Les CHRONIQUES de Claude Laurgeau: La Mobilité au 21ième siècle :

Vers l’électro mobilité, la cyber mobilité, l’IC Mobility


Claude Laurgeau (*)
Professeur Mines-ParisTech


Jusqu’au 19ième siècle, l’homme n’a utilisé comme sources d’énergie que l’éolien, l’hydraulique, la biomasse et l’énergie animale. C’est seulement depuis deux siècles qu’il a exploité de manière massive le charbon, le pétrole, le gaz et enfin l’énergie nucléaire.
Les transports terrestre, maritime et aérien ont permis le développement de l’économie d’abord dans le monde occidental et aujourd’hui à l’ensemble de l’humanité.


Les quatre plaies de la mobilité

Après un siècle de développement effréné de l’industrie automobile, nous sommes confrontés à quatre défis majeurs : la fin des énergies fossiles à bas coût, l’agression des gaz à effet de serre sur le climat et l’équilibre de la planète, la congestion des grandes métropoles et l’insécurité des transports routiers.

L’énergie :
Plus de 90% de l’énergie consommée dans le monde est d’origine fossile. Ces énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) résultent de la transformation sur des millions d’années de toute la vie végétale ou animale qui a précédé la nôtre dans l’histoire de la terre. Même si nous ne connaissons pas le stock des ressources fossiles disponible, nous savons de manière certaine qu’il est fini et nous n’avons pas aujourd’hui de ressources alternatives de remplacement. Sans la moindre prévoyance et de manière aveugle, l’homme continue à puiser les ressources énergétiques limitées de la planète.

L’empreinte écologique sur la planète:
Jusqu’au début du dix-neuvième siècle, les espèces végétales et animales vivaient en harmonie sur la planète. Le monde animal utilise l’oxygène comme comburant pour bruler ses aliments et rejette du gaz carbonique. Les végétaux au contraire fixent le dioxyde de carbone pour assurer leur croissance. En moins d’un siècle l’homme a détruit cet équilibre en cumulant trois facteurs : l’augmentation considérable de la population humaine ( de 2 à 7 milliards d’humains en moins d’un siècle) et plus encore de la population animale pour nourrir la première, la destruction des forets pour construire des villes, développer les cultures et exploiter le bois, et surtout en puisant dans le sous-sol des quantités gigantesques de charbon, de pétrole et de gaz dont la combustion rejette dans l’atmosphère du dioxyde de carbone qui n’est plus éliminé.
Il y a aujourd’hui environ un milliard de voitures sur la terre. En considérant que chaque voiture roule 10000kms en un an avec un indice CO2 de 100g au kilomètre, un calcul simple montre que le CO2 rejeté dans l’atmosphère permet de recouvrir la terre toute entière d’un film de 1,8mm de CO2 : c’est l’effet de serre avec toutes ses conséquences désastreuses sur le réchauffement climatique, la fonte des calottes polaires et le déséquilibre des zones climatiques.

La congestion :
L’Europe qui reste la première zone économique du monde en termes de produit intérieur brut, concentre 60% de ses ressortissants dans des villes. Le taux de motorisation de la population avoisine 60%. Dès lors, la congestion des grandes métropoles est un phénomène quotidien aux heures de déplacement domicile travail. 1% du PIB de l’Europe soit près de 120 milliards d’euros est perdu chaque année dans la congestion et la pollution induites par la circulation.

L’insécurité :
Le nombre d’accidents mortels par an en France avoisine les 4000 et a pratiquement été divisé par deux en une dizaine d’années suite à la multiplication des contrôles des vitesses rendus possible par les nouvelles technologies. Le nombre de morts lié à la circulation dans le monde est de 1,2 million par an. Si on extrait du monde les pays dit riches ou développés ( Amérique du Nord, Europe et Asie de l’est (Japon, Corée, Australie), on observe que les pays développés représentent moins de 10% des accidents mortels (environ 40 000 pour USA-Canada, 40 000 pour l’Europe et 20 000 pour Japon-Corée-Australie) alors que ces pays riches possèdent environ 60% du parc mondial de véhicules.

 

Les ères de la mobilité

L’ère primaire : hippo mobilité :
Des débuts de l’histoire connue de l’humanité jusqu’au début du 19ième siècle, les hommes ont utilisé comme source d’énergie, la biomasse en brulant du bois, l’énergie animale et aussi l’énergie hydraulique ou éolienne. Jusque la fin du dix-neuvième siècle et même une partie du vingtième, les déplacements terrestres des personnes et des marchandises ont été assurés par des chevaux seuls ou par des véhicules trainés par des attelages de chevaux. C’est ainsi que l’on peut parler d’hippo mobilité.

