III. L Intelligence Artificielle dans les transports

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1 III. L Intelligence Artificielle dans les transports De nos jours, l Intelligence Artificielle occupe une place de plus en plus importante dans le domaine des transports ; d ailleurs, d aucuns pensent qu un jour l Homme ne conduira plus, mais sera conduit par la machine. De plus en plus de personnes s interrogent à ce sujet, c est pourquoi nous allons nous y intéresser à travers les deux principaux domaines qui, à l heure actuelle, utilisent une Intelligence Artificielle. Ces deux domaines, aujourd hui relativement banalisés, sont le pilotage automatique et le GPS. A) Le pilotage automatique Le pilotage automatique est un système permettant de faire suivre à un véhicule un itinéraire prédéfini en tenant compte des aléas rencontrés en chemin.² Actuellement, le pilotage automatique se retrouve dans les domaines de l avion et dans le domaine des trains. Des recherches sont effectuées dans le domaine de la voiture, mais les recherches n en sont qu aux prototypes, c est pourquoi nous ne traiterons pas ce dernier sujet, car notre TPE ne considère que les aspects quotidiens actuels de l Intelligence Artificielle. Le pilotage automatique des avions Le premier système de pilotage automatique pour avions fut mis au point en 1914 par Lawrence Sperry. Il permettait une tenue automatisée du cap et de l altitude. Aujourd hui, le système est plus perfectionné, et est axé sur trois critères : la tenue du cap, de la vitesse et de l altitude. Pour qu il soit considéré comme une intelligence artificielle, le pilote automatique possède en vérité une «force de raisonnement», qui consiste à assimiler une situation à des conséquences et donc à une réaction nécessaire. Par exemple, si un moteur est défectueux, un avion va observer non seulement une chute de vitesse, mais aussi une déviation de trajectoire due au

2 déséquilibrement des moteurs. Il va alors augmenter l activité du moteur seul et réduire celle des moteurs afin d équilibrer l avion, puis avertit le pilote pour que ce-dernier effectue une manœuvre d atterrissage d urgence. L avion va également passer en mode atterrissage d urgence et sortir ses trains d atterrissage s il se trouve au-dessus de la terre ferme (il utilise les données GPS (voir III, B) afin de déterminer si oui ou non il est judicieux de sortir les trains d atterrissage). Le pilotage automatique des avions permet donc non seulement de suivre une trajectoire prédéfinie à une vitesse donnée, mais aussi de détecter et de réagir à une situation imprévue comme une défaillance des moteurs ou, plus couramment, à un «trou d air» (un courant d air froid descendant qui fait chuter l appareil de quelques mètres) ou à une zone de turbulences en stabilisant automatiquement l appareil. Ce système possède néanmoins des limites : en effet, malgré la grande efficacité du pilotage automatique, qui permet aux pilotes de se reposer durant les vols, et donc d enchaîner plus facilement les vols (ce qui permet à la société de réaliser un gain de temps et d argent), le pilote est quand même forcé de réaliser les manœuvres les plus délicates, comme les décollages et atterrissages. Ce système nécessite par conséquent un pilote, qui, s il n est pas qualifié, peut mettre en danger l avion et ses passagers. On a pu observer ceci lors du tragique accident de la nuit du 31 mai au 1 er juin 2009, lors du crash du vol Rio-Paris ; cet accident était en effet dû à une déconnexion du pilote automatique suivie d une erreur du copilote inexpérimenté.

3 Une cabine de pilotage d avion Le pilotage automatique des trains La quasi-totalité des trains équipés de pilotage automatique sont des trains urbains, comme le Métro de Paris, car leur maniement n est pas aussi complexe que les trains régionaux comme le TGV (Train à Grande Vitesse), qui atteignent une vitesse moyenne de 320 km/h (contre 20 km/h pour le Métro). Une rame de Métro à Paris Le pilotage automatique peut être partiel (le conducteur s occupe d ouvrir et de fermer les portes) ou intégral. Nous allons ici nous intéresser plus particulièrement aux Métros de Paris et au système d automatisation intégrale qu ils utilisent : le SAET (Système d Automatisation de l Exploitation des Trains), développé au milieu des années Celui-ci, en plus de piloter des trains automatiquement possède également une «force de raisonnement» caractéristique aux intelligences artificielles : par exemple, si, brusquement, un grand nombre de voyageurs afflue à une gare, même hors des heures de pointe, le système va automatiquement envoyer

