Le transport autonome sur routes forestières

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Les raisons à l'appui de cette initiative

Le secteur forestier est souvent identifié comme l’une des industries les plus dangereuses du Canada, où des incidents liés à la sécurité peuvent se produire notamment pendant les opérations de transport sur les routes forestières.

Outre les préoccupations en matière de sécurité, la pénurie de conducteurs de camions est problématique pour l’industrie du transport. Il y a actuellement 25 000 postes vacants dans le secteur du camionnage, et Trucking RH Canada prévoit que ce nombre pourrait passer à 40 400 d’ici 2030. Compte tenu du vieillissement de la population actuelle de camionneurs, on s’attend à ce que le nombre de postes vacants augmente, ce qui mettra davantage de pression sur le marché du travail. La pénurie de conducteurs a déjà entraîné la fermeture d’usines dans le passé et cette perturbation de la chaîne d’approvisionnement pourrait devenir de plus en plus fréquente.

FPInnovations se consacre à l’amélioration de la compétitivité du secteur forestier canadien et a identifié des solutions technologiques pour accroître la sécurité, réduire les coûts de transport et améliorer la planification logistique.

La solution

FPInnovations croit que la technologie de camionnage autonome est une solution viable à la pénurie de main-d’œuvre chez les camionneurs, où la fibre et les matières premières issues de la forêt pourraient être transportées par :

– Un conducteur de camion expérimenté à la tête d’un convoi de camions de classe 8 sans conducteur reliés électroniquement (peloton),

ou

– Des camions de classe 8 complètement autonomes (autonomie d’un seul véhicule).

L’introduction du camionnage autonome dans le secteur canadien des ressources aurait de nombreux avantages, notamment :

– Une réduction des coûts de transport

  • – Une réduction des coûts directs de main-d’œuvre
  • – Une facilitation des horaires avec doubles quarts de travail et une augmentation des taux d’utilisation de l’équipement
  • – Une réduction potentielle de la consommation de carburant.

– La sécurisation d’un flux continu de matières premières pour ainsi éviter les fermetures d’usines en raison de problèmes d’approvisionnement liés au manque de conducteurs et éviter la perte de profits.

– Un potentiel d’amélioration de la sécurité et de réduction des coûts d’assurance à long terme.

La technologie derrière le camionnage autonome

Communication radio et cellulaire
Véhicules liés électroniquement
GPS et UMI
Positionnement en temps réel
Radar et Lidar
Détection d’objets
Caméra
Détection à haute définition d’objets
  • Des capteurs de type radar et lidar, des caméras HD et thermiques permettent au système autonome de « voir » son environnement.
  • Le GPS permet au système autonome de trouver sa position géographique. Les unités de mesure inertielle (UMI) peuvent également être utilisées pour le positionnement lorsque le GPS n’est pas disponible.
  • La communication radio et cellulaire permet au système autonome de communiquer avec d’autres véhicules autonomes, ou avec une infrastructure dédiée ou même des stations de surveillance à distance.

Défis

– De nombreux fournisseurs de technologies proposent des solutions de transport autonome pour routes publiques (réseaux routiers pavés avec marquage de voies) ou routes d’accès privé ou contrôlé (sites miniers et cours d’expédition / réception).

– L’identification d’une solution autonome pour un environnement forestier présente un ensemble unique de défis :

  • Topographie accidentée des routes forestières
  • Circulation mixte et obstacles
  • Conditions météorologiques extrêmes au Canada
  • Adaptation de la technologie à de multiples configurations de tracteurs semi-remorques
  • Acceptation par le public
  • Obstacles réglementaires
  • Normes et politiques existantes qui ne soutiennent pas le transport autonome

FPInnovations vise à relever ces défis et permettre l’adoption de cette technologie sur routes d’accès aux ressources en utilisant une approche progressive pour les essais et le déploiement, ainsi qu’en s’engageant avec les bons partenaires.

Calendrier de développement et de commercialisation

FPInnovations est à la tête d’essais de solutions de circulation en peloton et de camionnage autonome depuis 2016, travaillant en étroite collaboration avec les principaux intervenants en matière de réglementation aux niveaux provincial et fédéral.

FPInnovations visite le centre d’essais tout-terrain de Forterra en préparation du déploiement au Canada

Essais sur autoroute et routes d’accès aux ressources (octobre 2018 et juillet 2019)

Des essais sur autoroutes et routes d’accès aux ressources ont été effectués à La Tuque, au Québec, avec deux camions Peterbilt 579 de classe 8 en peloton fournis par l’Université Auburn, fournisseur de la technologie.

Plus de 1500 km ont été parcourus avec le système de circulation en peloton engagé sur des routes primaires et secondaires.

