L'ADAS et la conduite autonome : un aperçu complet pour les professionnels de l'automobile

Un véhicule équipé d'un système ADAS actif détecte piétons et scooters électriques dans le trafic urbain via des signaux émis par radar et par des capteurs – un bon exemple pour la conduite autonome et la fusion de capteurs

L'ADAS améliore sécurité et confort : les systèmes d'assistance modernes, comme le freinage automatique d'urgence ou l'AEB (pour Autonomous Emergency Braking), la régulation adaptative de la vitesse ou ACC (pour Adaptive Cruise Control), l'assistant de franchissement de ligne ou l'aide au stationnement, assistent activement les conducteurs, ces systèmes étant déjà obligatoires sur de nombreux véhicules neufs.
La conduite autonome comprend 5 niveaux d'automatisation : du niveau 0 sans assistance au niveau 5 sans conducteur – chaque niveau définit le degré de contrôle pris en charge par le véhicule.
La fusion de capteurs est une technologie clé : caméras, radars, lidars, ultrasons fournissent des données qui sont combinées entre elles pour créer une image précise de l'environnement.
L'IA et la cybersécurité sont indispensables : l'IA détecte les objets, planifie les itinéraires et prend des décisions, tandis que la cybersécurité protège données et fonctions des véhicules.
Les appareils de diagnostic sont des outils essentiels : ils permettent le calibrage, le dépannage, les mises à jour logicielles et la documentation des travaux de maintenance, le tout essentiel pour la fiabilité des systèmes ADAS et autonomes.

Principes de base et classification des systèmes de véhicule modernes

Aperçu des systèmes d'assistance à la conduite

Les systèmes avancés d'assistance à la conduite ou ADAS (pour Advanced Driver Assistance Systems) et la conduite autonome sont deux des évolutions les plus passionnantes et les plus innovantes de l'industrie automobile. Pour les professionnels de l'automobile, ils offrent une pléthore d'opportunités, mais aussi des défis. Voici un aperçu complet des principaux aspects. L'ADAS regroupe un ensemble de technologies visant à améliorer la sécurité et le confort en conduite. Les systèmes courants d'assistance à la conduite ADAS sont les suivants :

Régulation adaptative de la vitesse ou ACC (pour Adaptive Cruise Control) : adapte automatiquement la vitesse du véhicule au flux de la circulation et maintient une distance sûre avec le véhicule qui précède.
Feux de route adaptatifs ou ADB (pour Adaptive Driving Beam) : passent automatiquement des feux de route aux feux de croisement afin d'obtenir l'éclairage de la route momentanément nécessaire pour le véhicule.
Fonction de freinage automatique d'urgence (AEB) : détecte les collisions potentielles et décélère automatiquement le véhicule afin d'éviter les accidents ou d'en réduire la gravité.
Assistant de franchissement de ligne ou LKA (pour Lane-Keeping Assistent) : aide le conducteur à maintenir le véhicule dans sa voie en toute sécurité en effectuant des corrections de direction en douceur en cas de sortie de voie imminente.
Assistant de changement de voie : alerte le conducteur de la présence de véhicules dans l'angle mort afin de rendre les changements de voie plus sûrs.
Aide au stationnement : aide à se garer en toute sécurité grâce à des capteurs et des caméras détectant les obstacles et avertissant le conducteur.

conformément au règlement (UE) 2019/2144 du Parlement européen et du Conseil du 27 novembre 2019, différents systèmes d'assistance à la conduite – dont l'aide au freinage d'urgence, l'assistant de franchissement de ligne, la détection de la somnolence du conducteur et l'aide à la marche arrière – seront obligatoires pour toutes les voitures particulières nouvellement immatriculées dans l'UE à partir du 7 juillet 2024. L'objectif est d'améliorer la sécurité générale des véhicules et de protéger les usagers de la route vulnérables

Diagramme illustrant les différents niveaux de conduite autonome – des véhicules entièrement entre les mains du conducteur aux véhicules entièrement automatisés — Conduite autonome – 5 niveaux vers la voiture autonome

Conduite autonome et niveaux d'automatisation

La conduite autonome va un peu plus loin et vise à développer des véhicules capables de rouler sans intervention humaine.

