Des algorithmes pour guider les taxis volants d’Uber

La flotte d’avions élec­triques d’Uber devrait prendre son envol d’ici 2023 dans les villes de Dal­las, Los Angeles et Mel­bourne. Ube­rAir, le ser­vice d’« avia­tion à la demande » du géant numé­rique de la mobi­li­té, basé sur des véhi­cules à décol­lage et atter­ris­sage élec­tro­nique ver­ti­cal (eVTOL), pro­met de révo­lu­tion­ner le trans­port en zone urbaine en moins de trois ans.

A la place de taxis longue dis­tance, Uber pro­po­se­ra aux pas­sa­gers un trans­port par avion élec­trique à faibles émis­sions de CO₂. Même si ces véhi­cules devraient coû­ter vingt fois plus cher que des voi­tures nor­males, Uber affirme que les eVTOL per­met­tront de réduire le coût des tra­jets quo­ti­diens sur le long terme, notam­ment parce qu’ils pour­ront être partagés.

S’il y a des rai­sons de pen­ser que le pro­jet est une chi­mère, sa concré­ti­sa­tion est en réa­li­té bien plus proche qu’on ne le pense, même si quelques pro­blèmes demeurent. Par­mi les défis qu’il reste à rele­ver, citons la recherche de bat­te­ries à la fois assez puis­santes et assez légères, la for­ma­tion de pilotes et l’ob­ten­tion des cer­ti­fi­ca­tions et auto­ri­sa­tions néces­saires. Mais ce sont là des obs­tacles tech­no­lo­giques et règle­men­taires qu’Uber espère sur­mon­ter assez tôt. La grande ques­tion, cepen­dant, reste de savoir com­ment anti­ci­per les besoins en infra­struc­tures, et de déve­lop­per des outils de ges­tion du tra­fic aérien urbain capables de sou­te­nir un tel sys­tème. Pour cela, Uber s’est asso­cié à l’Ins­ti­tut Poly­tech­nique de Paris en 2019 en créant une chaire de recherche uni­ver­si­taire inter­na­tio­nale sur la « mobi­li­té urbaine inté­grée », dont je suis titu­laire. Notre objec­tif est d’an­ti­ci­per les besoins des infra­struc­tures urbaines autour d’eV­TOL, en aidant Uber à mieux com­prendre com­ment le sys­tème peut s’intégrer aux zones urbaines. 

S’il y a des rai­sons de pen­ser que le pro­jet est une chi­mère, sa concré­ti­sa­tion est en réa­li­té bien plus proche qu’on ne le pense.

Dans le centre-ville de Los Angeles, par exemple, il existe déjà au moins 40 héli­ports, pour la plu­part pri­vés. Pour­raient-ils être la solu­tion ? Si oui, quels seraient les besoins en éner­gie ? Dans le cadre de nos recherches, nous conce­vons des algo­rithmes qui pour­raient aider Uber à explo­rer les dif­fé­rentes options afin que l’en­tre­prise puisse prendre des déci­sions stra­té­giques concer­tées. C’est ce que font les algo­rithmes de recherche opé­ra­tion­nelle : aider les gens à prendre des « déci­sions optimales ». 

On peut de fait ima­gi­ner une ana­lo­gie avec Google Maps. Le logi­ciel uti­lise un algo­rithme pour cal­cu­ler l’i­ti­né­raire le plus rapide entre deux points tout en pre­nant en compte des infor­ma­tions en temps réel, comme le tra­fic ou les tra­vaux rou­tiers. Le pro­blème que le pro­gramme résout, c’est la recherche du « che­min le plus rapide ». En termes simples, il décom­pose le tra­jet en seg­ments plus petits, qu’il ana­lyse en se deman­dant lequel est le plus rapide. Dans le cadre de mes tra­vaux, je conçois des algo­rithmes simi­laires, basés sur les dif­fé­rents scé­na­rios possibles. 

Au bilan, cette flotte d’a­vions eVTOL appor­te­ra avec elle tout un ensemble de contraintes inédites. Le monde sera pro­ba­ble­ment dif­fé­rent en 2023 ! 

Ces algo­rithmes per­mettent d’é­tu­dier l’impact des déci­sions prises dans ce monde futur. Quels sont les fac­teurs à prendre en compte ? De quelles infra­struc­tures aura-t-on besoin ?  Quelle sera la consom­ma­tion élec­trique des eVTOL et com­ment gére­ra-t-on la puis­sance néces­saire pour les alimenter ?

Il existe aus­si un autre enjeu de taille. Dans un pre­mier temps, les eVTOL auront des pilotes et seront sur­veillés par des tours de contrôle ; mais l’ob­jec­tif final est de les rendre auto­nomes. Le but de mes recherches est aus­si de com­prendre com­ment les appa­reils aériens pour­ront répondre à des évé­ne­ments impré­vus. Si un véhi­cule d’ur­gence doit prendre son envol, par exemple, la tra­jec­toire des eVTOL devra rapi­de­ment être modi­fiée en conséquence.

Nous devons éga­le­ment être suf­fi­sam­ment souples pour nous adap­ter à des besoins fluc­tuants. La pan­dé­mie n’est qu’un exemple des défis que le pro­jet devra rele­ver. Si l’on consi­dère les trans­ports ter­restres, par exemple, Uber­Pool – le ser­vice qui per­met aux pas­sa­gers de par­ta­ger leurs tra­jets – est actuel­le­ment indis­po­nible, à cause du risque d’in­fec­tion. Et même si la situa­tion évo­lue­ra pro­ba­ble­ment d’i­ci 2023, les habi­tudes risquent, elles, de demeu­rer. À Paris, le nombre de cyclistes a ain­si aug­men­té d’en­vi­ron 60 % après le confi­ne­ment, et nous devons en tenir compte dans nos simu­la­tions. La muta­tion des modes de vie est une piste inté­res­sante à explorer.