Système infotainment du futur : les 3 défis de l’ingénierie automobile

27/11/2019

En 2019, 82% des véhicules vendus sont équipés d’un écran tactile, contre 53% il y a cinq ans. À l’heure du numérique, le système infotainment devient un élément différenciant dans le véhicule. IHM multimodale, intégrer plus de services connectés, compromis UX/Sécurité/Coût : voici les perspectives et les défis techniques auxquels sont confrontés les ingénieurs automobiles ALTEN.

Le système infotainment, appelé aussi système d’info-divertissement, est le seul composant du véhicule identifié comme « digital » par les consommateurs. C’est pourquoi la qualité de celui-ci devient un critère d’achat important pour la nouvelle génération d’automobilistes. Pourtant, selon l’étude de Consumer Reports citée dans l’introduction, seulement 56% des automobilistes sont satisfaits de leur système multimédia-navigation embarqué. Les constructeurs automobiles sont conscients des progrès à réaliser, et multiplient les efforts R&D pour se différencier.

 

Interface multimodale et expérience immersive

Avec la démocratisation des systèmes d’aide à la conduite (ADAS) et l’essor des véhicules autonomes, le temps passé en voiture n’est plus dédié à la conduite. D’après l’étude «Passenger Economy» d’Intel, d’ici 2050, c’est 250 millions d’heures qui vont être libérées par la conduite autonome, dans les villes les plus embouteillées du monde.

L’industrie automobile doit repenser l’interaction entre le conducteur, les passagers et le véhicule. L’habitacle du véhicule peut se transformer en cinéma, salon, salle de jeux, et pourquoi pas un espace de coworking.

Le concept car Renault Symbioz (véhicule autonome) : l’habitacle peut se transformer en un espace de vie à l’intérieur de la maison. © Crédit image : Renault.

Pour offrir cette nouvelle expérience aux utilisateurs, les ingénieurs automobiles doivent innover l’IHM (interface homme-machine) du système infotainment, devenu le cœur du dispositif. Cela commence par l’implémentation d’un ou plusieurs écrans grand format tactiles. Depuis le lancement du modèle Tesla S, en 2012, équipé d’un écran central 17 pouces, les nouveaux constructeurs automobiles lancent une véritable compétition dans ce domaine, pour pouvoir afficher du contenu multimédia et offrir une expérience visuelle immersive.

En 2018, l’équipementier DURA Automotive systems a présenté le système AVA™ unity concept, dédié au véhicule autonome. Il embarque plusieurs écrans, dont un écran central de 48 pouces haute définition. Les différents passagers peuvent interagir simultanément sur cet écran tactile géant multi-touch, et chacun peut visualiser son propre contenu multimédia. Les 4 passagers peuvent même se transformer en gamers et s’affronter, le temps d’un trajet.

Le système infotainment unifié DURA AVA™ unity concept. Crédit photo : DURA

 

LE SAVIEZ-VOUS

Pour développer un système similaire, présenté au CES 2018, un industriel américain a fait appel à ALTEN Cresstek (filiale du groupe ALTEN).
Durant 1 an, les ingénieurs ALTEN vont concevoir le logiciel embarqué et l’IHM de cette plateforme multimédia, avec une architecture MVC complexe.
Pour Ravi, l’architecte et le chef de projet, le défi majeur réside dans l’intégration finale du logiciel sur l’écran OLED grand format. Avec une résolution extrêmement élevée, le multi-affichage sur un écran unique a posé bien des soucis, par rapport à la simulation initiale sur machine. Malgré ces aléas, cette équipe d’ingénieurs multinationaux (Etats-Unis, Mexique et Inde) a été très fière de finaliser le produit à temps pour le CES 2018.

