner la technologie des véhicules autonomes sans recourir à des simulations pour former et tester l'IA, qui est un hybride de logique basée sur des règles et de modèles basés sur des réseaux neuronaux. Une fois que les véhicules autonomes pourront fonctionner en toute sécurité, le public pourra commencer à faire confiance à cette technologie. En effet, selon le Dr Samson, l'approche d'Aurora pour gagner la confiance du public a consisté à publier un rapport complet sur la sécurité et à lancer une entité éducative à but non lucratif afin d'informer le public sur la technologie des véhicules autonomes et sa sécurité.
Le cadre réglementaire a non seulement une incidence sur les véhicules pouvant être vendus aux consommateurs, mais joue également un rôle majeur dans la capacité d'une entreprise à développer un véhicule autonome sûr, en entravant ou en facilitant les essais de véhicules dans un environnement réel. Bryan Casey, chercheur au Center for Automotive Research de Stanford, s'intéresse particulièrement à l'intersection entre l'industrie, l'ingénierie et la politique gouvernementale. Lors de l'événement, M. Casey a souligné que le plus grand défi auquel est confrontée l'innovation technologique en matière de véhicules autonomes est le cadre administratif disparate résultant des réglementations mises en place par différentes agences fédérales, différents États et même différentes villes au sein d'un même État. Chaque agence de réglementation a ses propres priorités et perspectives, ce qui pose des défis au développement des véhicules autonomes, qui est intrinsèquement multidisciplinaire et touche à des aspects tels que la sécurité routière, les assurances, la confidentialité des données, la cybersécurité, le covoiturage, les services de taxi, etc. La conformité universelle est un défi lorsqu'il existe 29 États différents avec 29 réglementations spécifiques aux véhicules autonomes, en plus des règles de circulation de base propres à chaque État.
Une autre idée fausse courante concerne l'attribution de la responsabilité. Les gens pensent souvent que les véhicules autonomes vont soulever de nouvelles questions en matière de responsabilité, mais selon M. Casey, la réalité est que même lorsqu'on ne sait pas exactement comment l'algorithme d'apprentissage profond d'un véhicule autonome a fonctionné, il peut être facile de déterminer que le fabricant de l'algorithme d'apprentissage profond du véhicule autonome sera responsable. Jusqu'à présent, selon M. Casey, il y a eu 100 accidents impliquant un véhicule autonome en Californie, mais 90 % d'entre eux étaient dus à une collision entre un conducteur humain et le véhicule autonome. Les lois étatiques sur les accidents permettent de bien attribuer la responsabilité, et M. Casey s'attend à ce que les lois étatiques continuent d'être adaptées pour traiter les incidents liés aux véhicules autonomes.
Bien que les humains soient d'excellents conducteurs lorsqu'ils ne sont pas distraits, ils ont tendance à être de très mauvais conducteurs lorsqu'ils sont distraits, ce qui entraîne des dizaines de milliers de décès chaque année. Les véhicules autonomes offrent donc des possibilités incroyables pour améliorer la sécurité des transports.
Véhicules électriques : le défi des batteries
La capacité, la longévité, le temps de charge, la sécurité, le coût et la recyclabilité des batteries constituent autant de défis pour le déploiement et l'adoption à grande échelle des véhicules électriques. Pour relever ces défis, il faut adopter une approche multidisciplinaire englobant l'analyse des données, la chimie, la recharge, ainsi que la gestion et le contrôle des performances. Même si les consommateurs de véhicules électriques ne sont pas forcément conscients de tous les défis techniques liés aux batteries, il est clair que le temps de recharge et l'autonomie fiable des véhicules électriques dans tous les scénarios de conduite constituent des points faibles tangibles qui empêchent leur adoption à grande échelle. James De Vellis, associé chez Foley & Lardner LLP, a exploré la technologie des batteries et les défis qu'elle pose avec le deuxième groupe d'éminents panélistes.
