Qu’est-ce qu’un véhicule défini par logiciel ?

Les véhicules définis par logiciel constituent la prochaine évolution du secteur automobile. Traditionnellement, les fonctions des véhicules étaient liées à des composants physiques et à des systèmes intégrés dont la flexibilité était limitée. Les SDV s’appuient au contraire sur des plateformes informatiques centralisées et des architectures logicielles modulaires. Ces systèmes permettent des mises à jour en temps réel (OTA), les constructeurs automobiles pouvant fournir de nouvelles fonctionnalités, des mises à jour et des améliorations en matière de performances et de sécurité par le biais d’un logiciel, souvent à distance.

Cette modernisation permet aux SDV d’évoluer après l’achat, de la même manière que les smartphones. Un véhicule peut bénéficier d’une meilleure navigation, d’une efficacité énergétique améliorée ou même de meilleurs modes de conduite grâce aux mises à jour logicielles du véhicule, sans l’intervention d’un concessionnaire. Ces capacités permettent également aux conducteurs de personnaliser leurs véhicules et de s’abonner à des fonctionnalités à la demande, des systèmes avancés d’aide à la conduite aux mises à niveau du divertissement embarqué.

Selon une étude d’IBM, 90 % de toutes les innovations liées aux véhicules en 2030 seront de nature logicielle.¹ De même, 75 % des dirigeants du secteur automobile anticipent que l’expérience définie par logiciel sera au cœur de la valeur de la marque d’ici 2035.²

Un élément clé de cette transformation est la réduction ou l’élimination de nombreuses unités de commande électroniques (ECU) indépendantes. Les ECU sont de petits ordinateurs qui contrôlaient traditionnellement les fonctions individuelles des véhicules telles que le freinage, le cycle du moteur ou la climatisation. Depuis des décennies, les constructeurs automobiles ajoutent de plus en plus d’ECU pour prendre en charge de nouvelles fonctionnalités, certains véhicules en possédaient d’ailleurs plus de 100.

Aujourd'hui, nombre d'entre eux sont remplacés par des ordinateurs centraux moins nombreux et plus puissants qui gèrent plusieurs systèmes à la fois. Cela réduit la complexité et permet aux systèmes du véhicule de fonctionner ensemble de manière plus harmonieuse. Cela favorise également les innovations telles que la conduite autonome, la maintenance prédictive et l'intégration des données en temps réel avec les services cloud.

Les SDV, les véhicules connectés et les véhicules autonomes sont étroitement liés, mais ne sont pas les mêmes. Les

véhicules connectés sont des voitures équipées d’un accès Internet et d’une communication V2X (entre plusieurs véhicules). La technologie V2X leur permet de partager des données avec d’autres véhicules, l’infrastructure routière et des systèmes externes (par exemple, un système de paiement de péage ou une application mobile) et avec le cloud. Plus de 327 millions de véhicules connectés devraient être mis en service d’ici 2027.³

Leur connectivité peut contribuer à réduire le nombre d’accidents et à améliorer la fluidité du trafic. Les SDV et les véhicules connectés s'appuient tous deux sur des fonctions logicielles, des données en temps réel et la Cloud Integration.

La plupart des SDV modernes utilisent également le V2X, la différence entre eux et les véhicules connectés est donc faible. Les véhicules connectés privilégient la communication externe, tandis que les SDV s'appuient sur une architecture logicielle interne qui met à niveau les fonctions principales via des mises à jour OTA. En d’autres termes, tous les SDV sont connectés, mais tous les véhicules connectés ne sont pas des SDV.

Les véhicules autonomes utilisent des capteurs, des caméras et des logiciels avancés pour détecter leur environnement et se conduire eux-mêmes sans entrée humaine. Cette capacité n’est possible que dans un cadre, qui utilise l’informatique centralisée pour gérer les systèmes du véhicule. Ainsi, même si tous les SDV ne sont pas autonomes, tous les véhicules autonomes sont des SDV, car les SDV fournissent la base logicielle nécessaire à l’autonomie.

Les SDV complètent également l’essor des véhicules électriques, car ils mettent tous deux l’accent sur l’efficacité, la connectivité et la réduction de l’impact environnemental.

Le modèle de véhicule défini par logiciel (SDV) marque un changement majeur dans la façon dont les voitures sont conçues, construites et utilisées. Les constructeurs automobiles fonctionnent désormais davantage comme des éditeurs de logiciels, avec des véhicules fonctionnant comme une plateforme dynamique et actualisée. Tesla a été pionnière de ce modèle, démontrant comment les mises à niveau logicielles peuvent déverrouiller de nouvelles sources de revenus et renforcer la fidélité à la marque.