Outre l’écran tactile, les ingénieurs développent d’autres systèmes de reconnaissance pour faciliter l’interaction entre l’usager et son véhicule, dans toutes les situations. Les constructeurs automobiles prennent parfois de l’avance sur les géants du digital. En 2015, BMW a lancé la commande gestuelle à bord de la série 7. Cette fonctionnalité est arrivée dans le monde de smartphone, quatre ans plus tard (Google Pixel 4).
Il y a évidemment des cas contraires. À l’image de «OK Google» ou «Alexa», Mercedes-Benz a développé son propre assistant vocal d’intelligence artificielle pour comprendre des instructions orales complexes. Il est intégré, pour la première fois, sur la classe A en 2018.

 

Système infotainment : intégrer tous les services du smartphone

En 2019, 75% des français possèdent un smartphone, et ils utilisent l’internet mobile tous les jours ou presque, soit une augmentation de 5 points en un an. D’autre part, les applications représentent 89% du temps passé sur un smartphone (source).

Aujourd’hui, les automobilistes utilisent leur smartphone à bord pour accéder à certains services.

Cette explosion de l’usage mobile incite les automobilistes à vouloir avoir le même usage de leur smartphone, à bord du véhicule. Rechercher un restaurant sur la route, consulter les avis sur Google ou TripAdvisor, le réserver sur internet… l’automobiliste d’aujourd’hui doit encore consulter son smartphone pour accéder à ce type de service.

Consumer Reports a créé en 2019 une nouvelle notation pour évaluer la qualité « hands off phone » d’un système infotainment.
Même pour le mieux noté, 32% des automobilistes utilisent encore le téléphone à la place du système embarqué, pour les fonctions d’appel, SMS et GPS.

Conscient de cette carence de leur système embarqué, les constructeurs travaillent sur la meilleure façon d’établir une symbiose entre le véhicule et le smartphone.

Tesla propose en 2019 les applications Netflix et YouTube dans son système infotainment embarqué. Crédit photo : Pocket-lint

Pour intégrer ces nouvelles fonctionnalités, deux solutions s’offrent aux constructeurs automobiles :

  • Développer soi-même ces applications avec l’OS (système d’exploitation) de son propre système infotainment.
  • Intégrer Apple CarPlay™ ou Android Auto™ pour pouvoir exploiter leurs applications existantes.

Tesla, fort de sa culture d’entreprise digitale, a choisi le développement interne, pour rester à la pointe du secteur. Ce choix stratégique est partagé depuis peu par le groupe Volkswagen. Le constructeur allemand a décidé de centraliser ses compétences digitales et de créer une entitée «car.software». Dédiée au développement d’un système d’exploitation propriétaire vw.os et les applications associées, Wolfsburg souhaite passer de 10 à 60% la part des logiciels développés en interne.

Mais la majorité des constructeurs privilégient la deuxième option, exploiter les éco-systèmes Google et Apple existants. Le développement et la maintenance de nombreuses applications logicielles restent un coût conséquent pour un constructeur. Pour comparer la taille de l’écosystème digital, le premier constructeur mondial commercialise environ 10 millions de véhicules par an, alors que les smartphones se vendent à 1,5 milliard d’exemplaires par an, dont 214 millions d’Apple (source). Mais cette dépendance aux fournisseurs et aux géants du numérique pose un certain nombre de soucis.

 

Exigences clients vs Réglementations vs Coût : concilier l’impossible

En septembre 2019, le média américain The Verge publie un article intitulé : La nouvelle fonction double écran d’Apple CarPlay ne fonctionnera dans aucune voiture aujourd’hui ; Votre voiture de 40 000 $ est à la traîne par rapport à votre téléphone de 700 $. Huit constructeurs automobiles interrogés, admettent que leur système infotainment n’est pas en mesure de supporter la fonction «dual screen» d’iOS 13. Cet incident révèle d’une part, les limites de performance de l’électronique embarqué, et d’autre part, les sur-couches logicielles développées par les constructeurs automobiles.

