Matheus LARANJEIRA MOREIRA

matheus.laranjeira

Doctorant

Financement : Région PACA – entreprise SUBSEA-TECH

mail : matheus.laranjeira-moreira@univ-tln.fr

Bio

Matheus Laranjeira est né en 1990 à Salvador, Bahia, Brésil. Il a participé au BRAFITEC, programme d’échange académique franco-brésilien, en obtenant le diplôme d’ingénieur en robotique par l’ENSTA Bretange en 2014 et le diplôme d’ingénieur électrique par l’Université Fédérale de Bahia en 2015. Il a commencé sa thèse doctorale au laboratoire COSMER en janvier 2016.

Sujet de recherche

Pour des questions d’autonomie énergétique et pour faciliter le transfert de données, les robots sous-marins téléopérés (ROV) sont reliés par une laisse à un bâtiment. Les grands ROV peuvent être déployés à plusieurs centaines de mètres de leur base mais leur débattement leur interdit d’être déployés dans des zones de faible profondeur (< 7m). A l’inverse les petits modules peuvent être déployés en eaux peu profondes mais ne peuvent pas gérer une trop grande longueur de laisse, qui les déstabilise et les rend non manoeuvrants. Leur rapprochement des zones côtières nécessite un rapprochement de leur navire d’attache, ce qui compromet la discrétion de l’opération.
L’entreprise SUBSEA-TECH, partenaire du projet, a imaginé une flottille de petit ROV reliés en cordée : plusieurs petits modules identiques sont répartis tout au long de la laisse pour compenser ses mouvements et permettre au module terminal de se comporter comme s’il était à proximité de sa base.
L’objectif de cette thèse est de contrôler la navigation conjuguée et coordonnée d’une file de robots éclaireurs reliés par une laisse en utilisant de manière conjuguée les informations données par les capteurs embarqués (caméra, sonar).

Enseignement

Moniteur au département MMI de l’IUT de Toulon (64h d’enseignement d’algorithmie).

Nicolas GARTNER

GARTNERNicolas

Doctorant

Mail : nicolas.gartner@univ-tln.fr

LinkedIn : fr.linkedin.com/in/ngartner

 Bio

Fraichement diplomé de l’Institut Français de Mécanique Avancée avec une spécialisation en mécatronique, je me lance dans un doctorat à l’université de Toulon dans le domaine de la robotique sous-marine.

Sujet de recherche

Mes travaux s’inscrivent dans le cadre d’un projet en robotique sous-marine ayant pour objectif la spécification et le développement de systèmes robotiques légers, capable d’effectuer des missions de reconnaissance et de cartographie sous-marines de zones côtières. Ces systèmes devront être capables de franchir les zones de surf (typiquement de 1 à 10m), caractérisées par un environnement particulièrement complexe et dynamique (houle, ressac, courant, etc.).

Problématique scientifique de la thèse

Les recherches effectuées en robotiques sous-marine s’intéressent principalement au développement de lois de commande, sans généralement inclure la conception mécatronique du véhicule dans l’optimisation de la loi de commande. En effet, cette démarche n’est pas nécessaire tant que le véhicule évolue en pleine eau, ce qui est le cas pour la plupart des missions. En revanche, dans des zones littorales fortement perturbées (dites “de surf”), il serait intéressant de pouvoir optimiser la conception mécatronique du véhicule pour augmenter la robustesse et/ou l’efficacité de la commande à travers les points suivants : l’estimation/observation des paramètres hydrodynamiques, la réduction de l’influence des perturbations dues aux courants et l’adaptation des actionneurs aux besoins des lois de commande.
Ainsi, il s’agit en premier lieu de développer un environnement de simulation permettant de modéliser le plus justement possible le comportement d’un drone sous-marin dans la zone de surf. L’évaluation du système demande le développement de critères innovants pour quantifier sa capacité à effectuer une mission donnée. Ces critères permettront d’évaluer la conception mécanique et la commande d’un drône sous-marins en simulation. Dans un second temps, ils pourront être directement intégrés dans un processus d’optimisation des paramètres du système (forme générale, position/orientation des moteurs, la propriété holonome ou non du véhicule) en fonction de la mission à réaliser (suivi d’un pipeline, stabilisation autour d’un point, déplacement vers un nouveau lieu, maintien d’une orientation, etc.). Finalement, l’ensemble de ces travaux de recherche permettra le développement de solutions de robotique reconfigurable, ce qui serait l’axe de recherche final de la thèse.

Métriques de performance pour l’évaluation de missions de véhicules sous-marins reconfigurables en zone de surf.