L'automatisation se divise en plusieurs niveaux :

Niveau 0 : le conducteur est totalement responsable (aucune assistance).
Niveau 1 : assistance à la conduite (p. ex. régulateur de vitesse adaptatif).
Niveau 2 : automatisation partielle de la conduite (par ex. assistant de franchissement de ligne combiné au régulateur de vitesse adaptatif).
Niveau 3 : automatisation conditionnelle de la conduite (le véhicule peut se conduire lui-même dans certaines conditions, mais le conducteur doit être prêt à intervenir).
Niveau 4 : automatisation poussée de la conduite (le véhicule peut se conduire lui-même dans la plupart des situations, le conducteur ne doit intervenir que dans des cas exceptionnels).
Niveau 5 : automatisation complète de la conduite (aucune intervention humaine n'est nécessaire).

Bases technologiques des systèmes de véhicule modernes

Technologies clés pour les conduites automatisée et autonome

La conduite autonome repose sur une multitude de technologies sophistiquées qui fonctionnent ensemble pour piloter les véhicules de manière sûre et fiable sans intervention humaine. Voici les principales technologies qui le permettent :

La fusion de capteurs : l'intégration de données provenant de différents capteurs (caméras, radars, lidars) pour créer une image globale de l'environnement.
L'intelligence artificielle : des algorithmes prennent des décisions en temps réel et commandent le véhicule.
La cybersécurité : la protection contre le piratage et la garantie de l'intégrité des données

Représentation de la couverture en capteurs sur un véhicule équipé de capteurs de caméra, radar, lidar et à ultrasons – un exemple ici de fusion de capteurs pour l'ADAS et la conduite autonome. — Exemple de représentation des zones de captage. Différents systèmes d'assistance à la conduite dans le véhicule assurent une "surveillance tous azimuts".

La fusion de capteurs comme base de la perception de l'environnement

La fusion de capteurs est l'une des technologies essentielles qui rendent possibles les conduites automatisée et autonome. Elle décrit la mise en réseau et le traitement intelligents de données provenant de différents types de capteurs afin de produire une image précise, fiable et complète de l'environnement du véhicule. Les véhicules modernes sont équipés d'un grand nombre de capteurs :

Les caméras : elles captent des informations visuelles comme marquages au sol, panneaux de signalisation, feux de signalisation et objets.
Le radar : il mesure distances et vitesses d'objets, fonctionne de manière fiable, même dans des conditions de faible visibilité.
Le lidar (pour Light Detection and Ranging) : un système de mesure optique pour détecter des objets. Crée des modèles 3D très précis de l'environnement par des impulsions laser.
Les capteurs à ultrasons : ils mesurent la distance aux objets les plus proches en détectant le temps de propagation des impulsions sonores réfléchissantes qu'ils ont émises.
Les capteurs inertiels : une unité de mesure interne ou IMU (pour Internal Measurement Unit) mesure mouvements et accélérations du véhicule. Cette unité de capteurs est une combinaison de plusieurs capteurs tels que des accéléromètres et des gyroscopes.
Le GPS : il fournit des données de position pour la navigation et l'orientation.

Diagramme de la structure décisionnelle et fonctionnelle du véhicule – montre comment la fusion de capteurs, l'analyse et la commande fonctionnent ensemble dans les systèmes ADAS — Exemple de répartition fonctionnelle de la structure décisionnelle dans le véhicule

Importance et défis de la fusion de capteurs

Les capteurs des systèmes d'assistance à la conduite fournissent chacun des informations différentes, avec des forces et des faiblesses individuelles. La fusion de capteurs combine ces données en temps réel, les compare et vérifie leur plausibilité. Les redondances – à savoir les informations qui se recoupent – sont expressément souhaitées. Ils augmentent la sécurité, car ils aident à identifier et à corriger les défauts.