L’ère secondaire : auto mobilité :
L’homme n’a commencé l’exploitation du charbon qu’au 19ième siècle, puis le pétrole et enfin le gaz au vingtième.
Dès la fin du dix-neuvième siècle l’homme avait à sa disposition le moteur électrique et le moteur thermique. Il eut été possible de produire de l’électricité et d’alimenter des voitures électriques sur les routes par un réseau filaire. Le problème du dernier kilomètre (déjà !) pouvait être résolu par des batteries. L’histoire a été tout autre et les puissants lobbies pétroliers qui ont été et restent les premières capitalisations boursières au monde ont imposé la voiture avec son moteur à combustion interne. Tout le vingtième siècle a été marqué par l’industrie automobile qui a tiré l’économie mondiale.
Il y a seulement un siècle, en 1912, il y avait dans les villes européennes des attelages de chevaux et du crottin sur le pavé.
En quelques décennies, le monde a basculé, tout un écosystème composé de cochers, de bourreliers, de charrons, de maréchaux ferrants … a disparu, remplacé par un nouvel écosystème composé de constructeurs automobiles dont le nombre se réduit rapidement, d’usines de montage de plus en plus grandes, mécanisées puis robotisées, de garagistes, de pompistes …
La mobilité ce n’est pas seulement les véhicules mais aussi les routes sur lesquelles elles se déplacent. Au début on trouve les sentiers utilisés par les animaux et les piétons (1ère génération), puis les voies romaines pavées ou empierrées (2ième génération), les routes asphaltées apparues au début du vingtième siècle (3ième génération), les autoroutes (4ième génération).

La fin prévisible d’un cycle

Il y a aujourd’hui près d’un milliard de véhicules sur la planète pour sept milliards d’humains. Près de soixante pour cent du parc automobile mondial est possédé par 15% de la population mondiale, celle des pays riches, à savoir l’Amérique du Nord, l’Europe de l’Ouest et l’Asie de l’Est. Pour que la Chine atteigne le taux de motorisation des USA, il faudrait un parc automobile chinois supplémentaire équivalent au parc mondial d’aujourd’hui. Cette croissance qui conduirait l’ensemble de l’humanité à disposer d’un taux de motorisation de 60%, semble peu réaliste pour de multiples raisons, épuisement des énergies fossiles, des matières premières, congestion des grandes métropoles. En une quinzaine d’année, l’Europe a perdu la première place dans l’industrie automobile et on assiste à la montée en puissance de la Chine devenue le premier pays constructeur de véhicules avec seize millions de voitures par an.
L’Europe et en particulier la France qui ont été les pionniers de l’industrie automobile se doivent d’imaginer les nouvelles formes de mobilité pour le 21ième siècle. Cette nouvelle mobilité sera marquée par trois révolutions à la fois techniques et sociétales que sont l’électro mobilité, la cyber mobilité, l’e-mobilité. Ce sont ces trois révolutions qui devront apporter des réponses aux quatre plaies de la mobilité d’aujourd’hui.

L’ère tertiaire : électro mobilité et cyber mobilité :