Tout le monde souhaite une recharge plus rapide. Cependant, comme l'a souligné Saeed Khaleghi Rahimian, responsable technique et ingénieur senior en batteries chez SERES, la recharge rapide a un impact négatif sur les performances et la sécurité des batteries. Une batterie de véhicule électrique comprend des cellules qui contiennent chacune une anode, une cathode et un séparateur entre l'anode et la cathode. Le chargement rapide des cellules Li-ion, en particulier à des niveaux de charge élevés et à basse température, peut entraîner un dépôt de lithium sur l'anode et endommager le séparateur au point que l'anode et la cathode entrent en contact. Ce dépôt de lithium dégrade non seulement les performances de la batterie, mais pose également des problèmes de sécurité en raison du risque d'incendie. C'est pourquoi Aditya Velivelli, ingénieur senior en applications thermiques chez SERES, travaille à l'amélioration de la gestion thermique pour la recharge rapide afin de garantir que toutes les cellules du bloc-batterie aient une température uniforme dans une plage de température optimale pendant le cycle de recharge.
Une approche pour résoudre ces défis liés à la conception des batteries consiste à exploiter des analyses de données complexes. Sangwoo Han, ingénieur senior en batteries chez SERES, a déclaré que, bien que de grandes quantités de données soient actuellement collectées, leur utilisation précise dans des modèles informatiques nécessite souvent une puissance de calcul trop importante pour les applications en temps réel dans un véhicule électrique. Le défi consiste à simplifier les modèles tout en conservant leur précision afin qu'ils puissent être utilisés dans un scénario en ligne qui améliore les performances des batteries pendant le fonctionnement d'un véhicule électrique.
Outre les défis liés à la conception des batteries et à la modélisation de leurs performances, l'industrie est confrontée à des défis liés à l'approvisionnement en matières premières pour la fabrication, ainsi qu'à la question de savoir quoi faire des batteries en fin de vie. Les batteries des véhicules électriques contiennent du cobalt, qui provient du Congo et qui est relativement coûteux. Al Prescott, directeur juridique adjoint et directeur des affaires réglementaires chez Tesla, a souligné que Tesla a considérablement réduit son utilisation de cobalt et que la tendance est d'utiliser davantage de nickel à la place du cobalt en raison de son coût. Du point de vue de la stratégie commerciale, les entreprises doivent décider du degré d'intégration verticale qu'elles souhaitent atteindre : acheter les batteries auprès d'un tiers, les fabriquer elles-mêmes, voire posséder la mine d'où proviennent les matières premières.
Lorsque la capacité d'une batterie tombe en dessous de 80 %, elle n'est plus adaptée à la propulsion, ce qui soulève des questions relatives à la fin de son cycle de vie. M. Velivelli a plaidé en faveur d'utilisations secondaires de la batterie, telles que la batterie de secours pour l'électricité résidentielle ou commerciale. À l'heure actuelle, le coût du recyclage des matériaux contenus dans la batterie dépasse le coût de la matière première elle-même, qui n'est pas en pénurie, de sorte que le recyclage n'est pas encore viable financièrement. À mesure que les batteries des véhicules électriques arrivent en fin de vie, l'industrie devra mettre en place un processus de recyclage respectueux de l'environnement et économique.
Bien que d'énormes progrès aient été réalisés à ce jour, l'industrie s'efforce fébrilement d'améliorer tous les aspects des batteries et de leur recharge tout au long de leur cycle de vie, tout en prouvant au public que les véhicules électriques sont les plus sûrs du marché.
Discussion au coin du feu – Vue d'ensemble
Au cours d'une discussion informelle approfondie et stimulante, Carlos Bhola, directeur général de Celsius Capital, et Dave Kantaros, associé chez Foley & Lardner LLP, ont abordé les quatre facteurs à l'origine des bouleversements dans le secteur des véhicules autonomes et électriques, une nouvelle vision du système de transport et ce qui distinguera les gagnants des perdants.
Les quatre facteurs identifiés par Carlos qui perturbent le secteur de l'audiovisuel et de l'électronique sont les suivants :
- Passage d'une économie fondée sur la propriété à une économie fondée sur le partage, c'est-à-dire la mobilité en tant que service.
