[0001] La présente invention concerne un système de circulation bimodale, de préférence à motorisation électrique, l’un des modes étant contrôlé de façon conventionnelle par le conducteur et l’autre contrôlé de façon hautement automatisé, comprenant :

• un mode de conduite hautement automatisé à grande vitesse de pseudo niveau 4 (sans vigilance instantanée) ne nécessitant qu’une fiabilité de niveau automobile grâce à un guidage mécanique de secours en mode dégradé, du fait, par exemple, d’une éventuelle défaillance du système de conduite hautement automatisé ;

• une alimentation électrique dynamique de véhicules électriques ou hybrides en très basse tension et moyenne puissance ;

• une possibilité de circulation en "peloton" pour augmenter la capacité de circulation sans élargissement de la chaussée dont les risques sont mitigés par la présence d'un freinage d'urgence, indépendant du coefficient de friction roue/chaussée, et de son activation par inertie dans le cas de défaillance du système de contrôle de freinage comme décrit dans la publication WO 94/26573 du déposant.

[0002] Le déploiement de la circulation autonome des véhicules automobiles se heurte aujourd’hui à un problème juridique du fait que la responsabilité légale en cas d'accident se trouve transférée du conducteur au constructeur (et à ses fournisseurs). En effet, actuellement la plupart des accidents de la circulation sont d’origine humaine engageant principalement la responsabilité du conducteur.

[0003] Tous les concepts actuels de véhicule autonome sont basés sur une technologie "sans contacts" comprenant des capteurs et systèmes électroniques de contrôle, de fiabilité "automobile", qui ne sont donc pas à l'abri d'une défaillance (bug informatique, blackout, etc... ) et de ce fait la plupart des constructeurs se limitent à des aides à la conduite de niveau 3 nécessitant, de la part du conducteur, une vigilance de tous les instants pour reprendre le contrôle du véhicule et de ce fait décharger la responsabilité du constructeur en cas d’accident en mode autonome due à une dysfonctionnement du système de contrôle de trajectoire "sans contact".

[0004] Or, il n'est pas contestable que la somnolence au volant reste une des premières causes d'accident sur autoroute et la conduite autonome de niveau 3, en supprimant la nécessité pour le conducteur de maintenir en permanence sa voiture dans la voie ne va pas dans le sens d’une diminution de la monotonie inhérente à la conduite sur chaussée séparée de type autoroute ou voie rapide, à vitesse soutenue. [0005] En l'état actuel de la circulation et des vitesses de déplacement, une perte de repère visuel comme une absence de ligne de rive ou une interruption inopinée du système de guidage sans contact, ne serait-ce que de quelques dixièmes de secondes, peuvent entraîner une sortie de route ou une collision.

[0006] Si l’industrie aéronautique a mis au point des systèmes électriques avec un niveau de fiabilité très élevé, ces systèmes sont trop coûteux pour une voiture et surtout nécessitent des programmes de maintenance périodique avec un haut niveau de qualité difficilement compatible avec l’entretien courant tel qu’il est perçu par le conducteur d’une automobile aujourd’hui. En effet, si Ton ne compte dans le monde que quelques centaines de milliers d'aéronefs, c'est plus d'un milliard de véhicules qui circulent de nos jours dans le monde soit plus de 5000 fois plus !

[0007] Il n’est donc pas surprenant que tous les projets sérieux de voitures autonomes "sans vigilance immédiate" se limitent aujourd'hui à de très faibles vitesses de déplacement (dans les encombrements par exemple) pour minimiser les conséquences d'accident ou s’orientent vers des véhicules partagés appartenant à des opérateurs, seuls à même d’en couvrir le coût élevé et d’en assurer la maintenance rigoureuse. Par ailleurs la propulsion électrique des véhicules automobiles conventionnels, en dépit des améliorations importantes qu'elle apporte dans les domaines notamment de la pollution atmosphérique et du bruit, se heurte à un problème de poids pour le stockage de l'énergie à bord.

[0008] En effet, 100 kg de batterie d'accumulateur au plomb sont nécessaires pour stocker l'énergie équivalente d'un litre d'essence, pesant 700 grammes. Si la technologie lithium-ion a quadruplé la capacité massique des batteries ces vingt dernières années, passant de 40 Wh/kg à plus de 150 Wh/kg l'autonomie reste toujours insuffisante et représente un obstacle à l’électrification du parc automobile des pays développés.

[0009] D’autre part la fabrication et le recyclage de ces batteries représentent un impact environnemental substantiel qui s’oppose aux objectifs écologiques fixés pour les prochaines décennies du 21ème siècle.

[0010] De nombreuses études ont été menées sur les possibilités de recharger sans contact les véhicules en roulant sur la base de l'induction magnétique mais du fait de la distance entre l’organe émetteur et l’organe récepteur le rendement chute et le coût de l'infrastructure reste aujourd’hui prohibitif pour un déploiement généralisé.

[0011] Par ailleurs, les trajets de longue durée s'effectuent de plus en plus en grande partie sur des doubles voies, voies rapides ou autoroutes à chaussées de circulation séparées. [0012] La présente invention a pour objet, de fournir sur le bas-côté central des voies de circulation séparées un chemin de roulement de site propre pour un des ensembles des roues latérales de véhicules équipés formant un dispositif de guidage mécanique ayant une forme de "gouttière" par la coopération de deux surfaces latérales situées l'une sur le bas du mur de protection "coulé sur place" qui se généralise et l'autre sur la face latérale d'un rail continu ancré dans la chaussée bordant ledit chemin de roulement.

[0013] Ce dispositif en site propre, qui utilise avantageusement l’espace mort entre le mur de protection et la ligne de rive continue délimitant la voie de circulation rapide, appelé zone dérasée qui n’empiète pas sur les voies de circulation existantes, permet une circulation hautement automatisé sécurisée pour des véhicules équipés partageant la chaussée, de façon latéralement décalée avec la circulation existante, afin de permettre une transition économiquement viable pour un déploiement progressif d’un mode de circulation hautement automatisée.