L’électrification de la voiture est une réponse très positive à la pollution atmosphérique créée par la voiture traditionnelle. La voiture électrique élimine en effet totalement la pollution chimique mais aussi la pollution sonore. Bien sûr il faut prendre en compte les émissions de CO2 pour produire l’électricité, mais même dans le cas le plus défavorable ou l’énergie électrique est produite par des centrales thermiques à charbon, on sait que le bilan, en termes d’émission de gaz à effet de serre, de la voiture électrique est meilleur que celui de la voiture traditionnelle.
Il y a malheureusement un obstacle essentiel au déploiement massif de la voiture électrique : c’est son autonomie limitée. L’autonomie annoncée aujourd’hui par les constructeurs est de 150 kms environ, ce qui à priori est acceptable pour la majorité des déplacements quotidiens domicile travail en milieu urbain ou rural. Il est nécessaire aussi de déployer sur le territoire un réseau de stations de recharge pour sécuriser les usagers. Les résidents en maison particulières qui disposent d’un garage ou d’un espace de parking représentent un réservoir de clients potentiels qui pourront être convaincus facilement par des mesures fiscales incitatives.
La France qui a le premier ratio de production d’énergie électrique d’origine nucléaire est dans une position favorable pour développer son parc de véhicules électriques.
Il faut entendre par cyber mobilité, l’ensemble des dispositifs d’assistance au conducteur qui conjugués permettront une délégation de conduite et finalement une conduite automatisée. La cyber mobilité contribue de manière significative à baisser la congestion et à accroitre la sécurité.
Pour comprendre l’incidence de la robotisation de la conduite sur la congestion, il faut rappeler que le débit d’une voie de circulation en conduite manuelle est d’environ 2200 véhicules par heure sur une voie de 3,5 mètre de large. Une voiture ne dépasse guère 160 centimètres de largeur, autrement dit en assurant un contrôle latéral robotisé de la conduite il est possible de faire circuler deux voitures de front sur une voie de circulation d’aujourd‘hui, doublant ainsi la productivité de la chaussée, financée par la collectivité. De la même façon, les distances de sécurité entre les véhicules sont tributaires des temps réflexes des conducteurs humains. Dans notre pays, le pouvoir politique a pris un majorant de deux secondes pour accroitre la sécurité. Mais en conduite automatisée la technologie permet d’abaisser considérablement ce délai. Si on l’abaisse à 500 millisecondes par exemple, on multiplie par quatre la productivité de la chaussée. Ces gains potentiels en productivité de l’infrastructure sont impressionnants, il faut toutefois les pondérer par le fait que ces calculs sont faits en régime permanent sur une longue section de route sans prendre en compte les entrées sorties dans le flux qui imposent des perturbations locales avec des créations de créneaux d’insertion pour les véhicules entrant dans le flux ou des trous pour ceux qui en sortent. Ainsi les technologies de la robotique offre un réservoir de progrès considérable dans l’augmentation de la productivité de certaines infrastructures (notamment les voies rapides), offrant ainsi des solutions au fléau de la congestion.
L’accidentologie routière traumatise de manière considérable nos sociétés modernes hyper protégées. Les accidents de la route sont responsables de 4000 vies annuellement en France mais le tabac est la cause de 66000 décès, l’alcool de 20000 et plus de 10 000 français se suicident chaque année.
Pour chaque accident on peut invoquer quatre causes possibles : le conducteur, le véhicule, l’infrastructure et une rubrique « autre cause ». Nous savons que le conducteur est impliqué dans plus de 95% des cas, en conséquence supprimons le conducteur. Ce qui apparait comme une boutade aujourd’hui sera banalité dans le futur.
Au dix-neuvième siècle, il a fallu près de 25 ans en Angleterre, entre 1865 et 1890 pour autoriser la circulation de voitures avec des chevaux vapeur sur les routes anglaises.
En France nous avons conscience du problème et appliquons le principe de précaution. Ce principe fait référence à la Convention de Vienne du 8 novembre 1968 et en particulier à son article 13 qui stipule que tout conducteur de véhicule doit rester en toute circonstance maître de son véhicule. Dès lors la responsabilité juridique en cas d’accident est le point de blocage qui revient continuellement aussitôt que le problème est abordé, et paralyse les initiatives d’ expérimentations. Pendant ce temps, aux USA, moyennant des précautions strictes et des assurances adéquates, les états du Nevada et de Californie autorisent la circulation des voitures robots.

