Direction Steer-by-wire : un ingénieur Mercedes nous explique cette révolution qui arrive dans nos voitures

La direction sans colonne, entièrement pilotée par l’électronique, arrive sur nos voitures. Un expert vous donne les clés pour mieux comprendre.

Notre rapport au volant va changer. C’est du moins ce qu’affirment les tenants du steer-by-wire. Ou, en meilleur français, la direction par fil. Avec cette technologie, la traditionnelle colonne, transmettant mécaniquement le mouvement du volant à la crémaillère (qui participe à faire tourner les roues) disparaît. Elle est remplacée par une liaison électronique, pour simplifier, un fil, qui actionne des moteurs électriques. Le conducteur reçoit en retour une sensation artificielle via des actionneurs, pour simuler le ressenti de la route.

Pour mieux en comprendre les enjeux, les défis et l’intérêt, nous avons exploré le steer-by-wire pendant une heure avec Luc Diebold, un ingénieur français installé à Stuttgart depuis des années. Auteur de plusieurs brevets sur le sujet, ce spécialiste des directions chez Mercedes a développé le système introduit en série sur l’EQS évoluée, présentée au printemps. Après les Lexus RZ et Tesla Cybertruck, c’est l’une des premières voitures ainsi pourvues commercialisées. Voici notre conversation… 

Quel est concrètement le bénéfice client du steer-by-wire ?

Le bénéfice client, c’est en partie le design. Comme vous avez pu le constater dans l’EQS, on peut repenser entièrement l’intérieur : l’espace est libéré, rangé différemment. Et ce nouveau volant plus compact (dit « yoke » ndlr.), est directement lié à la technologie. Dès qu’on adopte ce design de volant, on a besoin du steer-by-wire. Mais attention : le steer-by-wire ne se limite pas à ce volant. C’est pour promouvoir la technologie, pour convaincre les gens de son utilité, qu’on la met en scène avec ce design. Ensuite, une fois qu’on dispose du steer-by-wire, on peut repenser toute la voiture.

Vous pensez par exemple au joystick, au volant qui se replie ?

Le joystick, la commande vocale, la commande oculaire, pourquoi pas. Le volant qui serait rond, carré, triangulaire, ou même absent, à gauche, à droite, voire au centre. Une fois que le lien mécanique disparaît, on peut isoler totalement le compartiment passager. Si on ajoute ensuite le brake-by-wire, la pédale n’a plus de connexion hydromécanique vers l’avant non plus. Les designers et les ergonomes pourront alors s’en donner à cœur joie. Le potentiel est vaste.

Aujourd’hui, vous utilisez donc un volant façon « yoke » pour des raisons d’acceptabilité client ?

Pour le visualiser. Mais aussi pour dire : attention, cette technologie a un coût. Pour l’instant c’est une option, il faut donc qu’elle se voit. Si 100 % de la plateforme l’avait en série sur un volant traditionnel rond, certains clients ne sauraient même pas que le steer-by-wire est présent sur le véhicule. 

La question de l’acceptabilité est essentielle…  

L’important, c’est de ne pas effrayer les clients. Il y a souvent des a priori sur tout ce qui est électrique ou électronique. Mais ce n’est pas parce que la liaison est mécanique qu’elle est toujours fiable. C’est pour ça que dans notre implémentation, on ne se contente pas d’une simple redondance : on intègre la direction arrière, avec une redondance parfaite, plus une redondance supplémentaire. Au total, cela fait trois lignes de direction, donc deux de secours. Trois chemins.

En dehors de l’espace intérieur repensé, y a-t-il d’autres avantages pour le constructeur. Le poids ? Le packaging ?

Le poids, non. Le packaging, oui. Et la sécurité en cas de crash. La colonne de direction traditionnelle est conçue pour se déformer lors d’un impact : toute la structure qui supporte le volant doit absorber le choc. Sans ce lien mécanique, on n’a plus à en tenir compte. 