[0014] Dans sa demande PCT/FR93/00486, qui a fait l'objet d'une publication WO 94/26573, le déposant démontrait déjà les avantages au niveau de la sécurité qu'offrirait une telle circulation guidée avec l'ensemble des roues latérales roulant dans une "gouttière". Mais, le dispositif décrit nécessitait soit l'interruption d’une paroi latérale de la "gouttière" pour permettre l'entrée et la sortie des roues latéralement, soit une entrée et sortie frontales comme dans le système "O-Bahn" qui équipe certains bus à ADELAÏDE en AUSTRALIE depuis les années 90 reprenant le principe du projet "Tracline 65" expérimenté dans les années 80 à Birmingham en Angleterre. En effet, l’interruption d’une paroi latérale pose un problème de sécurité en cas de défaillance du système de direction ou en cas de freinage d’urgence dans une zone où la paroi latérale est interrompue.

[0015] La présente invention apporte une solution nouvelle pour les entrées et sorties de la "gouttière" de site propre en fournissant un moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne par l’ensemble de roues latérales, à vitesse soutenue (qui peut être la vitesse maximum courante dans la plupart des pays sur autoroute). Avantageusement des roulettes rétractables placées sur les fusées des roues latérales d’un des ensembles de roues latérales, permettent de soulager momentanément la charge sur les roues latérales, en prenant appui sur le prolongement de la chaussée lorsque lesdites roues latérales se trouvent à l'aplomb de la gouttière aux fins de déposer, sans choc, et extraire ledit ensemble de roues latérales également à vitesse soutenue.

[0016] La fonction principale de ce dispositif réside dans l’existence, pour le véhicule équipé circulant avec un ensemble de ses roues latérales dans la gouttière, d'un guidage latéral mécanique de secours pour contrôler sa trajectoire en cas de mode dégradé du fait d’une défaillance du système primaire de direction en mode hautement automatisé. De ce fait, le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention permet au véhicule d’entrer et sortir latéralement à n’importe quel point de l’infrastructure partagée et ceci à une vitesse plus importante que dans le cas où il faudrait pénétrer dans le réseau par une porte d'entrée précise comme c’est le cas dans le système "O-Bahn".

[0017] Grâce à ces moyens essentiels de l'invention, il n'existe plus de zone privilégiée d'entrée- sortie sur le chemin de roulement de site propre que l'on peut engager ou quitter à un endroit quelconque. De façon avantageuse ce chemin de roulement de site propre peut être bordé directement par le mur de protection de type "Jersey" ou autre de séparation des voies d'une route à chaussée séparée, la surface latérale bordant le chemin de roulement étant portée par la partie inférieure du mur "Jersey" utilisant ainsi avantageusement la bande dérasée située entre le mur "Jersey" et la ligne de rive blanche continue délimitant la voie. [0018] On comprend de ce fait que, même installée sur la partie gauche d'une chaussée séparée (dans le cas de conduite à droite), cette voie de roulement dédiée au guidage de véhicule conserve à l'infrastructure ainsi modifiée, toutes ses caractéristiques pour être empruntée également par les véhicules existants à conduite contrôlée par le conducteur, facilitant grandement l'introduction du système et laissant toute liberté à un accroissement plus ou moins rapide du parc des véhicules équipés selon l’invention sans nécessiter d’importants investissements initiaux.

[0019] De façon avantageuse, les roues latérales pourront être équipées de suspensions à hauteur réglable dont la hauteur variera en synchronisation avec le mouvement des roulettes pour minimiser le roulis de caisse. Par action combinée sur la hauteur de suspension des autres roues latérales on pourra éventuellement supprimer totalement le roulis de caisse lors de l’entrée et la sortie du chemin de roulement de site propre selon l’invention qui deviendra ainsi transparent pour le conducteur et les passagers.

[0020] Par la mesure continue de la distance latérale du véhicule par rapport aux surfaces latérales bordant la "gouttière", par un ou plusieurs capteurs placés en avant de la roue avant, un asservissement de la direction du véhicule peut ainsi maintenir les roues avant au centre du chemin de roulement de site propre offrant ainsi un mode simplifié de conduite hautement automatisée qui ne nécessite pas la détection visuelle des lignes de rive. Bien que la mesure de cette distance peut être acquise en continu par plusieurs capteurs, placés avantageusement en avant de la roue avant, mesurant la position latérale du véhicule par rapport aux surfaces latérales bordant le chemin de roulement de site propre, une défaillance de ce système de détection de la distance est toujours possible et dans cette éventualité les contacts entre les flancs des pneumatiques, ou les bords des jantes dans le cas de crevaison, avec les surfaces latérales de la "gouttière" seront en mesure de maintenir la trajectoire du véhicule jusqu’à l’arrêt d’urgence. Le véhicule pouvant alors sortir de la gouttière en braquant à l’arrêt ses roues avant, pourra être en mesure de libérer le site propre. C’est cette procédure de sortie manuelle de la "gouttière" qui sera utilisée par tout véhicule non équipé qui par accident se retrouverait avec l’ensemble de ses roues latérales dans la gouttière. Il est évident pour l’homme de l’art que pour minimiser les défaillances, une obligation de contrôle périodique rapproché des dispositifs de guidage et de freinage d’urgence sera mise en place par les autorités.

