Daniel Edillor, membre de l’équipe Zoox, présente un scénario de test de passage piéton conçu pour mesurer les temps de réaction des piétons aux signaux sonores émis par le véhicule d’essai qui s’approche pour signaler qu’il doit céder le passage. Photo : Erem Memisyazici pour Virginia Tech.

L’université Virginia Tech et la société de covoiturage autonome Zoox ont récemment démontré que des tonalités audio personnalisées pouvaient communiquer efficacement avec les personnes tentant de traverser la rue.

Pour un piéton, la décision de traverser une route très fréquentée implique souvent un moment particulier de contact humain — un échange de signaux subtils avec les conducteurs, comme un contact visuel ou un signe de la main, pour juger s’il est sûr de traverser.

Mais comment les usagers vulnérables de la route peuvent-ils obtenir cette information lorsque le siège du conducteur est vide ?

Une étude inédite menée par Virginia Tech et Zoox, la société de covoiturage autonome appartenant à Amazon, apporte une réponse prometteuse : grâce au son. Ces recherches ont été présentées lors de la 28e Conférence sur l’amélioration de la sécurité des véhicules, organisée par la National Highway Traffic Safety Administration et Transports Canada.

À l’aide de tonalités personnalisées, l’équipe de recherche a étudié, lors d’essais avec des participants, comment le son pouvait servir à communiquer les intentions des véhicules. Les résultats montrent que les sons peuvent être aussi efficaces qu’un klaxon traditionnel pour sensibiliser les piétons et influencer leurs décisions de traversée, notamment en cas de franchissement hors des passages piétons, même sans formation préalable sur les tonalités.

« Il s’agit d’une étude unique en son genre », a déclaré Charlie Klauer, chercheur au Virginia Tech Transportation Institute (VTTI). « Nous devons absolument comprendre comment les piétons prennent leurs décisions et de quelles informations ils ont besoin pour agir en toute sécurité. »

Pour simuler les conditions routières réelles, l’équipe de VTTI a développé un environnement de circulation réaliste sur la piste d’essai fermée de Virginia Smart Roads et a recruté 40 participants pour jouer le rôle de piétons dans des scénarios spécifiques — soit en traversant un passage piéton balisé, soit en traversant hors des passages piétons devant un véhicule d’essai automatisé.

L’équipe Zoox a conçu en parallèle sept sons uniques pour communiquer soit un signal urgent de type « arrêt, véhicule en mouvement », soit un signal sonore de type « véhicule en attente ». Ils ont travaillé avec Rafael Patrick, professeur adjoint au département d’ingénierie industrielle et des systèmes Grado , et Tanner Upthegrove, ingénieur multimédia à l’ Institut de créativité, d’arts et de technologie de Virginia Tech , afin de garantir un environnement audio bien contrôlé et de permettre une capture précise des données audio.

« L’ouïe est l’un de nos sens les plus innés », a déclaré Jeremy Yang, responsable de la conception sonore chez Zoox. « Nous souhaitions examiner l’efficacité de sons automobiles non traditionnels pour susciter des réactions plus sûres chez les piétons. »

Pour étudier ces tonalités audio spécialement conçues, des piétons ont participé à 200 scénarios de traversée hors des passages piétons et à 160 scénarios de traversée de passages piétons. Des tonalités d’alerte étaient diffusées pour dissuader de traverser, tandis que des tonalités d’attente indiquaient que la traversée était sans danger. Les participants ont également été interrogés afin de classer les sons selon des critères tels que « urgence », « amabilité » et « agressivité ».

Tous les signaux d’alerte se sont avérés efficaces pour dissuader les piétons de traverser hors des passages piétons. Les résultats suggèrent que ces signaux sont aussi efficaces qu’un coup de klaxon, mais perçus plus favorablement. Quant aux signaux d’attente, ils ont permis d’encourager la traversée en toute sécurité dans un peu moins de 50 % des cas, mais le temps de traversée n’a pas différé significativement du temps de référence.

Passage piéton

Klauer a déclaré que garantir les avantages des véhicules automatisés en matière de sécurité s’étend au-delà des passagers et des conducteurs, aux piétons, et constitue un aspect crucial de leur développement. 

« Tous les usagers de la route, piétons, cyclistes, conducteurs de cyclomoteurs, de scooters, chacun compte et nous nous efforçons de garantir la sécurité de ces interactions », a déclaré Klauer.

Yang a déclaré que, comme le robotaxi Zoox a été conçu de A à Z, l’entreprise a la possibilité d’intégrer différentes fonctionnalités, comme le son, afin d’explorer comment il peut être utilisé pour communiquer et améliorer la sécurité.

