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L’histoire méconnue de la voiture autonome

La voiture sans conducteur est passée en quelques années de la rubrique « science-fiction » à celle des actualités. Nous suivons ses progrès au rythme des alliances industrielles et avancées réglementaires dans le monde entier. Pourtant, peu de gens savent que rien n’aurait eu lieu sans une course automobile complètement déjantée dans le désert du Nevada. Oui, il y a 13 ans à peine, une bande de fous a tenté avec des technologies rudimentaires de faire rouler voitures, camions et même une moto sans le moindre conducteur à bord. Au-delà des résultats, cette compétition a permis de révéler une communauté qui allait par la suite faire de la Silicon Valley le berceau de la voiture du futur.

Retour sur une aventure extraordinaire à l’origine de ce qui sera sans doute l’invention du siècle.

Le Woodstock pour geeks

Lorsqu’ils lancent en 2004 le Grand Challenge, une course de véhicules entièrement autonomes dans l’impitoyable désert de Mojave, les organisateurs de la DARPA (littéralement l’agence pour les projets avancés de défense américaine, voir plus bas) ne pensaient rassembler « qu’une dizaine de personnes au plus ». Une centaine d’équipes répondra à l’appel dès la première réunion d’information au musée de l’automobile de Los Angeles. Parmi elles, des ingénieurs, des universitaires et des entrepreneurs. Aucun constructeur automobile n’a fait le déplacement.

15 équipes seront sélectionnées pour tenter de gagner le prix d’un million de dollars en franchissant 200 kilomètres dans le désert du Nevada. La barre est haute : les pilotes invités à tester le parcours le qualifieront de « difficile, même pour des voitures avec conducteur ». En revanche, la DARPA impose très peu de contraintes techniques : tout ou presque est autorisé tant que le véhicule est autonome et que l’on peut le stopper à distance.

La DARPA répondait à une demande du Congrès américain de construire des véhicules autonomes pour réduire les pertes humaines de la Guerre du Golfe. Face à ce besoin critique, la Recherche n’avançait pas assez vite : focalisée sur la « réduction du rôle du conducteur », elle ne parvenait pas envisager des solutions de rupture (disruptive technologies) et semblait piétiner. « Nous avions besoin de solutions révolutionnaires ». La DARPA veut toucher d’autres personnes : celles qui sont passionnées, qui n’ont pas peur de l’échec, qui bossent tard le soir dans leur garage pour développer des idées nouvelles.

Qu’est-ce que la DARPA ?

Cette vidéo réalisée pour les 50 ans de l’agence en 2008 rappelle que l’agence a été créée en 1958, suite au lancement par les Russes d’un satellite dans l’espace, le célèbre Sputnik. Dès son origine, la (D)ARPA avait pour but de « s’assurer que les Etats-Unis évitent les surprises technologiques » (Wikipedia).  Ses champs de recherche vont d’ailleurs bien au-delà des applications directement militaires : on lui doit notamment l’invention du réseau internet (qui portait d’ailleurs le nom d’ARPAnet), des liens hypertextes, du GPS ou encore des premières interfaces graphiques.

La DARPA ne pilote pas de méga-projets en interne pour répondre à des commandes précises. Malgré un budget de 3 milliards de dollars, l’Agence n’emploie que 240 employés dont 140 ingénieurs. Elle sous-traite ses travaux à de très nombreuses entreprises et centres de recherche, militaires et non-militaires. Ses propres employés vont et viennent entre les centres de recherche comme le célèbre Xerox Parc et les entreprises de pointe américaines.

Trois…deux…un….top départ

Mais revenons à notre course de fous du (sans) volant.