[0021] La présente invention a ensuite pour objet de faire bénéficier à la mobilité électrique d'une alimentation électrique dynamique en très basse tension, disposé le long des voies de circulation à partir duquel chaque véhicule pourra être alimenté sous une tension inférieure à 50 V en alternatif et 120V en continu afin de respecter les normes de sécurité. Il est rappelé que bien qu’inférieur au 400 V, tension standard du bloc de batteries, la très basse tension de sécurité de 120V continue permet tout de même de charger successivement par commutation chaque tranche de 100V environ du bloc de batteries, les batteries étant composées d’éléments de tension de quelques volts seulement.

[0022] Dans un mode de réalisation préférée, le mur "Jersey" comporte au-dessus de la première surface de guidage latéral de chaque côté un "troisième rail " connecté à un des pôles source de très basse tension et le véhicule dispose d'un contact glissant latéral afin d'assurer l'alimentation électrique du véhicule en roulant, l’autre pôle, connecté au rail, étant capté par une brosse ou tout autre dispositif connu.

[0023] En effet, de manière avantageuse en termes d’efficience énergétique globale (c’est- à-dire en tenant compte non seulement de l’énergie pour propulser la voiture, mais aussi pour extraire les matières premières dans les mines et les transformer pour sa fabrication et celle de ses batteries), la présente invention permet de limiter substantiellement la capacité et donc le poids du bloc de batteries embarqué réduisant ainsi la quantité de C02 généré pour sa production. De plus la très basse tension de 120 V DC collectée directement par contact glissant/roulant permet d’alimenter directement le moteur en mode d’autotransformateur, sans passer par les batteries, ces dernières ne servant qu’à fournir l’énergie supplémentaire temporaire ou à récupérer l’énergie excédentaire du fait des montées/descentes et des changements de vitesse imposés par le profil de la voie en mode de circulation hautement automatisée.

[0024] La présente invention a enfin pour objet de réduire les congestions actuelles du réseau en permettant la circulation en "peloton" de plusieurs véhicules tout en mitigeant la dangerosité d’un tel système, qui par essence réduit fortement les distances des véhicules du peloton, par un dispositif embarqué de freinage d'urgence.

[0025] Lors des essais du programme PATH (Partners for Advanced Transit and Highways ou Partenaires pour la Mobilité et les Autoroutes Automatisées) dans les années 1990, un gain de 20% en traînée aérodynamique avait été calculé si l'on faisait circuler les véhicules à 1 m de distance, mais cette configuration entraînait des difficultés au niveau du système de contrôle et notamment un risque de collision entre les véhicules du "peloton" en cas de freinage d'urgence.

[0026] Pour pallier ce problème, selon l’invention, un étrier de freinage d'urgence, permettant une décélération pouvant atteindre plusieurs g, est attaché à l'arrière du véhicule, préférablement derrière la roue arrière pour permettre son engagement et désengagement du rail lors des entrées et sorties du mode hautement automatisé selon l’invention. Ce dispositif permet avantageusement de maximiser le temps de réaction pour la gestion des obstacles fugitifs ou permanents pouvant se trouver sur la voie en diminuant substantiellement la distance de freinage qui pourra ainsi être du même ordre ou inférieure aux 2 secondes réglementaires pour les vitesses courantes sur voies rapides ou autoroutes. En conséquence, le dispositif de freinage d’urgence selon l’invention augmente d’une part le temps alloué à l'analyse de la nature de l'obstacle et d'autre part s'affranchit de la dégradation des performances de freinage par temps humide ou givrant.

[0027] De façon avantageuse ce freinage sera associé à un butoir télescopique placé dans le parechoc avant des véhicules qui fonctionne par inertie, comme sur les remorques lourdes tractées, en actionnant mécaniquement l’étrier de freinage d'urgence, en mode dégradé, en cas de défaillance du système de contrôle embarqué ou "black-out" total.

L'invention permet avantageusement d'accroitre ainsi le débit de circulation sans nécessiter nécessairement la création de voies additionnelles sur la chaussée comme c’est le cas aujourd’hui, et représente de ce fait un intérêt économique et environnemental substantiel. [0028] Ainsi au lieu de devoir élargir à deux fois trois voies une autoroute lorsque la circulation excède, en pointe, les 4 000 véhicules/heure, l'invention permettra d'augmenter le débit à plus de 6000 véhicules/heure à vitesse soutenue et ceci pour une fraction du coût nécessaire à la création d’une troisième voie.

[0029] Ensuite le rail, qui offre :

• d'une part, un support rectiligne, sans variation brusque comme sur une chaussée en enrobé, à la roulette d’extraction pour permettre l'entrée et la sortie à grande vitesse des roues de la "gouttière" et

• d'autre part, un guidage latéral pour maintenir en mode dégradé le véhicule sur sa trajectoire, sera avantageusement constitué de sections reliées entre elles permettant par serrage et friction de transmettre les quelques dizaines de tonnes que l'effort de freinage d'un ensemble de véhicule circulant "en peloton" pourrait lui imposer.

[0030] En permettant une conduite hautement automatisée sereine, du fait de la présence du système de guidage en mode dégradé par contact mécanique, les particuliers comme les professionnels pourront effectuer des déplacements routiers sans avoir à maintenir une vigilance constante apportant ainsi des gains de temps productifs en s'afférant à d'autres taches pour les professionnels ou des gains de temps de loisir en cas de déplacements personnels.

[0031] Le système de circulation pour véhicules automobiles, comporte sur le côté d'une voie de circulation un chemin de roulement de site propre, en forme de gouttière en "U", accueillant en conduite hautement automatisée un des ensembles de roues latérales d’un véhicule et comprenant :

• une surface de roulement sensiblement parallèle à la surface de la chaussée de la voie de circulation,

• deux surfaces latérales situées de part et d’autre et au-dessus de la surface de roulement, l’une externe et l’autre interne par rapport à l’emprise au sol du véhicule , les surfaces latérales étant sensiblement perpendiculaires à la surface de roulement, la surface latérale interne préservant la garde au sol courante des véhicules automobiles, caractérisé en ce que les surfaces latérales du chemin de roulement sont sensiblement continues longitudinalement et que le système comprend un moyen de franchissement, par déplacement latéral, de la surface latérale interne par l’ensemble de roues latérales à vitesse soutenue.