Les fabricants d'équipements d'origine (OEM) délaissent progressivement l'ingénierie mécanique au profit de l'innovation numérique. Cette nouvelle approche redéfinit les attentes et ouvre la voie à des modèles commerciaux basés sur les logiciels, et non plus uniquement sur le matériel.

Les SDV déplacent la valeur essentielle d’un véhicule de ses pièces mécaniques vers des logiciels qui peuvent être améliorés au fil du temps. Les fonctionnalités, les performances et même la conformité aux nouvelles réglementations automobiles peuvent être ajoutées ou mises à niveau à distance, sans modifier les composants physiques. Cette capacité peut prolonger la durée de vie utile d’un véhicule et le maintenir à jour plus longtemps.

Les SDV jouent également un rôle central dans l'amélioration de la sécurité, de l'automatisation et de la connectivité. Leur architecture logicielle permet des fonctionnalités telles que les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), les capacités de conduite autonome et la communication V2X.

Le processus de développement d’un SDV est également plus rapide et plus flexible. Les ingénieurs peuvent recourir à la virtualisation (technologie qui permet la création d’environnements virtuels) et la simulation pour tester les logiciels dans les environnements numériques avant que le matériel ne soit créé. Cela permet de réduire les délais, les coûts et les risques, tout comme le développement de logiciels dans les secteurs technologiques.

Les SDV ne sont donc pas seulement des voitures modernes : ce sont des plateformes intelligentes qui peuvent croître et s’adapter, permettant un transport plus sûr, plus intelligent et plus durable.

Les principales caractéristiques des SDV redéfinissent ce que les véhicules peuvent faire et la façon dont ils sont conçus, utilisés et monétisés. En voici des exemples :

Les SDV consolident les fonctions du véhicule dans de puissants ordinateurs centraux ou de zone, remplaçant des dizaines d’ECU distribuées. Cette architecture permet un traitement de données et une coordination plus efficaces entre les systèmes.

Le logiciel peut être mis à jour à distance pour améliorer la performance du véhicule, corriger les bugs, ajouter des fonctionnalités ou améliorer la sécurité sans nécessiter de rendez-vous.

Les SDV utilisent des plateformes logicielles modulaires indépendantes du matériel, ce qui facilite les mises à niveau, prolonge la durée de vie des véhicules et permet un déploiement flexible des fonctionnalités.

Les SDV utilisent une pile qui comprend généralement un système d'exploitation intégré (tel que QNX ou Linux), des intergiciels, des cadres d'application et des applications destinées aux utilisateurs. Ces systèmes et outils sont tous conçus pour être mis à jour.

Les SDV s’appuient sur la virtualisation pour isoler les fonctions critiques (comme les fonctionnalités de sécurité) des fonctions non critiques (comme les systèmes d’infodivertissement). Cette séparation améliore la sécurité et veille à ce que les problèmes d’un système n’affectent pas les autres.

Les SDV sont conçus pour communiquer en temps réel avec les services basés sur le cloud, de véhicule à infrastructure (V2I), de véhicule à véhicule (V2V) et avec les appareils mobiles. Cette connectivité permet d’offrir des services tels que la navigation en direct, les diagnostics à distance et l’itinéraire intelligent.

79 % des dirigeants d'équipementiers automobiles prévoient que leurs efforts en matière de SDV progresseront au cours des trois prochaines années. 76 % pensent que l'intelligence artificielle (IA) est appelée à contribuer à ces progrès.⁴ Le machine learning et l'intelligence artificielle sont intégrés pour permettre la fusion des capteurs en temps réel (combinaison des données provenant de plusieurs capteurs afin de prendre des décisions rapides et précises). L'intelligence artificielle prend également en charge la maintenance prédictive, la personnalisation et les fonctions de conduite autonome, autant de cas d'utilisation qui soulignent son rôle croissant dans les plateformes automobiles modernes.

De nombreux SDV permettent aux utilisateurs de s’abonner à des fonctionnalités après la vente, telles qu’un régulateur de vitesse avancé, des sièges chauffants ou des modes de performance. Aujourd’hui, les revenus liés au numérique et aux logiciels représentent 15 % du total des revenus du secteur automobile. Cette part devrait augmenter considérablement pour atteindre 51 % d’ici 2035.⁴

Grâce à leur architecture centralisée et à leur contrôle logiciel, les SDV sont plus à même de prendre en charge les systèmes ADAS, les capacités de conduite autonome et l’évolution des normes de sécurité.

