Dans un monde où le nombre d’objets intelligents connectés augmente considérablement, le réseau 5G va révolutionner de nombreux domaines. Nous verrons dans cet article l’application de cette nouvelle génération de réseau à nos voitures connectées de demain.

La 5G et l’ultra connectivité de la société

En quarante ans, les réseaux mobiles 2G, 3G et 4G ont permis d’améliorer la qualité d’accès à Internet et la communication entre individus.

Cette amélioration continue et l’augmentation du nombre d’applications ont conduit au développement de nouveaux usages, notamment celui des objets connectés. Il faut savoir qu’en 2016, 7,3 exaoctets de data étaient échangés chaque mois dans le monde. En 2021, le trafic de données mobile devrait atteindre 49 exaoctets par mois ; augmentation principalement due à la consommation des objets connectés. Mais pour développer l’IoT et permettre la communication et la pilotage des objets connectés, notre réseau mobile doit gagner en performance, robustesse et rapidité.  C’est dans cette optique que la prochaine génération de réseau mobile est en cours de développement : la 5G !

Avec la 5G, il sera ainsi possible de connecter des dizaines de milliards d’appareils en tout genre. Le débit moyen devrait être de 20 gigabits par seconde et le délai de réactivité réduit à 1 milliseconde.

Voici une petite comparaison entre les performances 5G attendues et celles de la 4G actuelle :

Cette nette évolution de performance permettra de regarder plus de vidéos sur un smartphone mais surtout de s’adapter aux besoins du format numérique Ultra haute définition (4K) et de la réalité virtuelle. Mais les apports ne se limitent pas aux smartphones. Des secteurs très variés, piliers importants de la société, pourraient également profiter de la 5G pour se développer considérablement. Notamment :

/ Energie : amélioration de la gestion des réseaux d’énergie (électricité, gaz, eau…) pour une distribution plus réactive et efficace (smartgrids) ;

/ Smart city : gestion optimale des transports publics, de l’environnement, des bâtiments et de la consommation énergétique ;

/ Transport : des véhicules capables de communiquer entre eux et de prendre des décisions sans intervention humaine.

La 5G devra donc s’adapter à tous les usages et à tous les secteurs, même les plus exigeants :

L’exploitation commerciale des réseaux 5G est théoriquement prévue en 2020, avec la commercialisation des premiers smartphones 5G dès fin 2019. Néanmoins, les performances des premiers déploiements seront dans la continuité de celles de la 4G qui aura évolué en parallèle. Les performances 5G se développeront réellement par la suite avec l’introduction progressive de technologies de rupture : utilisation de bandes millimétriques, du massive MIMO (ou micro antennes intelligentes) ou encore de la technologie de communication directe Device to device (D2D).

La voiture connectée et autonome n’est plus un mythe grâce à la 5G

En premier lieu, la 5G embarquée va réformer l’expérience des usagers dans le secteur du transport (voitures, métros, avions, trains…), notamment en développant la connectivité Internet, pour le divertissement et le confort des passagers (internet, contenus multimédias, jeux en ligne…). Les trajets longues distances en voiture seront ainsi l’occasion de regarder les dernières sorties au cinéma, de traiter ses e-mails ou encore de skyper avec ses amis. L’usage de la voiture doit être totalement repensé en termes de services. En effet, le nombre de services embarqués devrait augmenter de 150% entre 2016 et 2020, dans des domaines tels que la maintenance prédictive, l’assistance à la conduite et au stationnement, l’optimisation de parcours en temps réel, les services de paiement embarqués (parkings, péages…), le confort des passagers ou encore la gestion des accidents et des appels d’urgence.

Mais l’enjeu majeur de la voiture connectée de demain reste l’amélioration de la sécurité routière ; l’erreur humaine restant l’une des principales causes d’accidents de la route. La 5G jouera un rôle primordial pour rendre le transport routier plus efficient et sûr. En effet, l’industrie de l’automobile devrait subir deux évolutions majeures qui nécessiteront un réseau plus robuste, plus stable et à faible latence : le développement des services de gestion du trafic et de sécurité routière, puis celui de la conduite autonome.

Les technologies actuelles d’aide à la conduite (radars, caméras ou télédétection par laser) se basent sur des capteurs qui fonctionnent en visibilité directe. La technologie de communication V2X (Cellular Vehicule to Everything) permettra l’échange quasi instantané, entre véhicules (V2V) et entre véhicules et infrastructures (V2I), d’informations relatives à la navigation et au trafic. Les véhicules pourront ainsi « voir » plus loin sur la route et à 360° et ainsi mieux connaître leur environnement, anticiper les risques de collision et fluidifier le trafic.

