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La mise en réseau des véhicules peut décider de l’avenir des constructeurs autos. Etat des lieux et aperçu de ce qui nous attend.

Dans le domaine des mises à jour à distance, tous, y compris BMW, tentent de rattraper leur retard sur Tesla.

Cet épisode a prouvé l’efficacité du département communication de Tesla. En 2017, quand l’ouragan Irma menaçait la Floride, le constructeur de Palo Alto avait programmé pendant deux semaines une augmentation de l’autonomie nocturne de ses voitures, afin qu’aucun propriétaire de Tesla ne tombe en panne en fuyant la tempête. Cette pratique est appelée «Over the Air Updates» (OtA). Il s’agit de mises à jour de logiciels ou de micrologiciels, effectuées via le réseau mobile ou le WLAN. «Sur le chemin de la digitalisation et de la mise en réseau, le véhicule passe d’un système fermé à un système ouvert et suit donc, au moins partiellement, une voie similaire à celle des smartphones et appareils du même type», explique Sebastian Fillenberg, de Continental Automotive. Le «geofencing», c’est-à-dire la fixation automatique de limites en matière de vitesse ou de modes de conduite, permet par exemple, de passer un film en streaming afin de patienter ou d’augmenter momentanément la puissance disponible en vue du week-end.

Mais, il y a d’autres avantages pour le consommateur et le fabricant, comme les mises à jour périodiques  qui permettent de rectifier des dysfonctionnements des équipements de confort à distance. Le client fait de plus l’économie d’une visite en atelier, ce qui ouvre des perspectives nouvelles dans le domaine de l’après-vente. 

Tesla maîtrise toutes ces fonctionnalités depuis 2017. Depuis lors, tous les modèles dont la batterie dispose d’une capacité restreinte par logiciel ont bénéficié de mises à jour. Malgré une capacité nominale de 75 kWh, le propriétaire ne disposait par exemple que de 60 kWh. Pour obtenir davantage, il devait s’acquitter d’un supplément, ou alors espérer un coup de pouce d’Elon Musk en cas de catastrophe météorologique.

En avance sur la concurrence

Tesla est le grand manitou en la matière et le restera pendant un certain temps encore, comme le démontre cet autre épisode encore plus parlant. Le magazine américain Consumer Reports avait critiqué le freinage de la Model 3, refusant de lui accorder le label «recommandé» dans un premier temps. Ni une ni deux, Tesla a effectué une mise à jour logicielle à distance permettant à la voiture de s’immobiliser six mètres plus tôt en freinant à partir de 60 mph (96 km/h). Les essayeurs n’avaient jamais rien vu de tel auparavant. Pour Tesla, ce fut une véritable démonstration de force. Et pour la concurrence, un sacré camouflet Car, chez les autres constructeurs, les mises à jour «over the air» se limitent pour l’essentiel à des fonctions d’infodivertissement non essentielles. «Les constructeurs automobiles traditionnels ont pris trois à quatre ans de retard sur Tesla», affirme Stefan Bratzel, le directeur du Center of Automotive Management de Bergisch Gladbach, en Allemagne. 

La course à la digitalisation bat son plein, toute l’industrie automobile en est consciente. Mais personne ne sait encore quelle sera la meilleure voie pour les constructeurs automobiles traditionnels. Les groupes allemands veulent créer leur propre système d’exploitation. «Cela implique un certain risque, car les coûteux développements à l’interne doivent aboutir à un produit meilleur que celui de la concurrence», explique Stefan Bratzel. D’autres, comme PSA, l’alliance Renault-Nissan-Mitsubishi, Polestar ou GM s’appuient sur Android Automotive, donc sur le Big Data de Google. «C’est plus rapide et moins cher, mais le prix à payer est une perte de souveraineté sur les données et une participation réduite aux bénéfices futurs», poursuit Stefan Bratzel.