Dans cette étude, chaque passage piéton impliquait une interaction avec un véhicule de la flotte d’essai Zoox, équipé des capteurs standard utilisés pour la conduite automatisée, ainsi que d’un système de haut-parleurs externes diffusant les sons conçus par Zoox. Le groupe de participants était composé de manière égale de personnes ayant une vision normale ou corrigée et de personnes ayant une vision non corrigible ou une acuité visuelle de 20/200 ou moins.

« L’un des principaux objectifs était de s’assurer que nous puissions communiquer non seulement avec les personnes qui disposent de beaucoup plus d’informations visuelles et qui peuvent percevoir le mouvement, mais aussi avec celles qui ne le peuvent pas », a déclaré Klauer.

Bien que les véhicules de la flotte d’essai soient capables de conduite autonome, ils sont généralement conduits par des humains. Afin d’accroître le réalisme de l’interaction avec un véhicule autonome, le conducteur était camouflé dans une « combinaison de conduite » – une invention de VTTI qui offre une méthode unique pour évaluer les réactions humaines face aux véhicules automatisés tout en garantissant la cohérence des tests.

Un conducteur portant la combinaison VTTI dans l’un des véhicules de la flotte d’essai de Zoox. Ces véhicules sont capables de conduite autonome, mais sont généralement conduits par des humains. Photo : Sadie Cook pour Virginia Tech.

« Du point de vue du piéton, il n’a vu qu’un siège vide », a déclaré Klauer. « Par conséquent, lorsqu’il a décidé de traverser ou non, il était persuadé qu’il s’agissait d’un véhicule automatisé. »

Lors de leur interaction avec le véhicule, les piétons disposaient de moyens pour signaler un changement d’intention de traverser. Les chercheurs ont mesuré la différence entre le temps de traversée et le temps de non-traversée, en calculant le délai entre le signal sonore et la décision. Ces données ont été comparées à une mesure préétablie du temps de réaction typique d’un piéton à un klaxon standard, servant de référence. 

Développer un son intuitif

L’un des défis uniques de cette étude a consisté à développer des tonalités à la fois nuancées et intuitives.

 « [L’objectif était] d’évaluer différents messages. Pas seulement une alerte, mais aussi l’équivalent d’un conducteur faisant signe à un piéton de passer », a déclaré Klauer.

Yang a déclaré qu’un autre défi consistait à identifier des sons aussi efficaces qu’un klaxon pour susciter une réaction, mais « moins désagréables et agressifs ».

L’étude a obtenu les résultats les plus prometteurs concernant les traversées piétonnes hors des passages piétons, un secteur réputé problématique pour la sécurité des piétons, selon les chercheurs. Les résultats indiquent que la décision de ne pas traverser était plus rapide dans toutes les conditions sonores par rapport à la situation de référence.

« Nous savons que de nombreux accidents mortels surviennent en milieu de pâté de maisons, pas forcément aux intersections, mais bien en milieu de pâté de maisons », a déclaré Klauer. « Dans le cas d’une traversée hors des passages piétons, leur réaction était très similaire à celle qu’ils avaient en entendant un coup de klaxon. »

Les scénarios de passage piéton, qui utilisaient des signaux sonores pour indiquer que le véhicule attendrait le piéton, ont donné des résultats plus mitigés.

« Une exposition sonore répétée peut être nécessaire pour apprendre ce qu’un son communique ou pour comprendre qu’une communication externe supplémentaire n’est pas forcément aussi nécessaire que le mouvement global du véhicule », a déclaré Yang.

Yang, dont la passion pour le son remonte à son apprentissage du piano dès son plus jeune âge, s’est dit enthousiaste quant à la manière dont les véhicules automatisés peuvent stimuler le développement de nouveaux langages et techniques audio susceptibles de faciliter les interactions entre les robots et les humains.

« Utiliser le son de manière pertinente, améliorer la sécurité, la sensibilisation et faire du monde un endroit plus agréable à écouter donne une véritable importance à ce travail », a-t-il déclaré.

L’avenir du son

Bien qu’il reste encore du travail à accomplir avant que ces nouveaux sons ne soient utilisés par les véhicules autonomes sur la route pour communiquer leurs intentions aux piétons, Klauer et Yang s’accordent à dire que les résultats serviront de tremplin pour le développement ultérieur de cette technologie.

« Ce n’est que le début », a déclaré Yang, « mais il est vraiment prometteur de constater l’impact que le son peut avoir en l’absence d’un conducteur et comment il peut améliorer notre capacité à communiquer avec les autres usagers de la route. »

https://news.vt.edu/articles/2026/09/vtti-zoox-automated-vehicle-pedestrian-audio-study.html