[0032] Le moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne peut-être constitué par une rampe, globalement en pente douce perpendiculairement au sens de circulation, qui relie la chaussée à l’extrémité supérieure de la surface latérale interne.

[0033] Le moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne peut-être obtenu en disposant la surface de roulement du chemin de roulement de site propre à une hauteur inférieure à la chaussée.

[0034] Le moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne peut-être obtenu par la combinaison :

• d’une rampe globalement en pente douce perpendiculairement au sens de circulation, reliant la chaussée à l’extrémité supérieure de la surface latérale interne, et,

• de la disposition de la surface de roulement du chemin de roulement de site propre à une hauteur inférieure à la chaussée.

[0035] L’extrémité supérieure de la surface latérale interne comprend une surface auxiliaire de roulement, sensiblement parallèle à la surface de roulement et la roue avant de l’ensemble de roues latérales est équipé d'un moyen de support auxiliaire capable, en roulant à vitesse de croisière, de soulager temporairement la charge de la roue avant en prenant appui sur la surface auxiliaire de roulement, le moyen de support auxiliaire étant rétractable par déplacement entre une position haute, où il préserve la garde au sol du véhicule et une position basse où son point de contact inférieur est sensiblement à la même hauteur que le point de contact de la roue avant avec la chaussée. Le moyen de support auxiliaire comprend au moins une roulette montée sur un bras de support articulé sur la fusée d'essieu de la roue avant de l’ensemble de roues latérales et la surface latérale interne et la surface auxiliaire de roulement sont portées par un rail continu.

[0036] Le rail, comporte une troisième surface en corniche, sensiblement parallèle et en dessous de la surface auxiliaire de roulement, la troisième surface et la surface auxiliaire pouvant être pincées par un étrier de freinage d'urgence relié à la structure du véhicule pour générer une force de freinage, par friction sur le rail, pouvant atteindre en urgence une valeur élevée supérieure à 1 g, indépendamment du coefficient d’adhérence entre roue et chaussée. [0037] L’ensemble de roues latérales peut-être équipé de suspensions à hauteur variable et les hauteurs des suspensions :

• diminuent durant la montée latérale de la rampe en pente douce, le moyen de support auxiliaire se trouvant alors abaissé lorsque l’ensemble de roues latérales se déplace sur la surface auxiliaire de roulement pour se positionner à l'aplomb du chemin de roulement de site propre, puis

• augmentent pour déposer la roue sur la surface de roulement, le moyen de support se relevant simultanément,; résultant en une limitation ou même une annulation du roulis de caisse du véhicule lors des entrées latérales, à vitesse soutenue, sur le chemin de roulement de site propre, la séquence inverse étant utilisée lors de l’extraction des roues pour quitter le chemin de roulement de site propre.

[0038] En avant du ensemble de roues latérales, un capteur mesure la distance latérale entre l’ensemble de roues latérales et la surfaces latérales externe du chemin de roulement de site propre et pilote le dispositif de direction du véhicule pour maintenir, en roulant, les roues latérales de l’ensemble de roues latérales globalement centrées sur le chemin de roulement de site propre.

[0039] Un "troisième rail", alimenté par un pôle d’une source électrique, est placé au-dessus de la surface externe du chemin de roulement de site propre, en retrait par rapport à ce dernier, le retour vers la source étant réalisé par le rail continu conducteur et des moyens connus équipent le véhicule pour établir une connexion électrique en roulant par contact glissant/roulant avec le "troisième rail" et le rail continu.

[0040] Le couple de lacet généré lors du freinage d'urgence entre :

• la force d’inertie sur l’axe longitudinal du véhicule, sur lequel se trouve sensiblement le centre de gravité du véhicule, et

• la force de freinage, sur le rail, est repris par le couple généré par les forces latérales formées par : • la force de contact sur le contact glissant/roulant du "troisième rail" situé à l'extérieur du chemin de roulement de site propre et positionné en avant de l’étrier de freinage d'urgence, et

• la force de contact latéral en fond d’étrier engageant l’étrier de freinage sur le rail. [0041] Une méthode pour entrer et sortir par déplacement latéral, à vitesse soutenue, d’un mode de circulation d’un véhicule automobile sur chaussée libre à un mode de circulation hautement automatisée, comprenant un chemin de roulement de site propre, en forme de gouttière en "U" et placé en bordure de la chaussée libre, pouvant recevoir un ensemble de roues latérales du véhicule automobile par "dépose verticale" pour entrer et "extraction verticale" pour sortir, l’ensemble de roues latérales étant équipé de roulettes fixées, de manière verticalement rétractable, aux faces intérieures des fusées des roues, la partie inférieure des roulettes se trouvant, en position basse, sensiblement à la hauteur du contact roue-chaussée, comprenant les étapes : pour entrer :

1. se rapprocher latéralement du chemin de roulement de site propre par action sur la direction du véhicule,

2. abaisser les roulettes rétractables pour supporter temporairement, par appui sur la surface auxiliaire de roulement du rail continu, le poids du véhicule supporté par l’ensemble de roues latérales lorsque l’ensemble de roues latérales se trouve à l’aplomb du chemin de roulement de site propre,

3. 3. relever les roulettes pour déposer verticalement l’ensemble de roues latérales sur le chemin de roulement de site propre ; et pour sortir :

1. abaisser les roulettes qui prenant appui sur la surface auxiliaire de roulement du rail continu lève verticalement l’ensemble de roues latérales du chemin de roulement de site propre,

2. actionner la direction pour déplacer latéralement vers la chaussée libre l’ensemble des roues latérales,

3. poursuivre le déplacement jusqu'à ce que l’ensemble de roues latérales se retrouve sur la chaussée libre, les roulettes étant alors rétractées vers le haut pour restituer la garde au sol du véhicule et permettre une circulation conventionnelle sur chaussée libre.