La formule d’avenir

Car une chose est sûre pour le directeur du Center of Automotive Management: «Une grande partie du chiffre d’affaires de la prochaine décennie proviendra des logiciels, données et services.» Le fait que les mises à jour OtA soient susceptibles d’augmenter la valeur utilitaire d’un véhicule au cours de sa vie ouvre de nouvelles perspectives. Depuis son lancement, en mars 2019, la Tesla Model 3 a fait l’objet d’une vingtaine de mises à jour logicielles ayant pour effet d’ajouter plus de 70 fonctions nouvelles. Les mises à jour portent sur l’ajout de programmes de divertissement, mais aussi sur des fonctionnalités liées à la sécurité, comme la commutation automatique des phares, ou sur des interventions en profondeur comme le mode Track de la Model 3 Performance. Chez Tesla, les mises à jour sont restées gratuites jusqu’ici, mais certains fabricants s’efforcent déjà de monétiser les fonctions «à la demande» (voir RA 45/2020). Les services que les clients peuvent ajouter au véhicule pendant un temps donné sont vus comme une révolution sur le marché de l’après-vente. Le patron de Daimler, Ola Källenius, considère que la vente de fonctions et de services supplémentaires est une activité susceptible d’atteindre un volume d’affaires de plusieurs centaines de millions d’euros à relativement court terme.

Pour le client, cela implique également une dévaluation moindre de sa voiture, qui reste à la pointe de la technologie. A l’avenir, la valeur d’une voiture se basera davantage sur ce qu’elle peut promettre dans la durée que sur ses fonctionnalités initiales. «Les mises à jour OtA incitent à procéder à une actualisation parfois trop rapide et à faire des promesses qui ne peuvent pas toujours être tenues», souligne Roland Siegwart, directeur de l’Autonomous Systems Lab de l’Ecole Polytechnique  de Zürich. «Même le meilleur logiciel ne peut résoudre que partiellement les problèmes de hardware.»

Du coup, le secteur de la maintenance et des réparations connaîtra, lui aussi, de grands bouleversements. «La généralisation de l’électromobilité devrait entraîner une forte baisse du chiffre d’affaires lié aux pièces d’usure et à l’entretien», estime Stefan Bratzel. Les ateliers tels que nous les connaissons aujourd’hui pourraient disparaître à moyen terme. En outre, la disponibilité croissante des données facilite la gestion des problèmes de maintenance et accroît l’efficacité des réparations. A l’avenir, le constructeur saura à l’avance ce qui doit être remplacé, et quand. «D’autant plus que les parcs de véhicules en autopartage vont encore accroitre  cette tendance», poursuit Stefan Bratzel. Le professeur en économie de Paderborn (DE) a donc essayé de résumer tout cela dans une formule: M=l×s2. Qui signifie donc que la valeur de la Mobilité (M) dépend du logiciel (l) multiplié par les services fournis (s) au carré.

Le rôle des équipementiers

Mais c’est encore de la musique d’avenir. «En tant que précurseurs, les gens de Tesla ont eu la vie plus facile dans la mesure où ils ont pu adapter la voiture aux logiciels, et non l’inverse», explique Roland Siegwart. C’est la principale différence par rapport aux constructeurs automobiles traditionnels. Néanmoins, la digitalisation des véhicules a bel et bien commencé partout, et depuis belle lurette. Les voitures sont des ordinateurs ambulants comportant jusqu’à 100 millions de lignes de code grâce auxquelles sont gérés les systèmes d’infodivertissement, les aides à la conduite et même les moteurs à combustion. «En Allemagne, par exemple, le savoir-faire se trouve depuis longtemps surtout chez les équipementiers», constate Stefan Bratzel.

«Bosch a introduit l’électronique dans l’automobile il y a une cinquantaine d’années, ce qui en fait un producteur de logiciels», explique Matthias Klauda, en charge de la recherche et du développement chez Robert Bosch GmbH. «Aucune autre entreprise n’est aussi bien positionnée dans le domaine de l’électronique automobile. La quantité de logiciels requis pour les systèmes d’exploitation et leur complexité sont considérables. La force d’un équipementier comme Bosch réside dans l’interaction des logiciels et de l’électronique embarquée, en particulier pour les fonctions liées à la sécurité.» Les constructeurs automobiles traditionnels se sont longtemps limités à leur cœur de métier, la production du hardware, et ont externalisé le reste. Mais, c’est en train de changer. «Volkswagen, par exemple, souhaite augmenter sa propre part de logiciels embarqués à plus de 60% d’ici à 2025. Or, jusqu’à présent, elle était inférieure à 10%», déclarait récemment Christian Senger, CEO de l’unité Car.Software de VW. Mais Matthias Klauda croit toujours dans le rôle des équipementiers: «Bosch dispose d’un large éventail de logiciels pour soutenir les constructeurs.»