Compte tenu de leur connectivité, les SDV sont conçus avec des fonctionnalités de sécurité intégrées afin de les protéger contre les menaces. Ces fonctionnalités comprennent le démarrage sécurisé (le serveur ne lance que les logiciels fiables), la communication chiffrée, la surveillance en temps réel et les systèmes de détection d'intrusion. 86 % des dirigeants du secteur automobile s'accordent à dire que la sécurité, l'assurance et la confiance sont des attributs de marque qui différencient leurs organisations.³

Les constructeurs automobiles peuvent prolonger la durée de vie utile d’un véhicule en le faisant évoluer continuellement grâce à des logiciels, afin de réduire les déchets et de soutenir les objectifs de durabilité.

Les plateformes SDV utilisent la virtualisation, les outils de simulation et l’IA générative dans l’automobile pour parcourir les alternatives de conception, simuler des cas en périphérie et prendre en charge la validation des systèmes avant la création de prototypes physiques.

Les voitures modernes ne sont plus seulement des machines, ce sont des ordinateurs roulants. Cependant, l'organisation de ces ordinateurs a considérablement évolué.

Dans les véhicules classiques, chaque fonction majeure avait son propre petit ordinateur, une ECU (unité de contrôle du moteur). Une peut gérer vos freins, une autre les airbags, une autre la radio, etc. Certaines voitures en avaient 100 ou plus. Si cette configuration a permis aux constructeurs automobiles d'ajouter des fonctionnalités au fil du temps, elle a également rendu les véhicules complexes et lourds, avec des kilomètres de câblage entre tous ces appareils.

Pour réduire la complexité, le secteur a introduit des contrôleurs de domaine. Ces contrôleurs sont comme des gestionnaires intermédiaires qui organisent les ECU associés par domaine de responsabilité. Ainsi, un contrôleur de domaine peut gérer tout ce qui concerne l’assistance à la conduite, tandis qu’un autre gère l’infodivertissement. Cette approche a réduit le nombre d’ECU mais n’a pas entièrement résolu le problème de complexité.

Le prochain grand pas en avant est en train de se produire : les constructeurs automobiles passent aux ordinateurs haute performance et aux architectures zonales. Plutôt que d’opter pour des dizaines d’ECU dispersées, quelques ordinateurs centraux puissants sont utilisés pour exécuter plusieurs fonctions à la fois, comme le cerveau principal d’une voiture. Les contrôleurs de zone sont placés dans différentes zones physiques du véhicule et gèrent les capteurs et les appareils locaux, puis transmettent les informations à l’ordinateur central. Ces systèmes locaux comprennent souvent un radar, des caméras et des capteurs LIDAR, qui transmettent des données environnementales détaillées à l’unité informatique centrale du véhicule.

Cette approche permet de réduire le câblage (ce qui réduit les coûts et le poids) et facilite la gestion du système de la voiture. Cela ouvre également la porte aux mises à jour OTA, afin que votre voiture puisse bénéficier de nouvelles fonctionnalités ou de correctifs sans vous rendre chez le concessionnaire. Cette nouvelle architecture prend en charge les technologies futures telles que les systèmes autonomes, qui nécessitent un calcul centralisé et à haut débit. Elle permet également aux véhicules de participer plus pleinement à l’Internet des objets (IdO), en échangeant des données avec les appareils connectés, l’infrastructure et les services dans leur environnement. Toutes ces capacités sont rendues possibles par l’IA et les récents progrès dans le domaine du traitement automobile.¹

Les logiciels, tout comme le matériel des voitures, ont évolué. Dans les véhicules traditionnels, le logiciel qui contrôlait chaque ECU était étroitement lié à ce matériel spécifique. Le modifier ou le mettre à jour était difficile, prenait du temps et nécessitait souvent un accès physique au véhicule.

Afin de faciliter la gestion de cette transition, le secteur a introduit une norme appelée AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture). Elle a été conçue pour rendre les logiciels automobiles plus réutilisables et plus cohérents entre les différentes marques et les différents fournisseurs. AUTOSAR a bien fonctionné pour les fonctions traditionnelles telles que le contrôle du moteur ou les systèmes d'airbags, où la stabilité et la sécurité sont essentielles et où les changements sont rares.

Mais les véhicules modernes exigent plus de flexibilité. Des fonctionnalités telles que l’assistance avancée à la conduite, les assistants vocaux embarqués et la connectivité cloud nécessitent des mises à jour fréquentes et des logiciels plus complexes, comme ceux des smartphones ou des serveurs. La nouvelle version d’AUTOSAR Adaptive a donc été conçue pour fonctionner sur des plateformes informatiques très puissantes, basées sur des technologies familières telles que Linux et Ethernet, afin d’offrir des services plus dynamiques et en temps réel. Elle prend également en charge les approches cloud natives, dans lesquelles le logiciel est conçu pour s’exécuter facilement sur des systèmes connectés et peut être mis à jour ou mis à l’échelle plus efficacement.