[0042] Cette Méthode est complétée dans le cas où au moins l’ensemble de roues latérales est équipé de suspensions à hauteur réglable en ce que les étapes pour :

• - "entrer" comprennent durant la phase 3 : la hauteur de suspension de l’ensemble de roues latérales augmente simultanément à la rétraction des roulettes ; • - "sortir" comprennent durant la phase 1 : la hauteur de suspension de l’ensemble de roues latérales diminue simultanément à l’abaissement des roulettes.

[0043] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de sa réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels :

[Fig 1] - la figure 1 représente une vue axisymétrique de la circulation (à droite) sur une autoroute à deux voies séparées illustrant deux pelotons de 3 véhicules circulant en mode hautement automatisé selon l'invention en partageant en partie la chaussée avec la circulation conventionnelle.

[Fig 2] - la figure 2 représente une vue frontale de deux voitures circulant en mode hautement automatisé en sens inverse avec leurs ensembles de roues latérales gauches engagées dans les gouttières respectives selon l’invention.

[Fig 3] - la figure 3 représente le détail de la gouttière permettant la circulation en mode hautement automatisé de la figure 2, la roue gauche du véhicule étant seulement esquissée. [Fig 4] - la figure 4 représente une vue axisymétrique d’une voiture électrique équipée des dispositifs nécessaires à la circulation en mode hautement automatisé selon l’invention avec des vues agrandies illustrant les roulettes de soulagement auxiliaire.

[Fig 5] [Fig 7] [Fig 9] - les figures 5, 7 et 9 représentent en vues axisymétriques la séquence de transition d'une conduite libre à la conduite en mode hautement automatisé, par le franchissement de la rampe par l’ensemble des roues latérales puis la dépose dans la "gouttière" selon l'invention.

[Fig 6] [Fig 8] [Fig 10] - les figures 6, 8 et 10 représentent des agrandissements des figures 5, 7 et 9 avec le véhicule en transparence pour illustrer les roulettes permettant temporairement de soulager le poids du véhicule lors du passage du mode libre au mode hautement automatisé.

[Fig 11] [Fig 12] [Fig 13] - les figures 11, 12 et 13 représentent, en vue frontale, la coordination de la suspension à hauteur réglable avec le déplacement latéral du véhicule selon l’invention pour minimiser/annuler le roulis de caisse lors de l’entrée et la sortie du mode de conduite hautement automatisée.

[Fig 14][Fig 15] - les figures 14 et 15 représentent en vues axisymétriques le désengagement et l'engagement de l'étrier de freinage d'urgence sur le rail ainsi que l’assemblage du rail par tronçons.

[Fig 16][Fig 17] - les figures 16 et 17 représentent en vue de dessus et en vue axisymétrique la reprise du couple de lacet exercé sur le véhicule lors d'un freinage d'urgence [Fig 18] [Fig 19] - les figures 18 et 19 représentent des vues frontales d’infrastructures de site propre de type toboggan ou souterraines utilisant avantageusement la réduction des voies de circulation grâce aux moyens de circulation hautement automatisée selon l’invention.

[0044] La figure 1 illustre une route à doubles voies ou autoroute "a" avec une circulation "à droite" comprenant les voies de circulation "b" et "c" séparées par une glissière de sécurité béton 1 de type "New Jersey" connu. Conventionnellement, on trouve successivement de l’extérieur vers l’intérieur :

• les bandes d’arrêt d’urgence 10b, 10c de largeur variable ;

• les voies "lentes" dont les chaussées 11b et 11c permettant les accès en entrées et sorties à la route (non illustrées) à doubles voies "a", d’une largeur habituelle de 3,5 m délimitées par deux lignes de rive, habituellement blanches, continues à droite 2b, 2c et discontinues à gauche 3b, 3c ;

• les voies "rapides" ou de dépassement dont les chaussées 12b et 12c d’une largeur habituelle également de 3 ,5 m, délimitées par deux lignes de rive, discontinues à droite 3b, 3c et continues à gauche 4b, 4c et;

• une bande dérasée centrale d’environ lm de large 13b et 13c qui peut être réduite à 0,5 m en contexte urbain ou périurbain sépare la ligne de rive continue 4b, 4c du mur béton "Jersey" 1.

[0045] Des véhicules légers D et poids lourds E circulent sur les voies 11 et 12 de façon conventionnelle, sous le contrôle de leurs conducteurs, qui maintiennent leurs véhicules sensiblement centrés sur les voies.

[0046] Les véhicules légers Fl à F6 circulent à cheval sur la ligne de rive 4b ou 4c en "peloton" et de façon hautement automatisée, en mode pseudo 4/5 (suivant la norme SAE communément définie par les autorités et les constructeurs automobiles), sans requérir de vigilance particulière de leurs conducteurs, les véhicules F se déplaçant à cheval sur les lignes de rive 4b ou 4c.

