Guerlédan

De nouvelles inspections du barrage ont été réalisées aujourd’hui dans le cadre d’un projet d’inspection de structures sous-marines. Avec le développement des éoliennes offshores, la surveillance régulière de telles installations devient un enjeu important. L’idée de ce projet est de réaliser, avec un robot sous-marin autonome, une inspection des structures immergées en utilisant l’architecture du site pour se repérer. Les signaux GNSS ne se propageant pas sous l’eau, l’utilisation de caméras optiques et de sonars devrait permettre de reconnaitre les structures et donc de retrouver où le robot est positionné sous l’eau.

Les robots sous-marins peuvent également travailler en équipe. Nous nous sommes intéressés au concept d’un robot sous-marin compagnon qui servirait à éclairer la zone de travail du robot principal ou à l’assister quand des manipulations complexes sont nécessaires. Une des difficultés est de ne pas emmêler les câbles lorsque ces robots sont reliés à la surface par un ombilical. Il faut également que le robot compagnon soit capable de suivre correctement les mouvements et les consignes du robot principal ce qui est un problème difficile sous l’eau et avec une faible visibilité.

L’acquisition des données de profondeur pour la fabrication de cartes marines va fortement évoluer grâce à l’utilisation de robots autonome. Le problème de localisation de ces robots est donc crucial. Pour améliorer la localisation du robot, un projet très innovant s’intéresse à l’analyse des zones que le robot aura vues deux fois, ce qui est souvent le cas pour garantir que toute une zone a été couverte. Si la trajectoire estimée du robot est cohérente, les mêmes choses doivent être observées la seconde fois que le robot passe sur une zone. Dans le cas contraire, il est possible de réestimer la trajectoire du robot et donc de l’améliorer. Différentes zones du lac ont été étudiées pour obtenir plusieurs types de fond et tester les limites des algorithmes.

Des marégraphes qui mesurent la hauteur d’eau ont été installés au fond du lac à des positions stratégiques. Ils cherchent à déterminer si des seiches sont présentes dans le lac de Guerlédan. Ce phénomène correspond à l’apparition sous l’effet du vent d’une onde particulière, comme de la houle, qui dépend de la forme du lac. Des capteurs de vents ont également été installés pour comparer les modèles aux données expérimentales.

Les DDboats ont progressé en autonomie cette semaine. En février prochain, un challenge avec les étudiants d’Erasmus Mundus MIR à Guerlédan consistera en plusieurs courses de bateaux autonomes. Les roboticiens de deuxième année ont affuté leurs algorithmes pour être les meilleurs. Au programme, il faudra effectuer des parcours entre plusieurs bouées ou passer par des portes à un instant précis. Cela requiert de prendre en compte la trajectoire, la vitesse du bateau ainsi que les paramètres environnementaux tel le vent.

Pour conclure cette première semaine sur le lac de Guerlédan, nous notons que la transmission de connaissances entre deuxième et troisième année a déjà bien commencé !

Aujourd’hui, nous avons redécoré le barrage de Guerlédan avec des mires. Ces disques noirs et blancs servent de référence pour recaler les images utilisées dans les algorithmes de photogrammétrie. Nous sommes montés en haut du barrage pour installer de manière précise ces mires en mesurant leur position à l’aide d’un GPS. D’autres mires ont également été installées sur la paroi du barrage.

Un ROV a également été déployé pour acquérir des images sous-marines en plus des images aériennes obtenues depuis un semi-rigide. Nous avons pu observer à 35m de profondeur, grâce au ROV, la vanne de vidange de fond du barrage.

Un robot bateau autonome – USV, Unmanned Surface Vehicles, a navigué sur le lac. Il a pour mission de trouver un objet immergé dans une zone de faible fond à l’aide d’une caméra sous-marine positionnée sous le robot. L’innovation liée à ce projet est de garantir formellement que le robot a pu observer complètement une zone. Cela nécessite de prendre en compte les incertitudes de positionnement du bateau ainsi que la portée de détection de la caméra. Être capable de garantir qu’une zone a été complètement explorée est essentiel dans des opérations de recherche et peut être transposée à d’autres milieux que le sous-marin.

Le lac de Guerlédan est également un bon environnement de test avant des expérimentations en mer. C’est le cas du projet qui cherche à comprendre le transport des larves d’huitres. Des capteurs de turbidité et de température sont utilisés afin de construire un modèle numérique simulant les courants et la température. Le développement des larves étant sensible à la température, il faut combiner cette information à celle des courants pour construire une simulation permettant de comprendre l’évolution et la localisation des populations d’huitres. Les protocoles d’acquisition des capteurs sont donc testés à Guerlédan avant d’être réalisés en pleine mer ce qui est plus difficile.

La faune du lac n’est pas en reste, un projet s’intéresse également à caractériser les espèces et la quantité de poisson dans le lac. Les signaux de trois sondeurs monofaisceau, émetteur-récepteur acoustique mono voix, sont utilisés et traités à l’aide d’algorithmes particuliers pour détecter les poissons. Les signaux obtenus sont représentés sous forme d’échogrammes qui présentent des structures particulières en fonction des espèces de poissons. Ce projet comporte également une dimension artistique : des étudiants de l’UBO en master ingénieur du son vont utiliser ces échogrammes pour générer un morceau de musique. Leurs travaux seront diffusés lors d’un festival.

La structure physique du lac présente aussi des variations importantes de température : environ 18°C en surface et 7°C au fond. Lorsque des instruments acoustiques sont utilisés, ces variations perturbent la trajectoire des ondes sonores. C’est pourquoi, lorsque les hydrographes utilisent des sonars pour cartographier le lac, ces variations physiques du milieu doivent être prises en compte pour donner une profondeur correcte. Un des projets s’intéresse à optimiser cette phase de correction. Au lieu de mesurer précisément la structure du lac à l’aide d’un capteur que l’on fait descendre jusqu’au fond, l’idée est de réaliser la correction directement avec les mesures acoustiques des sonars. Cela nécessite des algorithmes particuliers d’optimisation à appliquer de manière innovante sur les données acquises.

Nous avons également eu la visite de l’entreprise Kopadia qui co-encadre une thèse CIFRE en robotique. Ils ont déployé un AUV pour tester des algorithmes en prévision d’une mission d’inspection.