Sur votre système, la démultiplication varie de 6 à 16…

Au milieu de la plage de braquage, on est autour de 6 à 6,5 selon les modes. À 100 km/h, on rejoint à peu près la direction standard d’une EQS normale — environ 13,5. À haute vitesse, on monte à 15-16 pour la stabilité, selon que vous êtes en mode Confort ou Sport. En Sport, on réduit aussi légèrement la contribution de la direction arrière, pour une voiture qu’on sent pointer davantage à l’avant — une sensation plus sportive.

La démultiplication change en temps réel selon la vitesse. Est-ce que ça peut être déstabilisant en situation d’urgence ?

Mathématiquement, c’est une vraie question. Mais dans la pratique, on a fait des tests en aveugle sur simulateur : on changeait le ratio à la volée, de 15/1 à 12, ou de 12 à 9, et la plupart des conducteurs ne le remarquaient pas. Ils réajustaient naturellement leur action sans même en avoir conscience. Le cerveau s’adapte très vite. 90 % des gens ne font pas la différence.

Quid des tests en conditions réelles ?

Là non plus, ce n’est pas un souci. C’est un peu comme l’amorce d’un survirage classique, lorsque les pneus avant commencent à couiner : au-delà d’un certain seuil, le pneu entre dans sa zone non linéaire et vous êtes déjà obligé de corriger l’angle du volant. C’est le même type d’adaptation.

Comment aidez-vous le conducteur à s’adapter, notamment pour le stationnement ?

La direction arrière que nous avons sur notre système joue là un rôle essentiel. Prenons un exemple. Lorsque vous arrivez à une place de parking à 90°, vous avez tendance à tourner à fond. Avec une direction normale, le temps d’arriver en butée, vous avez avancé. Si vous arrivez la première fois avec le steer-by-wire, la voiture pivote tellement vite que vous risquez de couper le trottoir. Avec la direction arrière, on accompagne le mouvement et la voiture corrige discrètement pour laisser le temps au conducteur de s’adapter. C’est plus élégant que de lui imposer une vibration ou un message d’alerte.

Dans votre système, il y a quand même une crémaillère à l’avant, actionnée par un moteur électrique… 

Oui, électrique. Deux moteurs concentriques en réalité : deux bobines dans le même bloc. Ce ne sont pas deux moteurs séparés.

En termes de consommation électrique, c’est marginal ou notable ?

C’est comparable à une direction assistée électrique standard, car la force nécessaire est identique. Dans une direction classique, vous n’avez besoin que de 2 à 5 newton-mètres pour tourner le volant. Si j’éteignais le moteur électrique, il vous faudrait 30 newton-mètres. Autrement dit, dans une direction standard, c’est déjà 90 % d’électronique qui vous assiste. Le steer-by-wire ne fait qu’intégrer les 10 % restants. L’humain ne dirige pas vraiment la voiture par la force — c’est la démultiplication et le moteur électrique de la direction qui font tout.

Vous démarrez avec l’EQS. La plateforme MB.EA des récentes GLC et Classe C est-elle compatible avec cette direction nouvelle génération ?

Pour le moment, le GLC n’est pas dans les plans annoncés. Mais c’est possible dans toutes les gammes. Et pour les moteurs à combustion, il y a encore plus d’avantages : aujourd’hui, la colonne de direction doit contourner le moteur. Sans ce lien mécanique, cette contrainte disparaît.

Quel rythme d’adoption anticipez-vous ? Un grand constructeur français annonce ce système sur une voiture très populaire dans un an…

Franchement, je ne sais pas. A nos yeux, il faut d’abord l’établir en haut de gamme, puis descendre — comme toujours avec les innovations. C’est l’approche : couvrir à la fois le passionné de tech et le conducteur ordinaire qui ne veut pas le savoir ou le ressentir. Pour celui-ci, il faut que la technologie soit transparente, que ça ressemble à ce qu’il connaît. Il faut rassurer comme dans l’avionique : ça a l’air de marcher, et les gens font confiance aux avions…

En termes de coûts, à terme, le steer-by-wire peut se généraliser ?

C’est le but. C’est un investissement aujourd’hui. Mais regardez les suspensions pneumatiques : elles sont désormais fréquentes sur nos voitures. Les roues arrières directrices de l’EQS aussi. Avec le volume, les coûts descendent. Sur certains modèles premium, ce n’est même plus une option, c’est inclus dans l’offre de base.

