Membre - ZE-Drive

L'électro-mobilité augmentée pour les années 2020 ZE-Drive est basé sur le concept TEMPO ßeta qui trouve son origine dans la participation au comité Intelligent Vehicle/Highway System (IVHS) établi par la loi américaine Intermodal Surface Transportation Efficiency Act de 1991. Le concept a suscité l'intérêt des acteurs californiens, mais comme l'électromobilité n'en était qu'à ses balbutiements, TEMPO ßeta était très en avance sur son temps. Depuis, l'électromobilité et la conduite autonome ont fait du chemin et ont gagné en popularité auprès des conducteurs. S'appuyant sur certaines des bases établies par TEMPO ßeta, la technologie ZE-Drive a repensé le concept pour combiner de manière disruptive quatre innovations : - un mode de conduite autonome simplifié de niveau 4 "tout temps" en vitesse de croisière (130 km/h), rentable et très fiable, grâce à un guidage mécanique de secours : les roues gauches sont capturées dans une trajectoire bordée ; - un partage de la voie de gauche entre le trafic conventionnel et le trafic autonome avec une voie réservée à la roue gauche, située sur la bande centrale existante des autoroutes ; - un véhicule électrique alimenté par la route pour les véhicules électriques ou hybrides à très basse tension de sécurité (ELV 120 volts DC) et de puissance moyenne ~30 kW, qui (i) résoudra l'obstacle initial de l'électromobilité (c'est-à-dire la limitation de l'autonomie) et (ii) réduira à long terme la taille et le poids des batteries utilisées dans les véhicules tout électriques ; et - un mode "Platooning" qui augmente la capacité du trafic sans avoir à élargir l'infrastructure routière, comprenant un système de freinage d'urgence robuste (~2G) (non affecté par les conditions météorologiques) et un système de freinage par inertie de secours, comme le TEMPO ßeta en a été le pionnier. Le mode de fonctionnement normal sans contact, qui n'est pas basé sur la reconnaissance d'image et qui est donc "tout temps", ainsi qu'un système de guidage mécanique de secours, permettent d'atténuer efficacement l'exposition au risque de responsabilité du "fabricant", qui est l'une des principales pierres d'achoppement pour un déploiement à grande échelle de la conduite autonome de niveau 4 pour les voitures personnelles. La technologie ZE-Drive peut améliorer la sécurité routière, la propreté de l'air et la réduction du bruit. Elle peut également améliorer la fluidité des routes aux heures de pointe et réduire le poids et la traînée grâce à l'alimentation électrique continue et à la mise en place de pelotons. Elle permet de réaliser des gains de productivité dans les trajets routiers professionnels. L'infrastructure nécessaire au déploiement de la technologie ZE-Drive est minimaliste et concentrée sur la bande centrale de séparation des autoroutes, constituée d'un mur Jersey et de caniveaux à fente, et n'interfère pas avec les voies de circulation conventionnelles. Un rail en acier de 24 kg/m (16 Lbs/ft) (en orange ci-dessus) est ancré aux caniveaux du déversoir. Des sections de rampe inclinées (rayées jaune-noir ci-dessus) relient la chaussée à la surface supérieure du rail, tandis que le "troisième rail" (en vert ci-dessus) assure l'alimentation en courant continu de 120 volts de l'ELV. Les voitures en mode ZE-Drive circulent à cheval sur la ligne blanche de gauche (comme illustré ci-dessous), les roues gauches roulant sur une voie réservée bordée intérieurement par le rail en acier. Devant la roue avant gauche, un dispositif multi-capteurs mesure en permanence la distance latérale du véhicule par rapport au mur de Jersey et, en mode ZE-Drive, dirige la voiture de manière autonome, quelles que soient les conditions météorologiques, afin de maintenir les roues gauches au centre de la voie bordée, sans aucun contact. Le rail fournit également un retour au sol électrique (similaire à un chemin de fer électrique) de l'alimentation électrique ELV sécurisée capturée par un curseur rétractable (en vert ci-dessus et ci-dessous) situé au bas de la porte du conducteur. Deux rouleaux rétractables (en rouge ci-dessus) sont fixés à l'intérieur des fusées d'essieu des deux roues gauches pour reprendre la charge des roues gauches lorsqu'elles traversent latéralement le rail. Les rouleaux s'appuient temporairement sur le rail et déposent (ou extraient) les roues en douceur sur (ou à partir de) la voie bordée dédiée. En option, les suspensions, du côté gauche, peuvent être de hauteur variable pour permettre d'atténuer le roulis de la carrosserie induit par le franchissement du rail. Derrière la roue arrière gauche, un étrier de frein pivotant (en marron ci-dessus) fixé à la carrosserie de la voiture permet de saisir le rail en acier afin d'exercer une forte décélération (~2G) indépendamment des limitations d'adhérence pneu/route dues aux conditions météorologiques (pluie, neige, glace...). Par ailleurs, alors que la distance de sécurité requise est de 72 m (240 pieds) pour une vitesse de 130 km/h (2 secondes de déplacement de la voiture), la capacité de freinage d'urgence de 2 G permet un arrêt en 33 m (110 pieds), ce qui laisse suffisamment de temps pour l'analyse informatique de la situation afin d'éviter un faux freinage d'urgence. Avec ce système de freinage d'urgence, des groupes de 2 à 8 voitures peuvent être formés "pare-chocs à pare-chocs" (référence : démonstration de 1997 sur une voie réservée aux véhicules à occupation multiple entre Los Angeles et San Diego), ce qui permet de doubler, voire de quadrupler, à long terme, la capacité d'une voie de circulation. Un système de séquence automatique (similaire au "park-assist") aidera le conducteur à entrer et sortir latéralement de la voie ZE-Drive à sa vitesse de croisière. Toutes les technologies qui composent le système ZE-Drive, tant au niveau de l'infrastructure que des voitures, sont parvenues à maturité et peuvent désormais offrir une conduite autonome fiable et rentable de niveau 4. En termes d'efficacité énergétique globale (c'est-à-dire en tenant compte non seulement de l'énergie utilisée pour conduire la voiture, mais aussi de l'extraction et de la transformation des matières premières pour la fabrication de la voiture et la production du bloc-batterie), la technologie ZE-Drive permet de réduire considérablement la capacité et, par conséquent, le poids du bloc-batterie. Cela permet de limiter davantage la quantité de CO2 générée par la production et le transport par la voiture du poids supplémentaire de la batterie, qui n'est plus nécessaire. Le poids à vide d'une Renault ZOE pourrait être réduit de 300 kg et celui d'une Tesla S de 540 kg si l'on tient compte de la réduction du poids de la structure et des composants. L'émergence d'une flotte de VE à poids réduit "ZE-Drive Ready" au milieu des années 2020 permettra la conception d'infrastructures routières légères dédiées (c'est-à-dire non accessibles aux camions moyens ou lourds) capables de grandes portées pour les viaducs aériens. ZE-Drive permettra également de réduire la taille des routes souterraines spécialisées. La phase 1 du projet industriel conjoint ZE-Drive vise à démontrer la capacité d'entrée/sortie latérale en douceur de la technologie dans un centre de recherche sur les transports. La phase 2 permettra de développer la capacité de platooning et l'alimentation dynamique en courant continu de 120 volts, tandis que la phase 3 comprendra une installation pilote sur route ouverte afin de collecter des données d'utilisation et de présenter la technologie aux utilisateurs et aux acteurs de l'industrie. Le JIP devrait déboucher sur une norme internationale consensuelle pour les voies à ornières ZE-Drive.