- Abandon des combustibles fossiles
- Abandon de la navigation basée sur l'intervention humaine, c'est-à-dire autonomie
- Expériences automobiles nouvelle génération
Pour la plupart de ces facteurs, les logiciels jouent un rôle clé dans l'élargissement des capacités d'un véhicule. Selon Bhola, les meilleurs logiciels automobiles proviennent actuellement des entreprises de haute technologie de la Silicon Valley, telles que Google, Apple et Aurora. Pour tirer parti des nouvelles fonctionnalités améliorées offertes par ces logiciels, les grands constructeurs automobiles devraient passer d'une architecture verticale fermée à une architecture technologique multicouche comprenant des systèmes d'exploitation, des intergiciels, des logiciels et des services. Ainsi, les véhicules de nouvelle génération passeront d'entités fermées à des plateformes connectées et intelligentes qui exploitent l'edge computing et le cloud computing pour communiquer et traiter de grandes quantités de données en temps réel.
Bhola a également estimé que les logiciels ont le potentiel de permettre des expériences automobiles révolutionnaires de nouvelle génération, mais que les progrès réalisés jusqu'à présent ont été décevants. Les expériences automobiles peuvent être classées en trois catégories : 1) l'expérience vécue en entrant dans le véhicule, 2) l'expérience vécue à l'intérieur du véhicule et 3) l'expérience vécue en sortant du véhicule. Pour que ces expériences utilisateur de nouvelle génération puissent s'imposer sur le marché, elles doivent disposer d'une fonctionnalité incontournable, à l'instar des gestes multi-touch introduits par Steve Jobs qui ont propulsé le marché des smartphones. Imaginez ceci : lorsqu'un utilisateur qui écoute de la musique en streaming sur son smartphone entre dans un véhicule, celui-ci commence à diffuser la musique sur son système audio sans interruption ; lorsque l'utilisateur sort du véhicule, la musique reprend sans interruption sur le smartphone. Aucune voiture sur le marché ne propose actuellement cette fonctionnalité, et si les grands constructeurs automobiles ne s'en emparent pas, ce sont les géants technologiques de la Silicon Valley qui la développeront.
Si l'ensemble du système de transport devait être reconstruit, Bhola a déclaré qu'il étudierait en profondeur la manière dont les personnes et les marchandises se déplacent afin de comprendre les trajets. En effet, 60 % des trajets en voiture concernent moins de deux personnes parcourant moins de huit kilomètres. Les voitures ne sont pas pratiques pour ce type de trajets, mais les véhicules électriques légers individuels, comme les trottinettes électriques, pourraient être la solution optimale. En fonction du climat d'une zone géographique, des options de transport public et des préférences de la population, les solutions de micromobilité ont le potentiel d'éliminer jusqu'à 60 % des trajets en voiture.
Tout comme le secteur des véhicules électriques et audiovisuels, celui de la micromobilité est confronté à ses propres défis, allant de la sécurité à la technologie en passant par l'économie. La plupart des appareils de micromobilité disponibles sur le marché ont une dynamique de conduite médiocre et ne sont pas sûrs pour l'utilisateur moyen. Outre la sécurité, le modèle économique actuel des trottinettes électriques en libre-service, avec un cycle de vie de 90 jours et un coût d'entretien de 500 dollars, n'est pas viable sur le plan économique selon M. Bhola.
Même si l'on peut avoir l'impression d'être à l'ère « MySpace » de la micromobilité, M. Bhola a déclaré que le « Facebook » de la micromobilité était inévitablement à nos portes. Le Facebook de la micromobilité fournira des appareils dotés d'une dynamique de véhicule sûre pour l'utilisateur moyen, des casques pliables et des appareils capables de se repositionner automatiquement afin d'être répartis de manière uniforme sur une zone géographique. Les entreprises qui sont en phase avec leurs clients et offrent un service client de haute qualité, comme Uber et Lyft, sont bien placées pour relever ces défis liés à la micromobilité.
Les nouvelles technologies permettant de transporter des personnes ou, plus encore, des marchandises dans le cadre du commerce électronique offrent d'innombrables opportunités aux entreprises existantes comme aux nouveaux entrants. Comme dans toute nouvelle industrie, il y aura finalement des gagnants et des perdants. Tout comme un équipementier utilise un seul fournisseur pour le matériel, tel que les freins, il n'utilisera pas 20 fournisseurs différents pour les logiciels. Par conséquent, les start-ups qui ne sont pas liées à la chaîne d'approvisionnement d'un grand équipementier peuvent avoir des difficultés à réussir.
