Groupes de travail GT2 : Véhicules autonomes Axe robotique marine et sous-marine

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GT2 : Véhicules autonomes

Axe robotique marine et sous-marine

Animateur : Simon Rohou
simon.rohou(at)ensta-bretagne.fr

Objectifs scientifiques

L’axe « Robotique Marine et Sous-Marine » du GT2 a pour objectif de rassembler et de susciter l’interaction des chercheurs travaillant sur les systèmes robotiques marins et sous-marins.
Les domaines d’application comprennent entre autres les véhicules autonomes de surface (ASV), les véhicules autonomes sous-marins (AUV), les véhicules télé-opérés (ROV), que ce soit en ce qui concerne la perception, la commande, la communication, la coordination ou encore les aspects technologiques.
A ces catégories d’engins sont associées de nombreuses problématiques dans le domaine de l’acoustique sous-marine, de la vision artificielle, de la communication, de la propulsion, de la commande, de l’architecture logicielle et matérielle…
Les exigences scientifiques sont associées à des contraintes environnementales fortes, suscitant l’émergence d’approches scientifiques et technologiques originales.

Le travail de l’axe « Robotique Marine et Sous-Marine» est organisé autour de plusieurs thèmes :

• Perception et localisation : La perception sous-marine, historiquement acoustique, peut aussi exploiter le traitement d’image, et depuis peu, les champs électromagnétiques. Qu’il s’agisse de percevoir un environnement inconnu, de construire une carte ou de se localiser (SLAM), la faible densité d’informations et le niveau de bruit élevé nécessitent la mise en œuvre de méthodologies originales (approche ensembliste, traitement du signal acoustique, filtrage…).

• Commande : La commande des véhicules sous-marins ou des véhicules de surface est un domaine de recherche actif, notamment du fait de l’émergence de nouvelles technologies (gliders, micro-ROV…). Qu’elles soient linéaires, non-linéaires, floues, adaptatives, les méthodes développées doivent toujours être robustes du fait des importantes incertitudes paramétriques des modèles de véhicules (masse ajoutée, coefficients hydrodynamiques…). Les perturbations extérieures sont également nombreuses et doivent être rejetées.

• Coordination de flottille et communication : La relative maturité des systèmes autonomes marins, permet désormais la mise en œuvre de flottilles (ou meutes) de véhicules. Leur coordination doit s’adapter à leurs contraintes de manœuvrabilité et surtout à des contraintes de communication extrêmement fortes. Les débits sont très faibles (parfois quelques bits par seconde, voire moins dans des zones où les émissions sont réglementées) et, comme dans toute flottille de robots, chaque membre est susceptible de disparaitre à tout instant.

• Autonomie et architecture : Les missions des véhicules autonomes marins peuvent durer plusieurs mois (gliders, robots voiliers), parfois sans échange avec l’opérateur humain (ou avec des échanges qui peuvent échouer). Il est dès lors nécessaire de développer des architectures matérielles et logicielles permettant d’optimiser l’autonomie fonctionnelle et décisionnelle du véhicule.

• Technologie et conception : La robotique marine connaît de nombreuses évolutions technologiques. Il peut s’agir de technologies de production ou de stockage d’énergie, de propulsion (moteurs, accouplement, hélices, jets, nage), de perception (acoustique, électromagnétique), de communication, de construction mécanique, de simulation (notamment la simulation HWIL)... Le partage de ces connaissances est essentiel pour la meilleure mise en œuvre expérimentale des travaux de la communauté.


Actions

Afin de mieux faire connaitre et partager les compétences, avec notamment pour objectif l’émergence de partenariats dans le cadre d’appels à projets, nous organisons au moins 2 réunions scientifiques par an, ouvertes à tous. Pour des raisons pratiques la plupart de ces réunions se tiennent à Paris, mais parfois aussi dans les laboratoires ou organismes impliqués tels que Ifremer, Onera, ENSTA Bretagne et sont alors l'occasion de visites ou de démonstrations. Les réunions peuvent être organisées à l'initiative de tout membre du GDR, auquel le GT peut apporter son soutien, si nécessaire.

Le GT2 participe aussi occasionnellement à l'organisation de conférences, comme ce fut le cas pour la conférence MOQUESM organisée par l'ENSTA Bretagne tous les deux ans.
Le GDR Robotique co-organise aussi chaque année depuis 2013 un workshop européen de robotique marine avec le Topic Group "Marine Robotics" de l'association euRobotics AISBL. Ce workshop a lieu durant l'European Robotics Forum (ERF 2013, 2014, 2015) et il est l'occasion de rencontrer nos collègues européens et de suivre l'actualité des projets européens en cours.

Parmi les thèmes abordés au sein de l’axe « Robotique Marine et Sous-Marine », plusieurs sont proches de ceux développés dans les axes « Robotique
Terrestre » et « Drones » du GT2 du GDR Robotique. D’autres thèmes sont également communs avec le GT4 (autonomie), le GT6 (conception). A ce titre, des journées scientifiques communes sont aussi organisées occasionnellement.

Enfin, les réunions scientifiques sont également le lieu de rencontre avec les industriels intéressés par les applications marines ou sous-marines, et permettent à ces derniers de présenter leurs problématiques ou leurs solutions.


                
Crédits photos: SeaExplorer (ACSA) - Vaimos (IFREMER/Patrick Rousseau)
    
Crédits photos: Angels(IRCCyN/Scuola Superiore Santa Anna) - HROV Ariane (IFREMER)


Informations pour la communauté

Une carrière pour des essais technologiques existe depuis juin 2020 et a déjà accueilli des essais de robotique de surface et sous-marine.
Voir la page https://www.pole-mer-bretagne-atlantique.com/fr/actualites/2545-nouveau-site-pour-vos-essais-nautiques-et-subaquatiques-en-environnement-protege