Une tâche titanesque

L’industrie est donc actuellement dans une phase de transition. Elle s’efforce avant tout de mettre en réseau toutes les unités de calcul en rapport avec les tâches les plus diverses, mais aussi de rendre possibles des fonctions telles que les mises à jour OtA. En fait, c’est une tâche titanesque. «Les constructeurs automobiles mondiaux se tournent alors vers des architectures centralisées, qui reposent sur quelques ordinateurs puissants et un système d’exploitation comparable à celui d’un produit électronique», explique Sebastian Fillenberg. Lors de la présentation du système d’exploitation VW.OS, le patron du groupe VW, Herbert Diess, a déclaré que les voitures de demain se différencieraient de plus en plus par leurs logiciels. Il estime aussi que la digitalisation représente un défi encore plus grand que l’électrification des véhicules.

Et il a sans doute raison. S’agissant de la Golf de 8e génération, les ingénieurs sont toujours aux prises avec des problèmes de logiciels. L’été dernier, il a fallu interrompre les livraisons parce que le système d’appel d’urgence prescrit par la législation ne fonctionnait pas. Et des véhicules sont actuellement rappelés parce que l’infodivertissement donne des consignes incompréhensibles. L’ID. 3 a été la première Volkswagen à utiliser deux calculateurs centraux en lieu et place d’une multitude d’unités de contrôle. L’un d’eux a été développé par Continental. «Notre ordinateur ultraperformant intègre des fonctions de différents domaines et combine les tâches assurées traditionnellement par plusieurs unités de contrôle séparées, explique Sebastian Fillenberg. Il exploite 68 interfaces électroniques et veille à leur synchronisation. Nous n’avions pas de cahier des charges prédéfini, nous avons fait progresser nos connaissances en cours de développement.»

Au début, VW a aussi été confronté à des problèmes de logiciels parfois sérieux avec l’ID.3. La voiture électrique de nouvelle génération était alors inachevée au moment de sa livraison, par exemple sans intégration du smartphone ou possibilité de mises à jour OtA. Afin d’effectuer la première mise à jour importante, les premiers acquéreurs ont dû se rendre à l’atelier.

La course a commencé

Certes, même les constructeurs traditionnels maîtriseront tôt ou tard la fonctionnalité OtA. «Ce sera le cas pour les prochaines générations de véhicules», estime Stefan Fillenberg. Ford permet actuellement l’implémentation sans fil d’un mode superviseur. D’autres, comme Cadillac ou Mercedes (au début en coopération avec Nvidia lors de la présentation de l’hyper-écran MBUX) ont de grands projets. «L’achat d’une voiture ne sera qu’un point de départ après lequel des milliers d’ingénieurs travailleront pour la faire évoluer», affirmait Jensen Huang, le patron de Nvidia, au Consumer Electronics Show de Las Vegas. Le PDG de Daimler, Ola Källenius, a également certifié à son auditoire que la voiture une fois revendue serait meilleure que lors de sa livraison initiale. Il faut d’ailleurs que ce soit le cas car, à l’avenir, ce privilège ne devrait plus être réservé à la seule marque Tesla. D’autant plus qu’avec la poursuite du processus de digitalisation, de nouveaux acteurs – américains et asiatiques – viendront concurrencer les constructeurs automobiles déjà en place.

«La révolution gronde sous les capots»

Le but de la numérisation n’est pas seulement de rendre les voitures toujours plus intelligentes, mais aussi de gagner de l’argent, à l’avenir, avec les données ainsi collectées. Roland Siegwart, directeur de l’Autonomous Systems Lab à l’EPF de Zurich, explique pourquoi les constructeurs traditionnels rencontrent des difficultés face à ces bouleversements, pourquoi la partie face à Tesla n’est pas déjà perdue et quels sacrifices exigera la connectivité.


Roland Siegwart dirige l’Autonomous Systems Lab de l’EPFL.

Revue Automobile: En quoi Tesla fait-elle mieux que ses concurrents?

Roland Siegwart: Aujourd’hui, les véhicules des constructeurs traditionnels se distinguent surtout par le moteur à combustion, domaine dans lequel les constructeurs automobiles ont développé une grande compétence. Ces dernières années, l’électronique de bord et tous les systèmes de sécurité ont pris de l’ampleur; l’émergence de l’électromobilité semble évincer le moteur à combustion et, surtout, les batteries et l’électronique de bord gagnent en importance. Les véhicules électriques sont par définition disruptifs, car les entreprises automobiles traditionnelles n’ont que peu d’expérience dans ce secteur. Tesla, quant à elle, a acquis une avance importante grâce à son esprit d’innovation. Les véhicules électriques et la nouvelle génération de systèmes d’aide à la conduite requièrent des compétences inédites pour les constructeurs automobiles établis. De plus, les modèles Tesla gardent un contact étroit avec le client final via les «Over-the-Air-Updates» (OtA-U). Ainsi, un lien durable se tisse entre la marque et le propriétaire.