Fiabilité : en combinant plusieurs sources, le système peut continuer à fonctionner correctement même en cas de panne ou de dysfonctionnement d'un capteur.
Précision : la fusion permet une détection plus précise des objets, des distances et des mouvements.
Traitement en temps réel : les données doivent être traitées en quelques millisecondes afin de permettre des décisions rapides et sûres, notamment en situation de freinage ou d'évitement.
Évolutivité : la combinaison de capteurs varie en fonction de la catégorie du véhicule, du degré d'automatisation et de la fonction ADAS. La fusion de capteurs est flexible et peut être adaptée à différentes exigences.

L'utilisation de ces technologies implique également un certain nombre de défis techniques à relever. Les principaux défis sont présentés ci-dessous.

La quantité de données : les capteurs génèrent d'énormes flux de données qui doivent être traités, synchronisés et interprétés.
Le calibrage : tous les capteurs doivent être alignés avec précision et contrôlés régulièrement afin de fournir des résultats corrects.
La complexité logicielle : les algorithmes de fusion et d'interprétation des données sont très complexes et doivent être développés en permanence.
Les conditions environnementales : pluie, neige, brouillard ou éblouissement peuvent affecter les capteurs individuels – la fusion compense de telles faiblesses.

La fusion de capteurs est le "cerveau" derrière les systèmes modernes d'assistance à la conduite et les véhicules autonomes. Elle permet non seulement une détection précise de l'environnement, mais aussi une prise de décision sûre et fiable dans le trafic routier. Pour les professionnels de l'automobile, cela signifie qu'une compréhension approfondie des capteurs, un calibrage régulier et l'utilisation d'appareils de diagnostic modernes sont indispensables pour maintenir et réparer correctement les systèmes.

L'intelligence artificielle dans le véhicule

L'intelligence artificielle (IA) joue un rôle primordial dans le développement des véhicules autonomes et s'applique dans les domaines suivants :

Perception de l'environnement : les systèmes d'IA utilisent des capteurs tels que des caméras, des radars et des lidars pour saisir l'environnement du véhicule. Ces données sont traitées en temps réel afin d'identifier objets, piétons, panneaux de signalisation et autres véhicules.
Planification des itinéraires : l'IA calcule l'itinéraire optimal en tenant compte des conditions de circulation et de la route. Cela permet une navigation efficace et sûre.
Commande du véhicule : l'IA commande avec précision accélération, décélération et direction afin de guider le véhicule en toute sécurité. Cela comprend également la réaction à des événements imprévus, p. ex. le freinage soudain d'un autre véhicule.
Prise de décision : l'IA prend des décisions basées sur une multitude de points de données et de scénarios. Cela inclut également des décisions éthiques, notamment l'évitement d'accident.

Les progrès de l'IA et de l'apprentissage automatique améliorent continuellement les capacités des véhicules autonomes. Ces technologies permettent aux véhicules d'apprendre de l'expérience et d'optimiser leurs performances.

L'affichage de la gestion de la cybersécurité (CSM) sur l'appareil de diagnostic – explique comment les autorisations de sécurité (SFD) protègent l'accès aux systèmes du véhicule et ne sont ouvertes qu'aux utilisateurs enregistrés — Certains constructeurs automobiles protègent les communications des véhicules à l'aide de modules de passerelle de sécurité afin de protéger leurs systèmes embarqués contre les accès non autorisés. Une communication illimitée entre l'appareil de diagnostic et le véhicule ne peut avoir lieu qu'avec une activation correspondante. La fonction de gestion de la cybersécurité (CSM) est intégrée dans tous les appareils de diagnostic de la gamme MegaMacs.

Cybersécurité dans les systèmes de véhicules connectés

Avec la numérisation et la mise en réseau croissantes des véhicules modernes, le risque de cyberattaques augmente également. Les véhicules communiquent aujourd'hui via des réseaux internes (p. ex. CAN, Ethernet) ainsi que via des interfaces externes telles que la téléphonie mobile, WLAN ou Bluetooth. Il en résulte des points d'attaque potentiels qui doivent être sécurisés de manière ciblée.