[0047] Les figures 2 et 3 illustrent une section transversale de la partie centrale de la route "a". On trouve au centre la glissière de sécurité béton 1 et deux caniveaux de déversoir 17b et 17c du type connu "tuyau à fente" en béton préfabriqué comprenant un tuyau d’évacuation 18 alimenté par des fentes d’écoulement situées dans les bandes dérasées 13b et 13c. Les caniveaux 17b et 17c sont enfouis de part et d’autre à la base de la glissière de sécurité béton 1. Les véhicules F2 et F4 ont leurs ensembles de roues gauches engagés dans les "gouttières" en "U" 21b, 21c comprenant :

• une surface de roulement 22 sensiblement parallèle et de préférence inférieure à la chaussée 12, reposant sur le caniveau de déversoir 17b ou 17c; • une branche supérieure du "U", du côté extérieur par rapport au véhicule F, formée par une surface latérale sensiblement verticale 23 qui peut servir avantageusement de pied de glissière de sécurité béton 1, cette surface 23 étant surmontée par une surface latérale conductrice "troisième rail" 24, sensiblement verticale et en retrait, montée sur un support isolant 25. Ce support isolant 25 pouvant avantageusement abriter les câbles 26, en moyenne tension, alimentant les sous-stations délivrant la très basse tension à la surface verticale conductrice 24.

• un rail continu 27 du côté intérieur par rapport au véhicule F fixé par l’aile de son profil laminé 29 sur le caniveau de déversoir 17 par des boulons 28 qui présente trois surfaces continues : o une surface continue inférieure 30, o une surface continue latérale 31 et o une surface auxiliaire de roulement supérieure 32, ces trois surfaces se trouvant en comiche sur la gouttière en "U" 21.

[0048] Sur le rail 27, une rampe 34 en pente douce sensiblement de la hauteur du rail 27, formée de segments de rampe est fixée sur l’aile d’attache du rail 29.

[0049] En conséquence, les surfaces latérales sensiblement verticales 23 et 31 servent de bordures latérales, en mode dégradé, pour maintenir les roues latérales sur le chemin de roulement par contact entre les flancs des pneumatiques des roues latérales 35 et 36, ou la bordure de la jante en cas de crevaison, et les surfaces latérales 23 et 31. Ce mode dégradé n'intervient qu'en cas de défaillance du dispositif de pilotage de la direction (non illustré) qui équipe déjà certains voitures possédant un mode de conduite automatisé de type 3. Avantageusement ce dispositif de pilotage de la direction est simplifié, ne nécessitant pas de reconnaissance optique, et pouvant se contenter d’une simple télémétrie de distance latérale par capteurs à ultrasons 33, par exemple, pour maintenir la roue avant 35 du véhicule centré sur la surface de roulement 22 en mode de circulation hautement automatisée suivant l’invention.

[0050] La figure 4 illustre un véhicule léger électrique F qui comporte les dispositifs nécessaires à la circulation en mode hautement automatisé selon l’invention. Il s’agit d’un véhicule circulant "à droite", comportant un ensemble de roues latérales gauches 16 comportant les dispositifs spécifiques à l’invention suivants :

• un dispositif de mesure de la distance latérale 33, avantageusement multi capteurs, situé de façon préférée en avant de la roue avant droite 35 ;

• un frotteur rétractable 37 situé en bas de caisse gauche ;

• un moyen de franchissement constitué de deux ensembles 8, chaque ensemble, comprenant une roulette 38, 39 relevable dont le bras de support 14 est actionné par le vérin 15, de préférence électriques, étant attaché aux fusées 9 des deux roues gauches 35 et 36 et ;

• un étrier de frein 40, situé en arrière de la roue arrière gauche 36.

[0051] Les figures 5-6, 7-8 et 9-10 illustrent la séquence de passage de la conduite conventionnelle sous la responsabilité du conducteur au mode de circulation hautement automatisée selon l’invention. La séquence inverse permet le désengagement du mode de circulation hautement automatisée selon l’invention à la conduite conventionnelle sous la responsabilité du conducteur.

[0052] Sur les figures 5 et 6, le véhicule F circule sur la voie conventionnelle 12b bordée par deux lignes de rive, discontinue à droite 3b et continue à gauche 4b. L’ensemble de capteurs de distance 33 mesure la distance qui sépare le véhicule F de la glissière de sécurité béton 1. Les roulettes 38 et 39 sont relevées ainsi que le frotteur rétractable 37 et l’étrier de freinage d’urgence 40 est relevé et se trouve derrière la roue 36. Si le système a détecté l’existence, par un système de géolocalisation par exemple, d’un aménagement de la bande arasée suivant l’invention, que la distance par rapport au rail béton 1 est égale à une certaine valeur et que la vitesse est suffisante, le changement de mode de conduite peut être engagé par le conducteur.

[0053] Sur les figures 7 et 8, le véhicule F, ayant engagé le changement de mode de conduite, se déporte sur la gauche de façon autonome tout en roulant en vitesse de croisière, les roues gauches 35 et 36 franchissent la ligne de rive 4b et montent sur la rampe 34, simultanément les roulettes 38 et 39 sont abaissées par la rotation des bras de support 14 actionnés par les vérins 15 et lorsque les roues 35 et 36 se trouvent à l’aplomb de la surface de roulement 22, les roulettes 38 et 39 en appui sur la surface supérieure de roulement 32 du rail 27 supportent temporairement la charge des roues 35 et 36. En se relevant les roulettes 38 et 39 déposent les roues 35 et 36 sur la surface de roulement 22.

[0054] Sur les figures 9 et 10, le véhicule F a déployé le frotteur rétractable 37 situé en bas de caisse gauche qui est entré en contact glissant/roulant avec la surface conductrice 24 qui pourra être avantageusement en aluminium pour minimiser les pertes par effet joule avec une surface de contact en acier, une brosse ou un contact roulant/glissant 56 (derrière le vérin 53) est en contact avec le rail 27 en acier pour établir le retour du courant et ainsi une alimentation électrique dynamique d’une puissance de l’ordre de 25-30 kW par véhicule est ainsi réalisé. Parallèlement l’étrier de freinage 40 a basculé et engagé le rail 27. La roulette 41, en appui sur le rail 27, maintient les garnitures 42 de l’étrier 40 en proximité des trois surfaces continues 30, 31 et 32 sans les toucher.

