5% de voitures autonomes sur les routes pourraient fortement améliorer la circulation

Selon de nouvelles recherches, la présence de quelques véhicules autonomes pourrait éliminer les arrêts-départs continuels des conducteurs humains dans la circulation, ainsi que les risques d'accident et le gaspillage de carburant que cela provoque. La découverte montre que les voitures autonomes et les technologies connexes pourraient être encore plus proches de la révolution du contrôle de la circulation qu'on le pensait. « Nos expériences montrent qu'avec environ 5% des véhicules automatisés et soigneusement contrôlés, nous pouvons éliminer les vagues d'arrêts-départs causées par le comportement de conduite des humains », a déclaré Daniel Work, professeur assistant à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, et chercheur principal de l'étude.

L'utilisation de véhicules autonomes pour réguler les flux de trafic est la prochaine innovation dans la science en évolution rapide de surveillance et de contrôle de la circulation, a déclaré Daniel Work. De même que les capteurs de trafic fixes ont été remplacés par des données GPS enrichies par les usagers dans de nombreux systèmes de navigation, l'utilisation de voitures autonomes est destinée à remplacer les concepts classiques de contrôle de la circulation des autoroutes, comme les limites de vitesse variables. Le succès de cette innovation est une compréhension plus approfondie de la dynamique entre ces véhicules autonomes et les conducteurs humains sur la route. Financée par le programme Cyber-Physical Systems de la National Science Foundation, la recherche a été menée par une équipe multidisciplinaire de chercheurs ayant une expertise dans la théorie des flux de trafic, la théorie du contrôle, la robotique, les systèmes cyber-physiques et l'ingénierie des transports.

L'équipe a mené des expériences sur le terrain à Tucson, en Arizona, dans lesquelles un seul véhicule autonome a tourné sur une piste en continu avec au moins 20 autres voitures conduites par des humais. Dans des circonstances normales, les conducteurs humains créent naturellement une circulation de type arrêts-départs, même en l'absence de goulots d'étranglement, de changements de voie, de fusionnements ou autres perturbations, a souligné Daniel Work. Ce phénomène est appelé « embouteillage fantôme ». Les chercheurs ont constaté qu'en contrôlant le rythme de la voiture autonome dans l'étude, ils ont pu lisser le flux de circulation de toutes les voitures. Pour la première fois, les chercheurs ont ainsi démontré expérimentalement que même un petit pourcentage de ces véhicules peut avoir un impact important sur les routes, éliminer les vagues et réduire la consommation totale de carburant jusqu'à 40%. De plus, les chercheurs ont constaté que des stratégies de contrôle conceptuellement simples et faciles à mettre en œuvre peuvent permettre d'atteindre ce but.

« Avant d'effectuer ces expériences, je ne savais pas à quel point elle pourrait influer positivement sur le flux de circulation », a déclaré Jonathan Sprinkle, professeur en ingénierie électrique et informatique et membre de l'équipe. « J'avais supposé que nous aurions besoin de techniques de contrôle sophistiquées, mais ce que nous avons montré, c'est que les contrôleurs qui sont des éléments de base de la théorie du contrôle de premier cycle peuvent faire l'affaire ». Cette dernière recherche a montré que même les technologies connexes disponible maintenant -comme le contrôle de vitesse adaptatif- ont le pouvoir d'améliorer le flux de circulation, et cela même avant qu'il y ait un grand nombre de véhicules autonomes sur la route. Les chercheurs disent que la prochaine étape consistera à étudier l'impact des véhicules autonomes dans un contexte de circulation plus dense et avec plus de liberté accordée aux conducteurs humains, comme la capacité de changer de voie.