Réglementations ayant une incidence sur les véhicules électriques et autonomes
Il est indéniable que la réglementation joue un rôle clé dans le développement et l'adoption des technologies EV/AV. Chris Grigorian, associé chez Foley & Lardner LLP, a animé une table ronde sur la meilleure façon de naviguer dans le cadre réglementaire actuel afin de continuer à faire progresser la technologie.
Le cadre réglementaire actuel est fragmenté. Ana Meuwissen, directrice des affaires gouvernementales fédérales chez Robert Bosch LLC, a réitéré qu'il existe des exigences disparates énoncées par plusieurs régulateurs et législateurs clés : les directives sur les véhicules autonomes publiées par le ministère des Transports et la NHTSA, les lois de 29 États différents, les décrets exécutifs de 11 États, ainsi que les développements émanant de villes individuelles et même d'organismes de normalisation. Cette situation pose un défi pour l'industrie automobile et pour les développeurs de technologies qui sont désormais actifs dans le domaine des véhicules autonomes. Une approche possible pour les équipementiers et les fournisseurs de systèmes ADAS consiste à s'impliquer pleinement dans le processus d'élaboration des règles et de consultation en soumettant leurs commentaires aux agences concernées et en maintenant un dialogue actif avec ces parties clés. Une évolution positive importante est le regain d'intérêt du Congrès pour l'adoption d'une législation sur les véhicules autonomes, les commissions compétentes travaillant désormais de manière bipartisane et bicamérale pour s'attaquer aux questions difficiles en jeu et présenter un nouveau projet de loi.
Outre les entreprises, les États sont également confrontés à des défis liés au cadre réglementaire. En particulier, les lois fédérales peuvent chercher à prévaloir sur les lois des États. Kevin Biesty, directeur adjoint chargé des politiques au département des Transports de l'Arizona, estime que, compte tenu du contexte fédéral actuel et du stade précoce de développement de la technologie, il est préférable de maintenir le statu quo, le gouvernement fédéral et les États ayant tous deux leur mot à dire en matière de réglementation des véhicules autonomes. Cette répartition des tâches devrait rester telle qu'elle est aujourd'hui : laisser le gouvernement fédéral réglementer la sécurité des véhicules, mais permettre aux États de réglementer le comportement des véhicules sur la route (par exemple, les permis de conduire et le code de la route). Lorsqu'il s'agit d'adopter et d'évaluer les politiques relatives aux véhicules autonomes pour l'Arizona, M. Biesty se tourne vers d'autres États, des organisations nationales et internationales, ainsi que vers les réglementations et autorités existantes afin de garantir la sécurité des essais. La position de l'Arizona est que les essais de véhicules autonomes avec un conducteur de sécurité ne diffèrent en rien des essais automobiles réalisés depuis des décennies (par exemple, les essais de transmissions automatiques).
En ce qui concerne les produits audiovisuels destinés aux véhicules commerciaux lourds, Holly Gordon, responsable des politiques chez Ike, se réfère aux réglementations promulguées par la Federal Motor Carrier Safety Administration (FMCSA). Cependant, à mesure que le transport routier longue distance évolue vers l'autonomie de niveau L4/L5, certaines réglementations de la FMCSA, telles que celles relatives aux inspections routières des véhicules, pourraient devoir être réexaminées en l'absence de conducteur humain. Les directives volontaires de la NHTSA et les futures réglementations relatives à l'autonomie auront également un impact sur le développement et le déploiement de la technologie de transport routier automatisé. Mme Gordon a souligné que, afin d'accroître la transparence et de valider la sécurité, Ike a été l'une des premières entreprises à publier un rapport d'auto-évaluation volontaire de la sécurité avant de procéder à des essais en mode autonome sur les routes publiques. Le rapport d'Ike se concentre sur son approche globale de la sécurité, qui comprend pour l'instant une combinaison de simulations et d'essais sur piste.
Conclusion
Bien que chacune des sessions de la journée ait porté sur différents aspects de l'industrie automobile, le programme a clairement montré que les constructeurs, les agences gouvernementales et les consommateurs sont enthousiasmés par le potentiel d'amélioration de la sécurité, les avantages sociétaux et la commodité offerts par les progrès réalisés dans les domaines des véhicules électriques, des véhicules autonomes et des plateformes de micromobilité. Toutes les parties prenantes s'attaquent à des défis techniques et réglementaires de pointe afin de continuer à innover à un rythme effréné.