[0055] Avec la forte capacité de freinage d’urgence, supérieure à 1 g, indépendante des conditions d’adhérence pneu/chaussée car pinçant le rail 27 par l’étrier de freinage 40, les véhicules Fl, F2, F3 et F4, F5, F6 peuvent avantageusement se regrouper en peloton avec une distance inférieure à 1 m entre véhicule comme illustré sur la figure 1. Ceci permet une augmentation substantielle du débit des voies de circulation 12b et 12c par la mise en peloton de 2 ou plusieurs véhicules. En effet avec des pelotons de 3 à 4 véhicules, c’est une augmentation de 250 % du débit maximum en véhicules/heure qui passe d’environ 1 700 véhicules/heure à près de 6 000 véhicules/heure pour la voie de circulation équipée. Les dispositifs connus de mesure de distance rapprochée, par ultrasons par exemple, maintiennent des distances "intra-peloton" réduites entre véhicules permettant un gain en traînée aérodynamique substantiel.

[0056] Les véhicules ainsi regroupés peuvent néanmoins quitter le peloton à tout moment par un dispositif de communication entre les véhicules de type "Wi-Fi", "Bluetooth" ou similaire. En effet, avant un embranchement de voies séparées, et non une simple sortie qui nécessitera de toutes les façons une reprise du mode de circulation conventionnelle, si le véhicule doit prendre la branche de droite, il devra quitter le mode de circulation hautement automatisée et ne pourra réengager le mode de circulation hautement automatisée que lorsqu’il se sera engagé dans la branche de droite. Le véhicule souhaitant quitter le peloton informe les véhicules devant et derrière qui automatiquement réduiront ou augmenteront leur vitesse pour rétablir une distance réglementaire d’espacement de 2 secondes. Par exemple dans le cas de vitesse de l’ordre de 120 km/h c’est une dizaine de secondes qui seront nécessaires au rétablissement de cette distance réglementaire permettant la sortie du peloton et du mode de circulation hautement automatisée suivant l’invention. Lorsqu’une grande portion de la circulation se fera suivant le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention et en cas de bonne détectabilité des lignes de rive, un véhicule équipé également d’une conduite autonome de niveau 3 pourra effectuer sans intervention du conducteur, mais sous sa vigilance, la manœuvre de désengagement des roues 35 et 36 de la gouttière 21 avant l’embranchement, puis le changement de file pour prendre en mode libre la branche droite de l’embranchement et ensuite le réengagement dans la gouttière 21 de la branche de droite. Des balises de référence implantées sur ces zones d’embranchement pourront aider le système autonome basique, puisque de niveau 3, à situer précisément le véhicule par rapport à l’infrastructure en cas de visibilité réduite (nuit, pluie, brouillard etc...).

[0057] Les figures 11, 12 et 13 illustrent la séquence de passage du mode de conduite conventionnelle sous la responsabilité du conducteur au mode hautement automatisé selon l’invention dans le cas d’un véhicule à hauteur de suspension variable, permettant ainsi avantageusement de réduire ou même annuler tout mouvement vertical et/ou de roulis de caisse lors de cette séquence. [0058] La figure 11 montre, en vue frontale, le véhicule F5 à "suspension de hauteur variable" circulant sur une voie conventionnelle 12c. Le dispositif de mesure de la distance latérale 33 mesure la distance qui sépare le véhicule F5 de la glissière de sécurité béton 1, la roulette 38 étant alors relevée ; si la distance mesurée a une certaine valeur, et la vitesse est suffisante pour s’intégrer dans le mode de circulation hautement automatisée, un changement de mode de conduite peut être enclenché par le conducteur.

[0059] Les figures 12 et 13 illustrent le véhicule F5 qui tout en roulant en vitesse de croisière va s’engager sur la gouttière 21 en se déportant sur la gauche, la roue avant gauche 35 franchit la ligne de rive 4b et lorsqu’elle monte sur la rampe 34, les suspensions côté droit 51 s’élèvent progressivement tandis que celles côté gauche 52 s’abaissent pour annuler le roulis, simultanément les roulettes 38 et 39 sont abaissées et lorsque les roues gauches 35 et 36 se trouvent à l’aplomb de la surface de roulement 22, la hauteur des suspensions des roues gauches 52 augmente pour déposer, doucement, la roue 35 et la roue 36 (masquée par la roue 35) sur la surface de roulement 22. La roulette 38 et la roulette 39 (masquée par la roulette 38) qui ont repris temporairement les charges des roues 35 et 36 se rétractent pour faire porter uniquement par les roues 35 et 36 le poids latéral du véhicule F5.

[0060] La figure 14 illustre notamment un système avantageux de jonction pour les sections de rail 29 qui forment le rail continu 27 de type tenon mortaise découvert. De ce fait l’extrémité avant de la section de rail 27 dans le sens de la circulation est en mortaise découverte 29b et l’extrémité arrière en tenon découvert 29a et l’assemblage pourra se faire par exemple par trois vis BTR freinées. Avantageusement l’extrémité du tenon 29a et la mortaise 29b seront inclinés dans les plans vertical et horizontal pour éviter une complète discontinuité sur la hauteur des surfaces dans un plan transversal. Ce système permet avantageusement une tolérance sur la longueur des sections de rail 29, facilitant leur entretien ou remplacement.

[0061] Les figures 14 et 15 illustrent le système de freinage d’urgence selon l'invention qui permet une circulation en peloton des véhicules légers à faible distance inter-véhicules. Ce système est particulièrement adapté pour mitiger le risque de collisions en fonctionnement hautement automatisé où la trajectoire et la vitesse sont hors du contrôle du conducteur et sa vigilance non soutenue. En effet, grâce à une exploration de la voie par radar ou toute autre méthode permettant de détecter les véhicules ou obstacles situés sur la trajectoire, le système de contrôle adapte la vitesse du véhicule, mais dans le cas de survenance impromptue d’obstacle fixe ou de véhicule arrêté/acci denté la capacité de forte décélération d’urgence, quelles que soient les conditions météorologiques, du véhicule solitaire ou de véhicules formant peloton selon l’invention, est ainsi bien supérieure à ce qui peut être obtenu par les moyens de freinage classique du véhicule qui sont limités par le coefficient de friction roue/chaussée habituellement inférieur à 1.