Se tournant encore plus vers l’avenir, les constructeurs automobiles commencent à adopter des techniques issues du secteur technologique telles que la conteneurisation. Les conteneurs sont des packages de logiciels légers qui incluent tout ce qui est nécessaire à l’exécution d’une application, ce qui les rend faciles à tester, à mettre à jour et à déployer. On peut les comparer à des applications pour smartphones : modulaires, isolés et pouvant être mis à jour sans affecter le reste du système. Associée à des API solides (interfaces qui permettent aux composants logiciels de communiquer entre eux), cette approche permet aux véhicules de passer de bases de code monolithiques rigides à des systèmes flexibles basés sur des microservices.

Les logiciels embarqués dans les véhicules évoluent, passant d'un état statique et peu évolutif à un état agile, intelligent et en constante amélioration. Il s’agit de l’expérience d’un magasin d’applications pour votre tableau de bord.¹

Les SDV offrent une gamme d'avantages qui améliorent la sécurité et les performances et transforment l'expérience de conduite globale.

Connectivité continue : les connexions permanentes permettent aux véhicules d’accéder aux services cloud, aux mises à jour de la navigation et aux données relatives au trafic. Cette connectivité améliore l’expérience de conduite et permet une réactivité en temps réel.

Performances et efficacité améliorées : les logiciels intelligents permettent d’affiner la dynamique de conduite, l’utilisation de la batterie et les performances du moteur en temps réel. En fonction des paramètres, cette adaptabilité peut se traduire par une meilleure économie de carburant ou une meilleure autonomie de la batterie, ou encore par une expérience de conduite plus réactive.

Innovation et développement accélérés : les constructeurs automobiles peuvent concevoir, tester et déployer des logiciels plus rapidement grâce à la virtualisation et au développement modulaire. Cette accélération réduit le délai entre l'idée et la mise en œuvre concrète.

Sécurité améliorée : les SDV alimentent des systèmes de sécurité avancés tels que le freinage d’urgence, le maintien de la trajectoire et la prévention des collisions. Ces fonctionnalités reposent sur des données en temps réel et une prise de décision rapide, ce qui rend la route plus sûre pour tous.

Nouvelles opportunités de revenus : les fabricants peuvent générer des revenus permanents en proposant des abonnements, des mises à niveau à la demande ou des services basés sur des applications. Ces offres transforment les véhicules en plateformes à long terme, et pas simplement en ventes ponctuelles. Elles sont populaires auprès des constructeurs automobiles, mais pas toujours auprès des propriétaires de voitures.

Maintenance prédictive : les SDV peuvent surveiller leurs propres systèmes et détecter les problèmes avant qu’ils ne s’aggravent. Cela permet de réduire les pannes, d’éviter des réparations coûteuses et de maintenir le bon fonctionnement du véhicule.

Expérience utilisateur personnalisée : les conducteurs peuvent adapter les paramètres de leur véhicule selon leurs préférences, comme la disposition du tableau de bord ou leur divertissement embarqué de leur choix. La voiture peut également mémoriser différents profils pour différents conducteurs.

Mises à jour de fonctionnalité à distance : tout comme les smartphones, les SDV peuvent recevoir des mises à jour logicielles à distance. Cela signifie que de nouvelles fonctions, des mises à jour et des améliorations peuvent être fournies longtemps après que la voiture a quitté l’usine.

Les SDV offrent de nombreux avantages, mais ils présentent également des défis importants. L’un des principaux obstacles est le passage des systèmes mécaniques traditionnels aux architectures numériques. En effet, 79 % des dirigeants considèrent la complexité technique liée à la séparation des couches matérielles et logicielles comme un défi.² D'autres inconvénients plus spécifiques ne neutralisent pas les promesses des SDV, mais mettent en évidence la nécessité d'une conception minutieuse et d'une gouvernance fiable à mesure que le secteur évolue. Voici quelques-uns de ces défis :

Rejet des consommateurs concernant les modèles de monétisation : l’accès par abonnement à des fonctionnalités qui étaient autrefois basiques (par exemple, les sièges chauffants et le régulateur de vitesse adaptatif) peut frustrer les clients et nuire à la perception de la marque.

Risques liés à la cybersécurité : l’augmentation de la connectivité accroît la vulnérabilité. Les SDV sont exposés à des cyberattaques potentielles ciblant les contrôles des véhicules, la confidentialité des données ou les services basés sur le cloud. Ils nécessitent donc une vigilance constante et des cadres de sécurité avancés.