Le développement des algorithmes d’intelligence artificielle de prise de décisions sans intervention humaine reste un prérequis à la conduite totalement autonome.

La 5G sera ainsi la base de nombreux services de la voiture connectée de demain, des interactions entre les véhicules, avec les infrastructures et les piétons et mais aussi avec le Cloud. En effet, il faut savoir qu’aujourd’hui, quelqu’un qui a une utilisation normale du réseau mobile (Facebook, mail, messages, surf sur Internet…) consomme en moyenne 1,5Go de données par jour. La voiture « autonome » produira près de 4,0Go de données chaque jour. Il ne sera pas possible de stocker autant d’informations dans un véhicule. La masse de données produites pour la navigation des véhicules nécessitera des débits très importants mais surtout très stables et prenant en compte la vitesse de déplacement. Une performance possible grâce à la 5G.

Les géants des secteurs de la télécommunication et de l’automobile se mobilisent

De nombreuses expérimentations 5G sont déjà en cours. Les industriels, appuyés par les Etats (Etats-Unis, Japon, Corée et Union Européenne…), se livrent une course au leadership technologique. Les premiers déploiements sont annoncés lors des JO d’hiver en 2018 à Pyeongchang et ceux de 2020 à Tokyo.

Selon le dernier rapport sur la mobilité de l’équipementier de télécoms Ericsson, 20% de la population mondiale sera couverte par la 5G dans 6 ans.

De même, on observe de nombreuses initiatives et des rapprochements entre géants des secteurs de la télécommunication et de l’automobile en Europe et dans le monde, pour développer l’écosystème des voitures connectées.

Des tests d’utilisation de réseau 5G pour accéder à internet dans des trains et véhicules en mouvement sont en cours. Notamment au Japon, en octobre 2017, où Samsung et l’opérateur japonais KDDI ont utilisé un réseau 5G pour transmettre un film 4K et télécharger un film 8K (débit de 1,7 Gbit/s) à bord d’un train voyageant à plus de 100km/h. L’objectif, à terme, est de pouvoir équiper des trains à grande vitesse. De même, en Corée du Sud, où un essai de BMW a permis de lire en streaming une vidéo 4K dans un véhicule circulant à plus de 100km/h.

Les consortiums se multiplient autour du développement des voitures connectés de demain. Entre autres, Ericsson, l’opérateur Orange, le groupe automobile PSA et le concepteur de solutions de télécommunication Qualcoom. Dans le cadre de l’initiative « Towards 5G » le partenariat expérimente les potentiels usages de la 5G dans le secteur automobile. Des tests portant sur les signalements entre véhicules de la présence d’un obstacle sur la route et de l’approche d’un véhicule de secours, sont en cours. Ils se déroulent sur une piste en France intégralement équipée en 5G.

En Allemagne, la 5G-ConnectedMobility est en charge d’accélérer les travaux de recherche et développement sur la 5G. En particulier, il entend développer des environnements d’application réelle des technologies V2V, V2I ou encore R2I (Railway-to-infrastructure).

Enfin, la 5G Automotive Association regroupe des géants des secteurs automobile et  télécommunications pour développer les futurs services de mobilité; notamment le déploiement de véhicules connectés et autonomes. Elle travaille à la fois sur des questions techniques (connectivité, réseau, algorithmes) et sur les problématiques réglementaires, en pesant sur les organismes de réglementation.

Ainsi, la voiture du futur, connectée et autonome, apportera de nombreux bénéfices à la société : moins de pollution, plus de sécurité, de temps libre et de services. De nombreux défis doivent encore être relevés, à la fois technologiques, industriels et réglementaires. Mais la révolution est en marche et devrait s’accélérer dans les années à venir.

Pour aller plus loin sur le sujet des voitures autonomes :

/ Le véhicule autonome : une révolution technologique

/ Les leviers clés pour assurer le déploiement des véhicules autonomes

Sources complémentaires :

/ https://laborange.fr/article/la-voiture-connectee-en-5g

/ https://www.lesechos.fr/idees-debats/cercle/cercle-167671-vehicules-autonomes-le-role-de-la-5g-2073272.php#hD61IG72RDgZ3mYa.99