Ce programme d’essais a permis d’identifier les améliorations technologiques à apporter, mais aussi de démontrer que la circulation en peloton était viable sur les routes d’accès aux ressources.

Essais de référence (mars – septembre 2022)

Les essais de référence ont été exécutés en partenariat avec le fournisseur de technologie, Forterra. Les essais impliquaient d’exposer le système de cartographie mobile (SCM) de Forterra à l’environnement des routes canadiennes d’accès aux ressources et d’évaluer sa performance dans des conditions hivernales et estivales (poussière, neige, pluie, etc.).

Environ 2500 km de routes forestières du Québec ont été balayées avec le SCM, constitué de capteurs autonomes portables. Le SCM est considéré comme les « yeux » d’un système autonome type et se compose de caméras HD, d’un lidar, d’un GPS et de capacités de communication.

Essais de phase 1 (juillet à décembre 2023)

Les résultats des essais de référence ont été utilisés pour améliorer le système autonome de Forterra. Ces améliorations ont été appliquées à deux camions autonomes Mack Granite de classe 8 pour les essais de la phase 1.

Les essais de phase 1 ont été réalisés en Idaho et en Californie (États-Unis) ainsi que dans cinq sites d’essai au Québec (Canada).

Les essais de la phase 1 comprenaient :

  • un camion de tête conduit manuellement
  • un camion suiveur avec conduite autonome et présence d’un conducteur de sécurité 
  • des semi-remorques à quatre essieux vides (pas de charge utile)
  • la démonstration de la technologie de peloton sur les routes forestières privées (accès contrôlé)
  • plus de 1400 km parcourus en mode autonome
  • l’exposition aux conditions hivernales canadiennes (chutes de neige, températures froides de -22 °C).

Partenaires

Rôles et responsabilités

L’initiative de transport autonome possède une vocation commerciale et sera gérée par quatre groupes de parties prenantes clés : expertise en opérations et essais (FPInnovations), fournisseurs de technologies, partenaires industriels et gouvernementaux.

  • Agit comme conseiller impartial  (tierce partie neutre) chargé d’identifier la bonne technologie pour le secteur canadien des ressources.
  • Facilite la communication parmi l’ensemble des parties prenantes (industrie, gouvernement, fournisseur de technologie).
  • Travaille directement avec les entreprises forestières pour s’assurer que leurs besoins opérationnels sont pris en compte dans le projet.
  • Guide les fournisseurs dans l’adaptation de leur technologie à l’environnement forestier.
  • Collabore avec les organismes de réglementation fédéral et provinciaux à l’échelle du Canada sur les processus de mise à l’essai et de déploiement.
  • Dirige la planification des essais et établit les indicateurs clés de performance  (ICP) et les indicateurs de performance en matière de sécurité (IPS) qui démontrent les capacités du système et les jalons de sécurité.
  • Supervise le déploiement de la technologie et de son système à l’appui et s’assure qu’il est exécuté de manière sécuritaire.

Les fournisseurs de technologie, tels que Forterra, Kratos Defense & Security Solutions Inc., et Kodiak Robotics Inc., jouent un rôle essentiel dans cette initiative. Certaines de leurs responsabilités incluent :

  •  Fournir des camions autonomes pour des tests effectués au Canada.
  •  Adapter leur technologie aux besoins du secteur des ressources naturelles canadien.
  •  Participer activement à la préparation, à l’exécution, à l’analyse et au rapport des essais.
  •  Contribuer à la création de plans de test en collaboration avec FPI afin d’établir des indicateurs de performance clés (KPI) et spécifiques (SPI) réalistes qui démontrent les capacités et les objectifs de leur système.
  •  Participer à la conception de l’écosystème ainsi qu’à la planification du déploiement sécuritaire des technologies.

Industrie forestière (Produits forestiers Résolu, Alpac, Chantiers Chibougamau, West Fraser) :

  • Contribuent au financement de l’initiative.
  • S’assurent que les exigences du secteur forestier sont prises en compte dans l’initiative.
  • Participent activement aux réunions mensuelles et aux séances de travail, en fournissant une rétroaction sur les paramètres du projet et en participant activement aux processus décisionnels.
  • Apportent de l’aide à la préparation et l’exécution des essais, en fournissant de la main-d’œuvre et/ou de l’équipement au besoin.

L’initiative en transport autonome de FPInnovations a été financée par de nombreux organismes gouvernementaux :

  • SPN (Société du Plan Nord)
  • MRNF (Ministère des Ressources naturelles et des Forêts),
  • RNCan (Ressources naturelles Canada – Gouvernement du Canada).