Objectif de la cybersécurité : le but est de protéger l'intégrité, la disponibilité et la confidentialité des fonctions et des données des véhicules. Cela concerne aussi bien les systèmes critiques pour la sécurité (p. ex. freins, direction) que les données personnelles des occupants du véhicule

Exigences légales : Le règlement R155 de l'ONU oblige les constructeurs automobiles à mettre en place un système de gestion de la cybersécurité (CSMS) depuis juillet 2022 (pour les nouveaux types) ou juillet 2024 (pour toutes les nouvelles immatriculations). Cela doit couvrir l'ensemble du cycle de vie du véhicule, de la conception jusqu'à l'exploitation et le déclassement en passant par la production.

Normes techniques : Les normes suivantes servent à mettre en œuvre les dispositions légales :

ISO/SAE 21434 : standard pour l'ingénierie de la cybersécurité en développement de véhicules.
UN R156 : règle les mises à jour logicielles sécurisées, y compris Over-the-Air (OTA).
ISO 24089 : complète le R156 avec des exigences techniques pour les processus de mise à jour.
ISO 26262 : assure la sécurité fonctionnelle des systèmes électroniques.

Mesures de protection : les mesures techniques typiques pour la sécurisation des véhicules sont les suivantes :

Cryptage et authentification des données de communication
Pare-feux et systèmes de détection d'intrusion ou IDS (pour Intrusion Detection System)
Processus de démarrage et mises à jour logicielles sécurisés
Contrôles d'accès et segmentation des réseaux

Ainsi, la cybersécurité est un élément essentiel de la sécurité des véhicules et constitue la base de la confiance en mobilité connectée et automatisée.

Les appareils de diagnostic, un lien entre la technique et l'atelier

Tâches des appareils de diagnostic modernes

Avec la généralisation des ADAS et des fonctions de conduite autonome, la complexité des systèmes automobiles augmente considérablement. Les appareils de diagnostic sont donc des outils indispensables pour les professionnels de l'automobile afin de détecter les défauts, de maintenir les systèmes et de garantir la sécurité.

Diagnostic de calculateurs

Les véhicules modernes disposent de nombreux calculateurs évaluant en permanence les données des capteurs et surveillant les états du système. Les appareils de diagnostic permettent de lire les codes défaut (DTC – Diagnostic Trouble Codes) dans les calculateurs. Les ateliers peuvent ainsi identifier et corriger de manière ciblée les sources de défaut dans les systèmes ADAS tels que l'assistant de franchissement de ligne, l'assistant de freinage d'urgence ou l'aide au stationnement.

Calibrage et réglage des capteurs

Après réparation ou remplacement de composants, il est impératif de procéder à un calibrage précis des capteurs (caméra, radar, lidar). Des appareils de diagnostic guident le processus de calibrage, commandent les systèmes de manière ciblée et vérifient le bon alignement. C'est la seule façon de garantir que les systèmes d'assistance fonctionnent de manière fiable et qu'il n'y a pas d'erreurs d'interprétation.

Mises à jour logicielles et codages

De nombreuses fonctions ADAS sont régulièrement améliorées ou étendues par des mises à jour logicielles. Les appareils de diagnostic permettent d'installer de nouvelles versions de logiciels, de programmer de nouveaux composants et d'adapter les paramètres du système. L'actualité du logiciel est décisive, en particulier pour les systèmes relevant de la sécurité.

Contrôles de plausibilité et tests de système

Les appareils de diagnostic offrent la possibilité de lire des données en direct et d'effectuer des tests du système. Les professionnels de l'automobile peuvent ainsi contrôler si les capteurs et les actionneurs fonctionnent correctement, si la communication entre les calculateurs fonctionne et si la fusion de capteurs est plausible. Cela est particulièrement important pour limiter les sources de défaut et garantir la sécurité.

Documentation et suivi

De nombreux appareils de diagnostic offrent des fonctions permettant de consigner et de documenter les travaux effectués. Cela est important non seulement pour l'assurance qualité interne, mais aussi pour fournir des preuves aux clients et aux assurances – p. ex. après calibrage ou réparation de systèmes importants pour la sécurité.