Confidentialité et propriété des données : dans la mesure où les SDV collectent en permanence des données, les inquiétudes quant à la manière dont ces données sont stockées, utilisées et partagées, en particulier sans consentement explicite, posent des questions éthiques et réglementaires.

Coûts de développement et de maintenance élevés : développer, tester et valider des plateformes SDV est coûteux et prend du temps. Les fonctions critiques pour la sécurité et les mises à jour de l’infrastructure en direct sont particulièrement complexes.

Complexité logicielle accrue : les SDV transfèrent la charge de la complexité mécanique à la complexité logicielle. La gestion de millions de lignes de code à travers plusieurs systèmes, couches et fournisseurs pose des problèmes d'intégration et augmente le risque de bogues ou de défaillances.

Pénurie de talents : le secteur automobile a maintenant besoin d’ingénieurs logiciels, de spécialistes de l’IA et de professionnels de la cybersécurité, des talents plus traditionnellement trouvés dans les secteurs technologiques. De nombreux constructeurs automobiles sont encore en train de développer cette capacité interne. 74 % des cadres affirment que leur culture axée sur les processus mécaniques est fortement ancrée et difficile à modifier. Ils ont besoin d’employés qualifiés à la fois dans le développement de logiciels et l’ingénierie automobile traditionnelle, mais ne s’attendent pas à constituer la main-d’œuvre nécessaire pour atteindre leurs objectifs de produits définis par logiciel avant 2034.²

Obstacles réglementaires et juridiques : la mise à jour du comportement des véhicules via un logiciel introduit de nouvelles questions juridiques et réglementaires. Elle soulève notamment des questions relatives à la responsabilité en cas d’accident, à la propriété des données et au respect des normes de sécurité en constante évolution.

Problèmes de fiabilité liés à l’IA et à l’automatisation : étant donné que les SDV intègrent une prise de décision basée sur l'IA (par exemple, pour l'ADAS ou la conduite autonome), des questions subsistent quant à l'explicabilité, la prévisibilité et la manière de gérer des problèmes tels que les dérogations au système.

Fragmentation de la compatibilité des systèmes : le manque de normalisation entre les plateformes, les systèmes d’exploitation et les environnements cloud au sein de l’écosystème dans son ensemble peut rendre difficile la prise en charge de la compatibilité et de l’évolutivité entre différents modèles de véhicules et entre différentes régions.

Risques liés à la gestion des mises à jour : bien que les mises à jour en direct soient pratiques, des mises à jour mal gérées peuvent entraîner des pannes du système et de la frustration pour les utilisateurs.

L’avenir des SDV est celui où la voiture devient une plateforme connectée et intelligente, et non plus seulement une machine. Les logiciels façonnent l’expérience de conduite plus que le matériel. Les voitures sont mises à jour, personnalisées et améliorées grâce à des logiciels, tout comme un smartphone. L’achat d’une voiture peut ressembler davantage à un abonnement à un service, les nouvelles fonctionnalités et mises à niveau étant fournies au fil du temps grâce aux mises à jour OTA.

À mesure que cette évolution se poursuit, les secteurs de l’automobile et de la technologie sont susceptibles de se heurter. Des technologies telles que le cloud computing, l’IA, la 5G et l’edge computing sont sur le point d’alimenter les SDV. Les constructeurs automobiles devraient également s’appuyer sur une approche de cloud hybride qui mélange systèmes de cloud privé et public pour gérer les données, soutenir les mises à jour et fournir de nouveaux services. Pour suivre le rythme, les OEM doivent fonctionner davantage comme des entreprises technologiques en adoptant des cycles de développement plus rapides, une cybersécurité solide et des systèmes flexibles et modulaires.

Cette évolution devrait transformer l'expérience client. Les conducteurs sont assurés de bénéficier de mises à jour régulières, d'une assistance à distance et de fonctionnalités personnalisées. Les données en temps réel devraient permettre une maintenance prédictive, une navigation plus intelligente et des réglages personnalisés. À mesure que la technologie de conduite autonome progresse, les SDV sont susceptibles de s'imposer comme la plateforme permettant d'introduire et d'affiner ces capacités, en particulier dans les zones urbaines et les flottes de mobilité partagée.

Les SDV sont un élément clé de la mobilité intelligente. Ils se connectent aux systèmes de circulation, aux réseaux énergétiques et aux services numériques pour favoriser des transports plus sûrs, plus efficaces et plus durables. Ce changement devrait transformer non seulement notre façon de conduire, mais également notre façon de nous déplacer, de posséder et d'interagir avec les véhicules.