Le 13 mars 2004, une quinzaine de véhicules s’élancent. On trouvera sur la ligne de départ des 4X4, des buggies, mais aussi des camions et même une moto. Oui, une moto autonome ! Son créateur Anthony Levandowsky (qui sera plus tard au cœur du procès Waymo-Uber, mais n’allons pas trop vite) oublie cependant de fixer le stabilisateur et sa moto tombe à terre sans avoir franchi un mètre. Une voiture fonce elle directement sur un mur et se retourne. Une autre aura un problème de GPS : elle essaiera de franchir une clôture barbelée et y restera coincée. Le buggy n’est pas au point non plus : il ne parvient pas à faire le moindre virage et heurte le premier mur de béton venu. Le camion lui fait demi-tour après que son radar ait détecté un buisson de broussailles. Un autre 4X4 stoppe en urgence pour les mêmes raisons, incapable de reconnaître si le buisson est un obstacle surmontable ou non.

Après moins d’une heure, la piste ressemble à un cimetière de robotique. 4 véhicules sont toujours en course, en particulier le pickup de David Hall (Velodyne) et le « Sandstorm » de l’université Carnegie Mellon. Ils abandonneront peu après.

L’organisateur Tony Tether ira voir les journalistes télés qui guettaient le vainqueur à l’arrivée pour leur annoncer la nouvelle : aucun véhicule n’arrivera, le meilleur n’a pas franchi 10 km sur les 200 de la course. « Et bien, qu’allez-vous faire ? » lui demanda un reporter. « Nous allons recommencer, cette fois-ci avec un prix de 2 millions de dollars » répondit Tether.

Apprendre (ensemble) de ses échecs

Mais que sont venus faire des entrepreneurs talentueux et des universitaires brillants dans cette galère ? Apprendre. Apprendre en faisant, en testant et se confrontant le plus tôt possible au réel. Plutôt que de valider des hypothèses théoriques dans leurs laboratoires, ils choisirent de mettre un véhicule sur la route au plus vite.

Prenons l’exemple de David Hall, le fondateur de Velodyne (photo), une entreprise fabriquant du matériel Hi-Fi de haute technologie. Féru de robotique, l’ingénieur découvrira lors de la course une innovation qui allait changer le cours de son entreprise (et de la voiture autonome) : le LIDAR, un radar optique perché sur le toit de la voiture. « Comme pour nos enceintes audio, le LIDAR permet de mesurer le monde autour de vous, avec le délai le plus court possible, et utiliser les données pour ajuster le signal utilisé par l’amplificateur ». De l’audio à la voiture, David Hall était peut-être le seul à voir le potentiel de cette technologie.

Le LiDAR développé par Velodyne (photo) équipera ensuite les premiers véhicules sans conducteur de Google, puis les plus grandes sociétés de cartographies (Here, Bing, Tomtom). L’entreprise et sa technologie sont aujourd’hui au cœur des stratégies d’industrialisation de la voiture autonome. Un marché mondial est né ce jour poussiéreux de 2004 grâce à des personnes totalement extérieures à l’automobile.

La DARPA ne s’arrêtera pas là : comme promis elle lancera un deuxième challenge dès 2005, doté de 3,5 millions de dollars. 190 équipes américaines et étrangères seront alignées en 2005. On y vit s’affronter les plus grandes universités technologiques américaines : Carnegie Mellon (Pennsylvanie) et Stanford (Californie), Virginia Tech et le MIT. Elles furent rejointes dès l’édition suivante (2007) par des constructeurs automobiles comme General Motors ou Volkswagen.

Le mouvement est lancé. En 3 ans et autant de challenges, la DARPA a mis le pied à l’étrier à l’une des plus fantastiques communautés d’inventeurs depuis la conquête spatiale, avec 1000 fois moins de moyens.

Faire émerger et fédérer une communauté

Revenons à notre course de 2004. Là où tout organisateur « normal » aurait considéré le résultat comme un échec, la DARPA annonce au contraire qu’elle double la mise ! Car le résultat lui importe peu: conscients qu’une dynamique est née des difficultés, les deux organisateurs vont s’atteler à fédérer une communauté extraordinaire d’innovateurs.

Sebastian Thrun, jeune chercheur de Stanford, deviendra leader du programme de voiture autonome chez Google puis fondateur d’Udacity, des formations en ligne open source suivies par des dizaines de milliers d’ingénieurs. Dans sa conférence TED, Sebastian raconte l’importance du Challenge Darpa dans son parcours.

