25 ans d’histoire des simulateurs de conduite chez Renault Group : sur la route d’une expérience en pleine immersion
Avant l’arrivée des premières simulations numériques, les prototypes de futurs véhicules développés par Renault Group étaient uniquement soumis à des tests de roulage physiques (sur route ou sur banc) pour valider leurs caractéristiques et équipements. Une opération coûteuse, qui a atteint des sommets lorsqu’il s’est agi de valider des équipements technologiques comme les ADAS (aides à la conduite).
Depuis l’explosion de la digitalisation, la simulation numérique (dont la simulation de conduite est un des domaines d’application) a changé la donne : un gain de temps et d’argent, moins de prototypes réalisés – et une réduction majeure dans le coût de développement des véhicules.
Depuis 1998 avec HELIOS jusqu’à 2023 avec ROADS, découverte des cinq générations de simulateurs majeurs qui ont toujours placé Renault Group aux avant-postes du développement numérique.
1998 : HELIOS éclaire la route pour les simulateurs
Dès la fin des années 90, l’éclairage des véhicules était développé et validé sur un simulateur d’éclairage. Avant cette date, le développement d'un nouveau projecteur automobile passait par la fabrication de plusieurs prototypes physiques. Lancé en 1998 sous le nom de HELIOS (HEadLIght Operating System), il a permis dès sa première version de réduire le nombre de prototypes physiques nécessaires au développement des projecteurs tout en améliorant la qualité de l’éclairage des optiques (portée, homogénéité de la couleur, niveau d’éblouissement). Sans oublier les essais d’éclairage de nuit… qui étaient ainsi possibles en plein jour.
Pour suivre la cadence de l’évolution des technologies, HELIOS a été modernisé à plusieurs reprises au cours de ses années d'exploitation. Depuis sa dernière amélioration en 2017, HELIOS restitue l’éclairage de la route de manière ultraréaliste : huit projecteurs en très haute définition 4K (le pixel n’est plus visible par l’œil humain), un niveau de contraste élevé permettant de faire la visualisation optimisée de nuit, le tout sur un écran sphérique à 225° qui couvre la totalité du champ de vision du conducteur.
Equipé d’un système de vérins, HELIOS permet d’avoir un premier niveau de restitution des mouvements et des vibrations du véhicule. HELIOS a servi récemment à valider la technologie Matrix LED Vision utilisée notamment sur Austral, Nouvel Espace et Nouveau Rafale.
2001 : C-CARDS, le premier simulateur dynamique de Renault Group
Premier simulateur de conduite dynamique de Renault Group, C-CARDS (Comprehensive Automobile Research and Development Simulator) a été développé dans le cadre d’un projet européen, et lancé en 2001. L'image frontale était projetée dans un champ horizontal de 150° et un système de mouvements permet de restituer des accélérations allant jusqu'à 0,5 G. Les versions successives de C-CARDS ont notamment amélioré son système de projection avec un écran passé à 270°, soit l’ensemble du champ de vision du conducteur. C-CARDS est utilisé pour évaluer les concepts d’ergonomie, d’interface homme-machine (IHM) et désormais bien sûr, le fonctionnement des aides à la conduite. C-CARDS est particulièrement adapté pour les études d’insertion dans le trafic avec une vision de l’angle mort grâce à un écran arrière.
Pour compléter les moyens d’évaluation de l’ergonomie et des IHM, le simulateur de conduite SEi (Simulateur Ergonomie & IHM) a été mis en service en 2013. Complémentaire de C-CARDS, SEi est un simulateur de conduite statique (pas de restitution d'accélération pour le conducteur) composé d'un cockpit modulaire reproduisant l’affichage des tableaux de bord et des systèmes multimédia. Ce cockpit est placé devant trois écrans 4K qui projettent la scène de conduite.