La fonctionnalité double affichage annoncée sur l’iOS13 d’Apple CarPlay.  Crédit : Slash Gear

Dans plusieurs pays européens, les applications pour avertir la présence des radars sont strictement interdites. De même, le visionnage d’un film ou de la télévision en conduisant est une infraction grave prévue par le code de la route français. En 2016, un conducteur de Tesla S a été tué dans un accident. Il visionnait justement le film Harry Potter pendant la conduite. Pour brider ces fonctionnalités et rester en conformité, les constructeurs ne peuvent donc pas installer la version native des systèmes d’exploitation Apple CarPlay ou Android Auto dans leur système infotainment. Ils développent des sur-couches logicielles, adaptées à la réglementation du pays dans lequel ils commercialisent le véhicule.

Pour les ingénieurs automobiles, la réglementation n’est pas la seule contrainte à concilier avec l’exigence du consommateur, le coût aussi. Dans l’étude J.D. Power 2018 réalisée en Chine, les consommateurs attendent en priorité un système infotainment rapide, doté d’un écran haute résolution et d’une connexion 4G intégrée. Pourtant ils ne veulent pas payer plus cher. 41% des sondés souhaitent que le prix des services (y compris l’abonnement au réseau 4G) soit compris dans le tarif de vente du véhicule. 51,3% des sondés « tolèrent » un coût d’abonnement de 5 à 10 € par an… Le business modèle des constructeurs paraît compliqué.

Tesla 2013 Model S Premium Media Control Unit

Media Control Unit (MCU) de Tesla Model S 2013. Sa performance hors norme (processeur NVIDIA 1,4 GHz Quad-core) conjugue avec un tarif élevé ($1,800 en réparation). Crédit : Green Car Congress

En 2018, le prix moyen d’une voiture neuve s’établit à 26 035 euros en France. Pour les constructeurs généralistes, difficile donc de proposer un équipement électronique aussi puissant que les véhicules premium à plus de 90 000 euros. C’est donc un véritable défi technique pour les ingénieurs électroniques automobiles de demain.

Aujourd’hui, les constructeurs font le choix d’une architecture hardware modulaire, pour réduire le coût d’achat des systèmes infotainment. Nous avons interrogé Julien S., directeur technique ALTEN, sur la stratégie d’économie d’échelle des constructeurs :

Notre client développe un boîtier électronique unique pour tous les segments. Sa puissance de calcul est suffisante pour satisfaire le système multimédia-navigation d’un véhicule haut de gamme, doté d’écran haute définition et de multiples fonctionnalités. Il est alors sur-dimensionné pour un véhicule entrée de gamme.

Entre Renault Talisman et Renault Clio, la prestation de service du système embarqué diffère. Crédit : Renault

Pour pouvoir satisfaire les besoins de service selon la gamme du véhicule, les ingénieurs ont pour mission de développer un logiciel embarqué paramétrable, capable de gérer plusieurs tailles et de résolution d’écran.

Plusieurs centres de service ALTEN travaillent sur la conception des systèmes infotainment automobile, en Europe, aux Etats-Unis ou en Asie.
Un exemple parmi d’autres : une équipe française pilote le développement des systèmes multimédia-navigation et des accessoires électriques associés (ex : antenne, haut-parleurs…), pour une alliance automobile transnationale. Les ingénieurs système embarqué ALTEN interviennent dans la spécification des composants, le suivi du développement logiciel et électronique, l’intégration mécanique, et la gestion des évolutions/fournisseurs/prototypes.

Premier pont entre le monde automobile et celui du digital, le système infotainment sera bientôt indispensable dans nos véhicules. Les attentes des consommateurs sont nombreuses. Leur plus grande aspiration : l’intégration de l’ensemble des fonctionnalités de notre smartphone à bord du véhicule et à moindre coût. Les constructeurs travaillent sur l’alliance entre puissance et compétitivité tout en rendant leur système conforme aux réglementations
Ainsi l’ensemble de ces services numériques engendrent un grand nombre de data. Le souhait des constructeurs automobiles serait de capitaliser sur ces données afin d’améliorer la performance des véhicules connectés du futur. C’est un nouveau défi qui s’impose.

 

Pour en savoir plus sur l’ingénierie automobile du groupe ALTEN, consultez la page : https://www.alten.com/fr/sector/automobile-ingenierie/

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