Maintenance préventive et surveillance de l'état

Grâce à la surveillance continue des paramètres du système et des valeurs des capteurs dans les différents calculateurs, les appareils de diagnostic peuvent signaler à temps usure, dysfonctionnements ou pannes imminentes. Il est ainsi possible de mettre en place des mesures de maintenance préventives avant que ne se produisent des situations critiques pour la sécurité.

Interface de diagnostic pour l'analyse de la mémoire des défauts et la surveillance du système des fonctions ADAS – affiche paramètres, réglages de base et codes défaut dans l'appareil de diagnostic mega macs — Les fonctions système des différents systèmes ADAS sont surveillées en permanence. Les éventuels défauts sont enregistrés dans la mémoire des défauts du calculateur système et peuvent être échangées à l'aide d'un appareil de diagnostic approprié. Suivant l'appareil de diagnostic et le système, il est possible d'afficher des fonctions de diagnostic supplémentaires et de les utiliser pour le dépannage

Appareil de diagnostic macsRemoteServices de Hella Gutmann en dialogue avec le véhicule. - permet codage, programmation des composants et adaptation du système ADAS. — Les fonctions ADAS sont régulièrement améliorées par mise à jour logicielle. Les appareils de diagnostic, comme le macsRemoteServices, permettent mises à jour, programmation de nouveaux composants et adaptation des systèmes importants pour la sécurité

Conclusion

Les appareils de diagnostic sont le lien entre la technique automobile moderne et la pratique en atelier. Ils permettent non seulement le dépannage, mais sont également indispensables pour le calibrage, la maintenance et la documentation des systèmes ADAS et autonomes. Ce que cela signifie pour les professionnels de l'automobile : sans une connaissance approfondie de l'utilisation des appareils de diagnostic et sans formation régulière, il n'est plus possible de travailler correctement sur les véhicules modernes.

Défauts typiques et opérations de réparation des ADAS

Quelles sont les causes et les codes défauts typiques des systèmes ADAS ?

Les défauts et les codes défaut les plus fréquents des systèmes ADAS (pour Advanced Driver Assistance Systems) peuvent être classés en trois catégories principales : défaut de capteur, problème de communication et erreur de calibrage.

1. Défauts liés aux capteurs :

Panne de caméra : défaut, encrassement ou mauvais calibrage.
Dysfonctionnement de radar : dommage mécanique, câblage défectueux ou support desserré.
Détection d'angle mort ou BSD (pour Blind Spot Detection) : défauts électriques, dommages mécaniques ou encrassement.
Capteur d'angle de braquage : données imprécises dues à l'usure ou à un montage incorrect.

2. Défaut de communication (CAN/LIN – Bus) :

Défaut de bus CAN/LIN : les calculateurs ne peuvent pas communiquer entre eux.
- Connexion interrompue entre les calculateurs.
- Connecteurs corrodés ou câbles défectueux.
- Calculateurs défectueux ou pannes de passerelle.

3. Erreur de calibrage :

après un remplacement de pare-brise, une réparation de la carrosserie ou une modification du train de roulement.
Positionnement incorrect des tableaux de calibrage ou conditions environnementales incorrectes en cas de calibrage dynamique.

Affichage des codes défaut ADAS sur l'appareil de diagnostic – affiche les erreurs de calibrage du capteur radar et les indications du système pour le dépannage via l'interface OBD. — Les codes défaut sont lus via l'interface OBD et fournissent aux techniciens des indications sur les problèmes spécifiques du système ADAS. Comme il peut s'agir en partie de codes spécifiques à une marque, il faut tenir compte du modèle de véhicule concerné. Un diagnostic précis nécessite souvent une combinaison de diagnostic de calculateur, d'inspection visuelle et d'essais de fonctionnement des composants et périphériques concernés

Les codes défaut qui apparaissent dans le système ADAS peuvent avoir différentes causes.