Anthony Levandovsky, sera longtemps ingénieur chez Google avant de faire les gros titres en revendant au bout de 6 mois sa startup Otto à Uber pour 580 millions de dollars, ce qui lui vaudra un procès toujours en cours pour vol de propriété intellectuelle. À noter que Sebastian Thrun embauchera Anthony et Chris Urmson, un autre compétiteur de 2004, à son arrivée chez Google. Le géant de Moutain View doit une fière chandelle à la DARPA.

David Hall, fondateur de Velodyne, deviendra milliardaire grâce au LIDAR (lire plus haut et également ce portrait magnifique dans The Verge)

Mélanie Dumas, une ingénieure qui deviendra responsable des robots intelligents chez Google.

Chris Urmson, qui sera leader du programme de la Google Car avant de fonder sa propre startup Aurora.

Sans compter toutes celles et ceux qui se sont ajoutés dans les challenges suivants en mettant leur pieds dans les traces de ces pionniers.

Quels enseignements en tirer ?

Les taxis sans conducteur qui prennent la route à Phoenix ce mois-ci ne seraient sans doute pas là sans l’opiniâtreté et l’audace des organisateurs de la DARPA.

Créez les conditions d’une collaboration maximale

Lorsque vous explorez un domaine réellement nouveau, la compétition est toxique. La collaboration doit être la règle. Cette philosophie est à l’origine d’avancées majeures comme le LIDAR (voir plus haut). Convaincus par Hall, les organisateurs proposeront aux concurrents des challenges suivants d’utiliser le modèle conçu entre temps par Velodyne. L’équipe de Stanford mettra elle le code de ses solutions en ligne (voir ici).

Faites sortir les experts

Sebastian Thrun : « nous étions tous de nouveaux venus et l’innovation ne vient pas du cœur du domaine mais de l’extérieur  ; les experts sont généralement les plus faibles performeurs, car totalement entravés par leur manière de penser ».

Imposez des contraintes, pas des limites

La seule règle du challenge était de mettre sur la piste des véhicules sans conducteur et de relier Los Angeles à Las Vegas. Aucune limite n’existait sur le type de véhicule, les technologies,…

Les organisateurs étaient conscients aussi de la difficulté presque insurmontable de franchir les 200 kms de désert. Leur objectif n’était sans doute pas de réussir cette épreuve mais de toucher du doigt l’étendue des problèmes à prendre en compte par la suite. Bénéficier rapidement de nombreux Minimal Viable Products ou prétotypes plutôt que de modèles achevés.

Encourager les applications commerciales

Dès le départ la DARPA a joué le rôle d’entremetteur entre universités, centres de recherche et entreprises. L’histoire de Velodyne décrite plus haut est symptomatique de cette approche décomplexée propre à la Silicon Valley. Il n’y a pas d’un côté la recherche fondamentale et de l’autre le business. Tout le monde partage les mêmes galères pour apprendre ensemble.

Penser à long terme

Vouloir tester rapidement sur le terrain ne signifie pas ne pas avoir de vision à long terme. Avoir une vision à long terme ne signifie pas faire des plans à 5 ans que personne ne suivra. L’approche de la DARPA est un subtile mélange d’incitation et de laisser-faire, d’absence de limites techniques mais de contraintes de délais. Comparés aux technologies de mars 2004, celles qui équipent les taxis de Waymo n’ont plus grand chose à voir. Les progrès effectués en 13 ans sont énormes : imaginez où nous en serons en 2030, dans 13 ans.

Et vous ?

J’espère que cette histoire vous a inspiré. Pour ma part j’y ai puisé des idées pour le Challenge Openwaste que j’ai organisé il y a peu de temps dans un domaine totalement différent. Favoriser la créativité et mettre la collaboration au service d’une grande vision.

Il reste encore d’innombrables défis à relever. N’hésitez pas à me faire part de vos propres expériences à stephane-at-15marches.fr

Merci d’avance !

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Cette histoire et certaines photos sont tirées  d’un article de Wired de 2017 (à lire ici)