Améliorer la technologie pour mettre l’autonomie au volant
La voiture moderne est souvent comparée à un ordinateur sur roues, les systèmes d’aide à la conduite («advanced driver assistance systems» pour ADAS) ne constituant qu’un aperçu de son potentiel. Les dispositifs de capteurs avancés et la fusion des données de capteurs continuant à progresser, nos voitures devraient bientôt être complètement automatiques. Toutefois, les capteurs radar actuels ne disposent pas encore de la largeur de bande nécessaire pour répondre aux exigences complexes de la sécurité des véhicules autonomes. Le spectre de fréquences sub-térahertz (THz), qui s’étend de 150 à 300 gigahertz (GHz), offre un potentiel pour ce type de communication radar, mais il nécessite des microdispositifs capables d’émettre, de recevoir et de mettre en réseau la fréquence sub-THz. C’est l’objet du projet car2tera.eu (Car2TERA), financé par l’UE. «Car2TERA ouvre la voie à la conception de technologies sub-THz à large bande passante pour les systèmes de capteurs avancés installés dans l’habitacle, à la fusion des données de capteurs et à la liaison de données à haut débit», explique Barbara Gaggl, cheffe de projet chez TECHNIKON, une société autrichienne de services de recherche.
Un succès technique
Le succès technique du projet, soutenu par les multiples compétences de son équipe de recherche, a conduit au développement de démonstrateurs de niveau de maturité technologique 4 (NMT 4) dans deux nouveaux scénarios d’application prometteurs: les capteurs de radar automobile à courte portée pour la surveillance en temps réel des passagers et les liaisons de données «THz sur plastique» («THz-over-plastic») à courte distance. «Ces avancées répondent efficacement aux défis complexes liés à la conduite autonome et aux opérations des robots mobiles», souligne Barbara Gaggl, qui faisait également partie de l’équipe de coordination du projet. Un frontal miniaturisé de formation de faisceaux sub-THz constitue l’une des principales innovations de Car2TERA. La solution utilise non seulement une technologie innovante d’intégration de systèmes de guides d’ondes micro-usinés, mais elle est par ailleurs capable de modifier la forme du faisceau. «L’une des applications de cette technologie est la surveillance des passagers dans l’habitacle, qui est le marché des capteurs automobiles qui connaît actuellement la croissance la plus rapide», note Barbara Gaggl. «Nous sommes convaincus que notre solution contribuera à la mise en place de mesures d’atténuation des accidents et de détection des signes vitaux adaptées aux besoins individuels en temps réel.» Les chercheurs ont également mis au point une nouvelle interface plastique-fibre à ondes d’hyperfréquences qui permet le couplage rentable et performant de circuits intégrés monolithiques hyperfréquences (MMIC pour «monolithic-microwave integrated circuits») en silicium-germanium (SiGe) de qualité industrielle, ou des technologies MMIC à base de graphène. «Ces liaisons de données THz sur plastique à courte distance et à haut débit pour les réseaux d’accès radio et les réseaux fédérateurs des télécommunications soutiendront la multiplication des données inhérente à la 5G et remplaceront à terme les liaisons par fibre optique coûteuses et peu fiables», ajoute Barbara Gaggl. Ces composants, entre autres, ont été rassemblés dans un prototype de radar automobile de 240 GHz. Le prototype de NMT 4 a permis de démontrer avec succès la faisabilité de systèmes électroniques intelligents sub-THz reposant sur les dernières technologies en matière de semi-conducteurs, de microsystèmes et de nanoélectronique.
Renforcer l’avantage concurrentiel de l’Europe
En plus de faire progresser l’état de la technique en matière de systèmes électroniques automobiles intelligents de la prochaine génération, le projet Car2TERA a aussi contribué à renforcer le savoir-faire industriel européen dans le secteur des radars automobiles et des technologies émergentes et abordables dans le domaine du sub-THz. Ce faisant, il consolide la présence de l’Europe sur le marché concurrentiel des dispositifs de capteurs électroniques intelligents. Selon Barbara Gaggl, les fabricants européens de modules automobiles détiennent 79 % des parts de marché du secteur des radars, tandis que les fabricants européens de semi-conducteurs détiennent 90 % de celui des puces pour radars automobiles. «Car2TERA contribue au succès européen en matière de dispositifs de capteurs électroniques avancés et intelligents dans le spectre des fréquences sub-THz», souligne-t-elle. En outre, la technologie radar à courte portée et à fréquence sub-THz mise au point dans le cadre du projet soutiendra des applications émergentes telles que la surveillance des habitacles. «De la sécurité automobile aux liaisons de données à haut débit, Car2TERA a repoussé les limites de la recherche européenne», conclut Barbara Gaggl.
Mots‑clés
Car2TERA, sécurité automobile, radars, semi-conducteurs, autonomie, systèmes électroniques automobiles intelligents, dispositif de capteurs électroniques intelligents, systèmes d’aide à la conduite, ADAS, automatisation, capteurs radar, véhicule autonome, capteurs automobiles, 5G