[0062] Sur la figure 14, la roue 36 du véhicule F vient d’être déposée sur le chemin de roulement 22 et l’étrier de freinage 40 est dans sa position de circulation en mode libre, basculé en oblique sur les axes 48 et 49 derrière la roue 36. Sur le support de l’étrier 45 solidaire du bras de suspension arrière gauche 47 on trouve un pion 46 qui correspond à un trou 44 sur l’étrier basculant 40.

[0063] Sur la figure 15, l’étrier de freinage 40 est engagé sur le rail continu 27 par rotation autour des axes 48 et 49 qui permettent une tolérance sur la hauteur, la roulette 41 maintenant les garnitures de freinage 42 équipant les trois faces de l’étrier à proximité immédiate des surfaces 30, 31 et 32 du rail continu 27. Le piston (ou les pistons) vertical 53 se trouve de préférence sur la partie supérieure de l’étrier 40. Le pion 46 du support 45 est engagé dans le trou 44 pour prévenir toute rotation de l’étrier par rapport au train arrière sur un axe transversal du fait de l’excentricité de l’étrier 40 par rapport à ses axes de basculement 48 et 49.

[0064] Les figures 16 et 17 illustrent les forces qui sont enjeu lors d’un freinage d’urgence de forte puissance qui engendre un couple en lacet du fait du décalage latéral entre la force de freinage 57 du véhicule, exercée sur le rail continu 27, et la force d’inertie 50 sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. Ce couple est avantageusement repris par le couple entre :

• la force 54 exercée sur le contact entre le fond de l’étrier 40 sur lequel se trouve une garniture de freinage 42 et la surface 31 du rail continu 27, évitant tout possibilité de désengagement de l’étrier du rail 27 et

• la force 55 exercée par pression du frotteur rétractable 37, qui libre en déploiement latéral en fonctionnement en mode hautement automatisé, selon l’invention, pour exercer seulement une faible pression de captage de courant sur la surface conductrice 24 se trouve bloqué en rétraction lors de d’actionnement de l’étrier de freinage d’urgence.

[0065] La figure 18 illustre un exemple de passerelle « toboggan » aérienne 61 de site propre de faible coût du fait du faible poids des véhicules légers se déplaçant suivant le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention, permettant le franchissement de zone urbaine, piétonne, route, autoroute, voie ferrée, rivière, etc....

[0066] La figure 19 illustre les faibles dimensions du tunnel 62 nécessaire à la circulation de site propre des véhicules légers se déplaçant suivant le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention du fait du positionnement précis latéralement des véhicules. Le système selon l’invention apportant G avantage de laisser une grande liberté sur la largeur des véhicules par rapport à la solution basée sur des roulettes extérieures retenues par les projets "Tracline 65", "O Bahn" et plus récemment par la "Boring Company" d’Elon Musk. [0067] Les dispositifs décrits précédemment de l’invention, permettant l’entrée et la sortie latérales du mode de circulation hautement automatisée selon l’invention sur une infrastmcture routière en cohabitation avec des véhicules circulant en mode libre, sont particulièrement avantageux pour résoudre le problème posé par l’entrée et la sortie de voies en site propre, exclusivement réservées aux véhicules légers, comme illustrées sur les figures 18 et 19.

[0068] La description et les dessins illustrent une circulation "à droite" mais il sera évident pour l’homme de l’art que ce système est également valable pour une circulation "à gauche". Egalement, le mode hautement automatisée de circulation automobile n’est pas restreint à G électromobilité ou à la propulsion hybride et l’on peut concevoir que des véhicules thermiques puissent profiter des avantages de la conduite hautement automatisée et de la circulation en peloton dans des zones où l’électrification de la route ne sera pas économiquement viable.

[0069] Un avantage substantiel de la mobilité routière augmentée, selon l'invention, est de permettre de réaliser, sans lourds investissements, une transition entre la circulation des véhicules en mode libre et en mode de circulation hautement automatisée selon l’invention sur les infrastructures existantes.

[0070] Lorsqu’une proportion substantielle du parc automobile sera équipée pour circuler en mode de circulation hautement automatisée, et du fait de la faible largeur de l’emprise au sol d’une voie de circulation guidée selon l’invention qui permet des infrastructures de dimensions réduites comme illustré sur les figures 18 et 19, on pourra sur une double voie séparée ou autoroute à deux voies créer une voie supplémentaire en site propre sans nécessiter de réels travaux d’infrastructure par un faible décalage de la position des lignes de rive ou une réduction limitée de la largeur de la voie.

[0071] Un autre avantage substantiel de la mobilité routière augmentée selon l'invention est la réduction de la taille de la batterie des véhicules "100% électriques" qui pourront désormais se limiter à une capacité nécessaire pour couvrir entre recharges une distance inférieure à 100 km, représentant une division par un facteur de 3 à 5 du poids des batteries avec un impact sur le poids, le coût, la nécessité de renforcer le véhicule de conception thermique et l’impact environnemental qu’imposent à ce jour la taille des batteries de dernière génération sur l’électro mobilité en "circulation libre".

[0072] Il va de soi que les dispositifs selon l'invention peuvent être adaptés à d’autres configurations de route à voies séparées, notamment des routes à une seule voie dans chaque sens, d'autres formes de gouttières et de rails ou à d'autres structures de véhicules et les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives des domaines d'application de l'invention.