4 plus de trains à cette destination, tout en synchronisant l ensemble du réseau ferroviaire avec ces nouveaux effectifs. Ce système SAET possède néanmoins des limites, comme tout système d intelligence artificielle à l heure actuelle. En premier lieu, il faut savoir qu une défaillance de ce système peut globalement entraîner quatre conséquences : Un «nez-à-nez» : une collision frontale entre deux trains. Un dépassement : un train plus rapide qu un autre le percute par l arrière. Une prise en écharpe : une collision latérale entre deux trains. Un déraillement : le train sort de ses rails à cause d un excès de vitesse. Afin de pallier à ces accidents, la RATP (Régie Autonome des Transports Parisiens) a mis en place plusieurs systèmes : Le suivi par humain consiste à faire surveiller le bon ordre voies par des humains, et ainsi réagir promptement si des trains sont menacés de se percuter, par exemple en ordonnant à l un des deux trains de changer de voie. Le cantonnement (ou block-système) consiste à mettre en place des zones (cantons) sur la voie ferrée ; sur chacune de ces zones, il ne doit pas circuler plus d un train. Si un train est top rapide, un signal (généralement un feu multicolore) l avertit et le train s arrête jusqu à ce que le train devant lui ait quitté son canton.

5 Ce système présente pourtant des limites, comme lors de la catastrophe de Pomponne survenue en décembre En effet, une défaillance du système mécanique et une mauvaise visibilité due au brouillard ont entraîné une collision par rattrapage à plus de 115 km/h, tuant plus de 200 personnes. La limitation de vitesse, qui permet de prévenir un déraillement. La plupart des limitations de vitesse se fait par GPS (voir III, B) ou par limitation manuelle (le conducteur limite lui-même les vitesses en fonction du lieu). B) Le GPS (Global Positioning System) Le Global Positioning System (Système de localisation à échelle mondiale) est un système qui utilise les ondes émises par des satellites en orbite autour de la Terre afin d obtenir sa position. C est pendant la Guerre Froide, durant la Course vers l Espace en 1971 qu un chercheur du nom de Fanelli va mettre au point le principe du GPS. Le Département de la Défense des États-Unis va rapidement le mettre en œuvre. Nous allons ici étudier le GPS sous deux aspects : tout d abord, nous étudierons son principe, puis nous nous interrogerons sur ses applications. Le principe du GPS Le système GPS est composé de quarante-et-un satellites en orbite autour de la Terre, à km au-dessus du niveau de la mer. Ceux-ci émettent en continu des ondes contenant un message de navigation (information qui renseigne sur la position et sur l horloge interne des satellites) et un récepteur situé sur Terre (le récepteur en question peut être mobile) peut ainsi calculer sa position et son altitude par trilatération (méthode

6 mathématique permettant de calculer une position en utilisant les propriétés des triangles). Deux autres satellites sont ensuite utilisés pour affiner la position à une précision de 15 mètres. Il peut être qualifié d intelligence artificielle du fait que le système va choisir automatiquement les satellites les plus proches et, si l un deux est défaillant, une base au sol est immédiatement avertie et les satellites adaptent immédiatement leurs émissions afin de pallier à l absence du satellite. La «constellation» de satellites GPS, disposée de sorte à ce que ceux-ci couvrent en permanence l intégralité de la surface terrestre Les applications du GPS Le GPS a connu un franc succès dès sa création, la première application était pourtant militaire : plutôt que des cartes imprécises et des estimations de position, les militaires pouvaient à présent se repérer de façon très précise. Le GPS a également permis de maximiser les performances en géodésie (science de la création de cartes), ce qui a abouti à la création de Google Earth en 2004, un puissant logiciel de visualisation du monde en 3D extrêmement précis régulièrement mis à jour.

7 L interface de Google Earth Si le système GPS a connu des applications d ordre public, il a également été utilisé dans le domaine privé. L exemple le plus flagrant est l apparition du GPS privé, évitant au conducteur de s affairer avec des cartes ; en effet, le GPS lui dicte les instructions de parcours, comme par exemple «Tournez à droite». La société la plus importante dans ce domaine est la société TomTom. C est l intelligence artificielle la plus perfectionnée à ce jour qui utilise les données GPS ; en effet, le GPS privé va calculer l itinéraire le plus rapide en prenant compte des limitations de vitesse locales, des zones de travaux et des informations de trafic. Un GPS privé TomTom Le système GPS a également été utilisé dans le domaine de la recherche, par exemple pour placer des échantillons prélevés à différents endroits sur une carte, et ainsi établir des conjectures sur des évènements passés ou à venir. On remarque une utilisation croissante du GPS dans le suivi des espèces animales en voie de disparition.

8 Le GPS pourtant connaît des limites, et, comme souvent dans le domaine de l intelligence artificielle, la cause générale des accidents se situe dans un dysfonctionnement de l intelligence artificielle. Plusieurs accidents ont déjà eu lieu car des conducteurs imprudents faisaient confiance à leur GPS et ont roulé dans un ravin ou un fleuve.