Nicolas Gartner (oct. 2016)

 

Financement : Projet DGA Rapid SURFBOT

Encadrement : Vincent HUGEL et Mathieu RICHIER

 

Les recherches effectuées en robotiques sous-marine s’intéressent principalement au développement de lois de commande, sans généralement inclure la conception mécatronique du véhicule dans l’optimisation de la loi de commande. En effet, cette démarche n’est pas nécessaire tant que le véhicule évolue en pleine eau, ce qui est le cas pour la plupart des missions. En revanche, dans des zones littorales fortement perturbées (dites “de surf”), il serait intéressant de pouvoir optimiser la conception mécatronique du véhicule pour augmenter la robustesse et/ou l’efficacité de la commande à travers les points suivants : l’estimation/observation des paramètres hydrodynamiques, la réduction de l’influence des perturbations dues aux courants et l’adaptation des actionneurs aux besoins des lois de commande.
Ainsi, il s’agit en premier lieu de développer un environnement de simulation permettant de modéliser le plus justement possible le comportement d’un drone sous-marin dans la zone de surf. L’évaluation du système demande le développement de critères innovants pour quantifier sa capacité à effectuer une mission donnée. Ces critères permettront d’évaluer la conception mécanique et la commande d’un drône sous-marins en simulation. Dans un second temps, ils pourront être directement intégrés dans un processus d’optimisation des paramètres du système (forme générale, position/orientation des moteurs, la propriété holonome ou non du véhicule) en fonction de la mission à réaliser (suivi d’un pipeline, stabilisation autour d’un point, déplacement vers un nouveau lieu, maintien d’une orientation, etc.). Finalement, l’ensemble de ces travaux de recherche permettra le développement de solutions de robotique reconfigurable, ce qui serait l’axe de recherche final de la thèse.

Asservissement référencé capteur d’une cordée de robots sous-marins

Matheus Laranjeira (janv. 2016)

 

Financement : Bourse Région PACA et SUBSEA-TECH

Encadrement : Vincent HUGEL et Claire DUNE

Robot léger en zone de surf

Pour des questions d’autonomie énergétique et pour faciliter le transfert de données, les robots sous-marins téléopérés (ROV) sont reliés par une laisse à un bâtiment. Les grands ROV peuvent être déployés à plusieurs centaines de mètres de leur base mais leur débattement leur interdit d’être déployés dans des zones de faible profondeur (< 7m). A l’inverse les petits modules peuvent être déployés en eaux peu profondes mais ne peuvent pas gérer une trop grande longueur de laisse, qui les déstabilise et les rend non manoeuvrants. Leur rapprochement des zones côtières nécessite un rapprochement de leur navire d’attache, ce qui compromet la discrétion de l’opération.
L’entreprise SUBSEA-TECH, partenaire du projet, a imaginé une flottille de petit ROV reliés en cordée : plusieurs petits modules identiques sont répartis tout au long de la laisse pour compenser ses mouvements et permettre au module terminal de se comporter comme s’il était à proximité de sa base.
L’objectif de cette thèse est de contrôler la navigation conjuguée et coordonnée d’une file de robots éclaireurs reliés par une laisse en utilisant de manière conjuguée les informations données par les capteurs embarqués (caméra, sonar). Les modules étant reliés, le déplacement de l’un d’entre eux implique nécessairement une perturbation des autres modules. En pleine eau, il s’agit de stabiliser la laisse. A proximité du rivage, le contrôle de la laisse est nécessaire pour faire face au flux et au reflux, et si possible affronter les perturbations liées aux vagues et aux tourbillons.

Conception pour la fabrication additive : Downsizing d’un système mécanique par l’optimisation multifonctionnelle.

Myriam Orquera (sept. 2015)

 

Financement : Professeur Agrégé en demi service

Encadrement : Dominique MILLET et Sebastien CAMPOCASSO

 

L’arrivée des nouvelles technologies de fabrication additive, plus communément connues sous l’appellation d’impression 3D, ouvrent de nouvelles perspectives permettant un gain de matière, une amélioration de tenue des pièces, … De plus le dépôt de matière réalisé couche après couche, libère des contraintes de conception imposées par les anciens procédés de fabrication (tel que l’usinage, le moulage…). Ainsi il est possible de réaliser des formes complexes, des cavités intérieures etc.
Pour réaliser des conceptions exploitant toutes les opportunités de ce procédé tout en respectant les nouvelles contraintes de fabrication il nous faut de nouvelles règles et méthodologies. C’est pourquoi, de nouveaux outils d’aide à la conception sont développés, réunis sous l’appellation «Conception pour la fabrication additive » (Design For Additive Manufacturing, DFAM). Cependant, la plupart des méthodes de DFAM suggérées dans la littérature jusqu’à ce jour restent focalisées sur une pièce seulement. De plus, les optimisations sont principalement limitées sur la réduction de la masse ou le nombre de pièces, et plus rarement sur l’ajout de certaines fonctions.
Une nouvelle approche est étudiée pour réaliser une optimisation multifonctionnelle d’un ensemble cinématique. Cela débouchera sur une méthodologie pour réaliser un downsizing sur des mécanismes afin, par exemple, d’utiliser moins d’énergie, diminuer l’encombrement, la masse, tout en obtenant une puissance de sortie identique. Puis, pour quantifier les améliorations et leur valeur ajoutée, un nouvel indicateur de conception nommé «taux de downsizing» sera défini.