Pourquoi est-ce que dans la plupart des cas, ce sont des start-up qui sont à l’origine d’innovations alors que les grandes entreprises bien établies ont du mal à s’adapter aux mutations?

On qualifie de traditionnelles des firmes dont la culture et les valeurs reposent sur de longues années de tradition. Modifier la culture et les valeurs d’une entreprise est laborieux et prend du temps. C’est pourquoi ce sont souvent des start-up qui génèrent des innovations disruptives. Les firmes les plus cotées actuellement sont presque toutes nées au cours des 20 à 30 dernières années. Il est plus simple de partir d’une feuille blanche avec une idée innovante que de convaincre des collaborateurs aux concepts bien ancrés. L’intégration dans les instances dirigeantes de «digital natives» semble indispensable, en particulier dans les firmes pour lesquelles la transformation numérique joue un rôle majeur. Or, la plupart du temps, les firmes traditionnelles n’en sont pas pourvues. 

Jadis, les constructeurs automobiles se mesuraient les uns aux autres; aujourd’hui, ils sont confrontés à des entreprises du monde de l’IT. A quelle vitesse le focus passe du matériel vers le logiciel dans l’industrie automobile?

C’est une mutation déjà très ancienne. Les véhicules contemporains comportent parfois une centaine de moteurs électriques et de capteurs qui gèrent le moteur à combustion avec le logiciel ad hoc, assistent la direction où régulent l’ABS ou l’ESP. Avec la mort annoncée du moteur thermique, les sociétés automobiles traditionnelles perdent un atout majeur, et les firmes actives dans les technologies de l’information (IT) ont, de ce fait, une chance, même si elles sont issues d’un autre domaine. Encore faut-il qu’elles prouvent leur capacité à fabriquer, en grande série, des véhicules fiables. En effet, les véhicules comporteront toujours beaucoup de composants techniques, tels que des suspensions performantes ou des carrosseries résistantes. Dans ces domaines, le savoir-faire des constructeurs traditionnels les avantage face aux nouveaux-venus, généralement issus de l’IT, qui ont encore beaucoup à apprendre.

On ne cesse de parler d’architectures centralisées. Sont-elles vraiment sûres?

Une architecture centralisée constitue le plus simple moyen de garantir la meilleure sécurité possible contre les pirates informatiques. Toutefois, l’expérience a montré que même des systèmes réputés sûrs présentent des failles. Avec des architectures centralisées, les conséquences d’un piratage seraient d’autant plus dévastatrices que tous les véhicules du constructeur tomberaient en panne simultanément. Il est alors important que, pendant la conduite, la communication vers l’extérieur soit très restreinte, voire complètement interrompue dans les domaines ayant une incidence sur la sécurité. Par conséquent, une intervention directe de l’extérieur ne serait pas possible. La recherche progresse dans la lutte contre les cyberattaques et j’ai bon espoir que nous ne devions pas assister à de trop graves problèmes à l’avenir.

Quelles chances offre la numérisation?

Les composants matériels tels que les batteries, moteurs électriques et capteurs imposent des limites à ce qui est réalisable. Quant aux mises à jours en ligne, elles sont surtout utiles pour les fonctions additionnelles comme le aides à la conduite et, tout spécialement, la conduite semi ou complètement autonome de l’avenir. Dans ce domaine, les progrès sont très rapides et de nouveaux algorithmes peuvent engendrer des améliorations capitales même sans changement du matériel (tels les capteurs). Cependant, il est par exemple difficilement imaginable de pouvoir transformer une Tesla de la génération actuelle en un véhicule totalement autonome uniquement par des mises à jour logicielles. Pour cela, il faudrait de meilleurs capteurs, mais aussi et surtout un laser 3D. 

Quels sont les dangers liés à la numérisation?

Avec les mises à jour en ligne, la tentation est de faire des développements trop rapides et des promesses impossibles à tenir. Un logiciel n’est capable de résoudre des problèmes matériels que de façon limitée. Autre effet secondaire déplorable: il se peut que, dans 50 ou 100 ans, il n’existera plus guère d’oldtimers témoins de notre époque. Contrairement aux véhicules d’un passé récent encore essentiellement mécaniques, maintenir en état l’électronique et les logiciels de nos véhicules d’aujourd’hui ne sera possible qu’au prix d’énormes efforts.λ

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