Voici, à titre d'exemple, quelques-uns des codes défaut les plus courants et leurs possibles significations :

U3000 : défaut général du calculateur. Cela peut indiquer un problème avec le calculateur lui-même ou des problèmes de communication dans le bus CAN
C1101 : défaut dans le capteur radar. Cela peut être dû à un dysfonctionnement du capteur radar ou à un câblage endommagé.
B124D : défaut dans le système de caméra. Cela peut indiquer des problèmes liés à la caméra ou à son câblage
B127E : défaut capteur radar. Mauvais alignement. Éventuellement causé par un impact sur le pare-chocs.
B117F : défaut dans le système de caméra. Calibrage incorrect ou capteur d'image endommagé.
C1A67 : défaut dans le capteur lidar. Cela peut être dû à un dysfonctionnement du capteur lidar ou à des blocages et des encrassements.
U0415 : données non valides du calculateur ABS. Cela peut indiquer des problèmes de communication entre le calculateur ABS et d'autres calculateurs.

Conseils de réparation pour éviter les défauts

Comme les systèmes ADAS dépendent de capteurs précis et d'un calibrage correct, même de petites modifications apportées au véhicule peuvent entraîner des dysfonctionnements. Afin d'éviter des défauts inutiles, des réclamations client ou même des risques pour la sécurité, il convient de tenir compte des points suivants dans le quotidien de l'atelier.

Nettoyage des capteurs

Les capteurs ADAS des types caméra, radar, lidar et à ultrasons sont souvent montés à l'extérieur du véhicule, ce qui les rend vulnérables à l'encrassement. Boue, neige, glace, insectes ou même résidus provenant de passages en station de lavage peuvent considérablement réduire les performances du capteur.

Pas de travaux de réparation sans calibrage ultérieur

Les modifications apportées au train de roulement (p. ex., abaissement), au pare-chocs ou au pare-brise impactent la position et l'alignement du capteur. De même, le passage à des pneus de diamètre différent peut nuire au fonctionnement de l'ADAS. Après de telles interventions, il est impératif de procéder à un calibrage statique ou dynamique conformément aux instructions du constructeur.

Respecter les consignes OEM pour le calibrage et la réparation

Chaque constructeur automobile a des exigences spécifiques pour le calibrage des systèmes ADAS. Pour cette raison, il convient de n'utiliser que des appareils de diagnostic, des outils de calibrage appropriés et, si nécessaire, des appareils de diagnostic spécifiques au constructeur. En exécutant ces diverses interventions, il convient de veiller tout particulièrement à ce que les tableaux de calibrage soient correctement positionnés, que les distances, hauteurs et angles prescrits soient exactement respectés et que les conditions environnementales – telles qu'un éclairage suffisant et une surface plane et stable – soient prises en compte.

Documentation de toutes les étapes de calibrage et des codes défaut

La documentation est un élément essentiel du diagnostic et de la maintenance des ADAS. Elle ne sert pas seulement à l'assurance qualité interne, mais constitue également un instrument important de traçabilité vis-à-vis des clients, des assurances et des organismes de contrôle. Un enregistrement complet de tous les calibrages effectués, de tous les codes défaut lus et de tous les appareils de diagnostic utilisés protège l'atelier contre tous risques de responsabilité et facilite les réparations ou le traitement des réclamations ultérieures.

Il est indispensable que toutes les étapes de travail soient documentées de manière transparente et compréhensible, notamment concernant les systèmes importants pour la sécurité comme l'assistant au freinage d'urgence ou l'alerte de franchissement de ligne. Cela vaut aussi bien pour le diagnostic initial (pré-scan) que pour le contrôle final (post-scan) après réparation ou calibrage.

Découvrez de plus amples informations sur les systèmes d'assistance à la conduite et sur la réglementation/législation sur les pages thématiques suivantes :

Aperçu des types de capteurs pour systèmes d'assistance à la conduite

Projecteur SSL HD Matrix LED

Assistant de franchissement de ligne

Adaptive Cruise Control – Régler le capteur

KBA (Organisme allemand pour véhicules motorisés) – Homologation du type – Règlements ONU n° 155 (cybersécurité)

https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32019R2144

Règlement ONU n° 155 – Prescriptions uniformes relatives à l’homologation des véhicules en ce qui concerne la cybersécurité et de leurs systèmes de gestion de la cybersécurité [2021/387] – Publications Office of the EU

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