FPInnovations poursuit ses efforts en transport autonome sur le plan réglementaire en collaborant avec plusieurs ministères provinciaux et fédéraux :

  • Transport Canada
  • MTMD (Ministère des Transports et de la Mobilité durable – Québec)
  • SAAQ (Société de l’assurance automobile du Québec)
  • MTO (Ministère des Transports de l’Ontario)
  • Ministry of Highways – Gouvernement de la Saskatchewan
  • SGI (Immatriculation des véhicules et permis de conduire en Saskatchewan)
  • Alberta Transportation and Economic Corridors

FAQ

Quelle est la différence entre la circulation en peloton autonome et l’autonomie d’un seul véhicule ?
  • La circulation en peloton autonome implique un convoi de camions reliés électroniquement où le camion de tête est conduit manuellement par un conducteur d’expérience alors que les camions suiveurs, sans conducteur, suivent les déplacements du camion de tête.
  • Le concept d’autonomie d’un seul véhicule désigne un véhicule indépendant qui fonctionne sans la présence d’un conducteur.
  • Pendant les essais et le déploiement initial de l’Initiative de transport autonome de FPInnovations, il y aura toujours un conducteur de sécurité dans tous les véhicules. Celui-ci demeurera vigilant et prêt à prendre le contrôle de son véhicule en cas d’incident de sécurité.
Qu’est-ce que l’autonomie de niveau 4 de la norme SAE ?
  • Le niveau 4 de la norme SAE réfère à un véhicule capable de se déplacer de manière autonome dans certaines conditions bien définies. Lorsque le système autonome est enclenché, il est en contrôle et responsable de tous les aspects de la conduite, même si un humain est présent dans le siège du conducteur.
  • Un système répondant au niveau 4 de la norme SAE ne fonctionnera pas à moins que toutes les conditions requises ne soient respectées et aura une réaction appropriée si une condition au-delà de sa capacité survient (c.-à-d. arrêter, ralentir, etc.).
  • Les conditions qui définissent son domaine de conception opérationnelle peuvent inclure la vitesse, la localisation géographique, l’heure de la journée et les conditions météorologiques, pour n’en nommer que quelques-unes.
Comment l’autonomie pourrait-elle affecter la sécurité routière ?
  • La majorité des accidents de la route est attribuée à l’erreur humaine. L’adoption de véhicules autonomes appuyés par un écosystème approprié a le potentiel de réduire considérablement cette source d’accidents. Elle permettra également de soutenir en toute sécurité les opérations de transport 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.
  • La possibilité de prolonger les heures de travail peut potentiellement réduire les congestions sur les routes en opérant à des heures où il y a moins de trafic
Quel est l’objectif principal de FPInnovations avec cette initiative ?
  • Trouver une solution efficace et sécuritaire à la pénurie de conducteurs de camions dans l’industrie forestière et aider l’industrie à déployer des solutions de conduite autonome dans ses activités quotidiennes.
Comment le transport autonome sera-t-il déployé au Canada ?

Avec la variété de fournisseurs de technologies dans l’écosystème, un certain nombre de modèles d’affaires émergent :

  • Fonctionnalités d’autonomie en tant que service : le client achète les véhicules autonomes de classe 8, y compris toute la technologie requise, et s’abonne à un service mensuel pour les mises à niveau matérielles et logicielles, ainsi que les activités d’entretien, etc.
  • Transport autonome en tant que service : le fournisseur de technologies agit en tant que propriétaire de la flotte fournissant des services de transport à ses clients sur une base par km, ou même à prix fixe, selon le type d’opérations.
  • Matériel en tant que service : le client paie pour que le système d’autonomie soit installé sur deux de ses camions existants. Le coût serait amorti sur la durée de vie des véhicules et couvrirait l’installation, la formation des conducteurs (dans le cas de la circulation en peloton), le soutien technique, les mises à niveau du matériel et des logiciels, etc.
Combien coûte le transport autonome ?

Les coûts varient considérablement selon la configuration des camions, le type de trajets et de transport, mais dès maintenant, certains systèmes autonomes sont compétitifs en termes de tarifs des conducteurs en Amérique du Nord. À long terme, les systèmes autonomes deviendront moins chers qu’ils ne le sont actuellement pour plusieurs raisons :

  • Disponibilité 24/7 – moins de camions pour le même volume transporté.
  • Meilleure disponibilité globale des camions en raison d’une conduite plus constante et d’une réduction du nombre d’accidents.
  • Systèmes plus sécuritaires à long terme.
Le transport autonome peut-il réduire les émissions de carbone ?
  • Bien que ce ne soit pas de l’objectif premier de l’initiative, à long terme, le transport autonome a le potentiel de réduire la consommation de carburant en raison d’habitudes de conduite constantes, de l’absence d’excès de vitesse et de la planification prédictive des itinéraires.

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Christoph Schilling , gestionnaire, Développement des affaires

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