L’ère quaternaire : e-mobilité

Par e mobilité on peut comprendre éco mobilité, c’est-à-dire l’ensemble des technologies et des bonnes pratiques pour circuler en minimisant son empreinte carbone. Mais il parait plus fécond de parler de IC Mobility , c’est-à-dire Information and Communication Mobility. Ce concept est plus riche car il appréhende mieux ce que sera la mobilité au 21ième siècle sous ses aspects techniques mais surtout sociétaux. L’IC Mobility est le résultat de l’impact des technologies de l’information et des communications sur le transport des hommes et des marchandises et entraine un changement des modes de vie. Ainsi il y a aujourd’hui près de 40 millions de véhicules en France pour soixante-cinq millions d’habitants. Ce parc de véhicules est trop élevé. Chaque véhicule est utilisé en moyenne moins de trente minutes par jour. Les rues de nos villes sont enlaidies par des files de véhicules en stationnement. Chaque déplacement dans les grandes métropoles devient une corvée pour l’usager et la congestion pollue inutilement l’atmosphère. La plupart des voitures dans les interminables bouchons ne transportent que le conducteur. L’auto mobilité, résultat de la politique « tout voiture » est arrivée à une situation absurde.
L’augmentation inéluctable du cout des énergies fossiles, la prise de conscience tardive mais cependant réelle de la pollution, engendrent une mutation dans le comportement des citoyens. L’usager de demain attachera moins d’importance à la possession de son véhicule et plus à la qualité de sa mobilité. Cela implique un accroissement quantitatif et qualitatif de l’offre de transport publics et des services associés. Le vingtième siècle a privilégié la voiture et l’individualisme, le vingt et unième devrait favoriser la multi modalité et les réseaux sociaux.
Ce sont précisément les potentialités offertes par les communications, au travers des serveurs dédiés et des communautés d’usagers qui vont permettre d’accroitre la qualité des services de mobilité tout en abaissant le nombre de véhicules en circulation. L’auto partage et le covoiturage, par exemple, sont deux modes de déplacement qui ont en commun d’augmenter la productivité d’un véhicule, l’un en maximisant son temps d’usage (auto partage), l’autre en maximisant son remplissage (covoiturage), les deux pouvant d’ailleurs se conjuguer. Ces nouveaux modes de mobilité se développent dans les populations jeunes qui adoptent rapidement les nouveaux outils de mise en relation et aussi sous la pression économique. Pour se sentir sécurisé, l’usager doit pouvoir préparer en temps différé et mieux encore modifier en temps réel (concept de routage dynamique), son déplacement dans l’espace physique en utilisant plusieurs modes de transport (multi modalité) et dans le temps (mise en relation des bases de données horaires des divers opérateurs de transport).
Dans le monde de demain ou le taux d’urbanisation continuera de croitre, le transport public de masse sera la solution la plus efficace qui devra être privilégiée par les décideurs politiques. Mais le maillage large des grands réseaux de transport de masse sera complété par un maillage fin de véhicules automatisés pour résoudre le problème du fameux dernier kilomètre. C’est là que se développeront les cybers véhicules avec les concepts de PRT Personnal Rapid Transit, les flottes de cybercars, les « ascenseurs horizontaux »
A cela et sans humour, il faut ajouter l’immobilité active, c’est-à-dire la mobilité sans déplacement physique que permettent le e-travail, la e-conférence, le e-commerce ….

Conclusion

Le rééquilibrage au niveau économique entre l’occident et le reste du monde, va modifier le paysage de la mobilité. Le parc de véhicules de la France, est composé d’environ 40 millions de véhicules pour 65 millions de citoyens. Il présente un mauvais rendement au niveau global puisque ces véhicules qui représentent un investissement important servent moins de 30 minutes par jour et transportent le plus souvent une seule personne. Le parc de voitures du pays devrait se stabiliser et même décroitre de manière significative mais augmenter son rendement. Si ces mutations sociétales sont mal gérées, elles peuvent conduire pour l’industrie automobile nationale à des crises majeures comme les ont connues, la sidérurgie ou le secteur minier.
Le transport public de masse interurbain (trains, TGV), et urbain (tramways, métro, bus) devrait croitre, favorisé par le pouvoir politique. L’énorme parc de véhicules individuels devrait diminuer en quantité, se diversifier en nature, et augmenter cependant son efficacité. Des parcs entiers de véhicules, opérés par des sociétés publiques ou privées, peut-être par les constructeurs eux-mêmes, auront pour modèle économique de vendre des services de mobilités (exemple Autolib). Les réseaux sociaux qui se développent rapidement autour des technologies de l’information et de la communication, vont engendrer des nouveaux modes de vie et de pratique de la mobilité. La jeune génération ne cherchera pas la propriété d’un véhicule, mais l’accès à un service de mobilité de qualité. Les possibilités offertes sont très nombreuses et des nouveaux écosystèmes vont naitre. Beaucoup de solutions créatrices d’emplois et de valeur ajoutée pour le pays, sont déjà disponibles mais souvent freinées par des corporatismes ou par la lenteur de la gouvernance politique…mais les historiens ont déjà décrit tout cela pour les révolutions technologiques du passé, alors restons confiants et optimistes.

Claude Laurgeau a créé et dirigé le Centre de Robotique de Mines-ParisTech de 1989 à 2009. Lauréat du prix Engelberger, (la plus haute distinction mondiale en robotique), il est aussi l’auteur du livre « Le siècle de la voiture intelligente »

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