2004 : ULTIMATE, le simulateur à hautes performances dynamiques
Au moment de son lancement en 2004, ULTIMATE était une première mondiale chez un constructeur automobile. Son architecture unique était composée d’un poste de conduite de voiture et d’un écran de visualisation panoramique. L’installation est complétée par un système de mouvement composé d’un hexapode, et d’une table croisée. L’hexapode permet de restituer les mouvements de la voiture dans toutes les directions (le tangage, le roulis et le lacet). La table croisée (« table XY ») avec ses 5 mètres x 5 mètres d’excursion, restitue des déplacements latéraux et longitudinaux en simultanés et permet d’atteindre 0,7 G d’accélération.
Ces caractéristiques dynamiques permettent de restituer de façon réaliste les sensations kinesthésiques perçues pendant la conduite lors d’accélérations.
Avant ROADS, ULTIMATE était le plus grand simulateur dynamique du groupe. L’un de ses usages depuis le début a été de simuler des situations « accidentogènes » en mesurant de façon précise les réactions des conducteurs. Le réalisme de la situation de simulation est renforcé par la variété des scénarios routiers et du trafic généré pour le test. Récemment, il a été utilisé pour tester les véhicules électriques, par exemple pour le freinage récupératif qui améliore l’autonomie de la batterie, ou leur design sonore. 
2013 : CAVE, une étape supplémentaire dans le réalisme visuel
Un CAVE (Cave Automatic Visualization Environment) est une salle immersive dont les murs, sol et plafond sont utilisés pour afficher une scène en relief (3D) et à l'échelle 1. Il est complémentaire aux dispositifs basés sur des casques de réalité virtuelle également déployés chez Renault Group. Le CAVE mis en place en 2014 s’appelle IRIS (Immersive Room & Interactive System). Cet outil de visualisation 3D immersif permet d’observer et d’interagir avec un véhicule entièrement virtuel, le « jumeau virtuel » de la future voiture. L’utilisateur, placé à l’intérieur ou à l’extérieur d’une voiture virtuelle, est équipé de lunettes avec des capteurs, qui permettent à l’image affichée à l’échelle 1 de suivre ses mouvements de tête. Les images sont rafraîchies en temps réel pour garantir une immersion complète. IRIS est entre autres utilisé pour valider l’architecture du véhicule (champ de vision au travers du pare-brise, etc.), ou encore la qualité perçue à l’intérieur et à l’extérieur du véhicule.
Ce type d'outil a également été déployé au centre d'ingénierie en Roumanie (RTR), pour la marque Dacia.
2023 : ROADS, fait son entrée comme le simulateur le plus performant du monde
Unique en son genre, ROADS (Renault Operational Advanced Driving Simulator) est le simulateur le plus performant au monde. Inauguré en 2023, il est accueilli dans un bâtiment de 2 300 m² lui aussi baptisé ROADS.
Ce simulateur possède des caractéristiques impressionnantes : accélération jusqu’à 1 G en latéral et longitudinal, déplacement sur des rails de 25 mètres x 25 mètres (environ 10 fois la surface d’évolution d’ULTIMATE), vitesse de déplacement de 9m/s, temps de réponse inférieur à 30 millisecondes (contre 250 ms pour ULTIMATE), système de projection à l’intérieur du dôme composé de 15 vidéoprojecteurs 2,5K pour générer une image haute définition à 360° aussi bien en 2D qu’en 3D.
Pour renforcer l’impression futuriste de cette installation, l’embarquement dans l’antre du dôme s’effectue par une passerelle fermée, posé à 4 mètres de hauteur. Le conducteur avance vers le cœur du simulateur sans jamais voir son mécanisme pour mieux le plonger dans l’exercice en lui donnant le sentiment d’être dans une vraie situation de conduite. Le cockpit du véhicule placé dans le dôme peut être changé afin d’assurer une bonne cohérence entre cet habitacle physique et le véhicule numérique qui est évalué.
En comparaison avec les précédentes générations de simulateurs, ROADS permet aujourd’hui d’évaluer des systèmes d’aide à la conduite aux conditions limite (freinage d’urgence, système de contrôle de trajectoire etc.), et le comportement routier des futurs véhicules en toute sécurité. En définitive, ROADS permet d’aller plus loin dans toutes les évaluations des futurs modèles de la gamme, en passant à une nouvelle dimension : plus de précision, plus de rapidité, et surtout, plus d’immersion.