Tesla et Stellantis travaillent aussi sur le sujet. Quels sont selon vous les principaux freins à l’acceptabilité ?

C’est encore psychologique, et c’est peut-être aussi une question de coût. Ce sont les deux éléments principaux. C’est pour ça qu’on est là : il faut expliquer, rassurer, montrer. C’est normal que les gens aient des a priori. Mais l’électronique n’est pas moins fiable que la mécanique. Une direction classique peut aussi tomber en panne.

Votre équipe a déjà parcouru près d’un million de kilomètres… 

Moi personnellement, j’en ai fait 8 000 — dont 1 000 dans les trois derniers mois (interview réalisée au printemps, ndlr.). Au total sur le programme, on dépasse le million. On était en Suède avec une centaine de voitures, soit environ 5 000 kilomètres par voiture. Nous n’avons eu que des soucis normaux en phase de développement. Les difficultés concernent surtout la synchronisation du « cosmos » : les batteries, les microcontrôleurs, les liaisons. C’est là que se concentre le travail.

Justement, quelles sont les principales difficultés de développement ?

Toute la complexité vient de la redondance diversifiée. Dans une direction classique, vous avez un moteur, un microcontrôleur, la batterie standard. Avec le steer-by-wire, vous avez quatre moteurs, quatre capteurs, quatre microcontrôleurs, et deux systèmes de batteries entièrement distincts — pas seulement doublés, mais diversifiés. Car si un bug affecte la ligne principale et que vous avez copié le même code en redondance, le même bug peut frapper les deux lignes simultanément. Donc il faut programmer différemment : deux langages, deux compilateurs, deux approches algorithmiques, deux batteries 12 volts — un régulateur d’un côté, un régulateur d’une autre nature de l’autre. C’est littéralement quatre fois le travail.

Que se passe-t-il concrètement en cas de défaillance ?

Nous garantissons dix minutes de conduite. Ce qui permet de sortir d’un tunnel, de quitter l’autoroute, de trouver un parking. Ce qui suit dépend du composant défaillant. Un capteur de feedback, c’est peut-être un voyant jaune — le ressenti se dégrade mais les roues tournent encore. Un moteur de direction, c’est un voyant rouge. Dans tous les cas, la cascade se met en place : vous passez sur la deuxième ligne de commande. Vous êtes limité à 90 km/h, mais vous pouvez encore rouler. Puis sur la ligne 3. Contrairement à d’autres systèmes qui vous immobilisent sur place, nous garantissons que vous pouvez rejoindre un endroit sûr — pas en voie rapide gauche, mais sortir de l’autoroute, du tunnel, de la zone de travaux.

Des mises à jour à distance pendant la vie de la voiture sont-elles possibles ? 

Oui, c’est prévu dans notre système. Mais c’est prévu pour corriger des problèmes, pas pour changer la philosophie de conduite. Nous n’avons pas prévu de personnalisation poussée ajustable par le client. Confort, c’est un réglage. Sport, c’est un autre. Le réglage est fixe, même si l’on peut imaginer un jour de la personnalisation. 

Pour terminer : une direction est aussi un rendu, un feeling. Comment le reproduit-on électroniquement ?

Nous avons des caractéristiques définies en interne pour nos directions, on appelle ça le Fahrcharakter (« caractère de conduite », ndlr.). Par exemple, la force appliquée pour tourner le volant doit être de 2 ou 3 newton-mètres : ni trop facile, mais on doit tout de même être en mesure de tourner avec un seul doigt. Autre exemple, quand vous lâchez le volant après avoir tourné, il revient toujours à son point zéro naturellement, sans rebond, sans dépassement du point milieu. Ces données sont programmées. Or, les forces remontant de la route ne sont pas toujours aussi linéaires. Elles sont mixées avec un modèle artificiel et les données réelles de la crémaillère. Le tout est cohérent sur tous nos modèles et tous nos fournisseurs de direction. C’est notre signature. Elle restera, peu importe la technologie en dessous.