29.03.2018 séminaire Ornella TORTORICI

Le prochain séminaire aura lieu Jeudi 29 mars 2018 en salle M210 à 13h30. Ornella Tortorici, doctorante en première année au laboratoire COSMER présentera ses travaux de thèse portant sur le sujet « conception et pilotage synchronisés d’ombilicaux actionnés communicants : application à l’interconnexion de robots marins et sous-marins ».

Résumé :

Lors de missions sous-marines, le ROV (très largement utilisé) est piloté et/ou alimenté via un câble ombilical qui le relie à une base intermédiaire immergée pour les grandes profondeurs ou à une unité de pilotage à la surface de l’eau ou sur terre. La présence de ce câble offre certains avantages pour la communication et l’alimentation énergétique (temps, fiabilité, discrétion des signaux…) mais engendre également quelques inconvénients limitant la progression et la manœuvrabilité du ROV tout en multipliant les risques d’incidents relatifs aux nœuds, torsades et accroches potentiels sur l’environnement marin.

Les travaux présentés ici s’inscrivent dans la problématique de gestion d’ombilical actif entre un ROV et un drone de surface pour des missions proches du littoral (profondeur inférieure à 20 m). Dans cet environnement, nous considérons les phénomènes de courant marin, de vague et de vent comme perturbations possibles lors d’une mission d’observation du ROV sur une zone précise.

Le cas d’étude présenté s’appuie sur un système robotique composé de 3 organes distincts que sont le ROV (type BlueROV, autonome en énergie), l’ombilical et le drone de surface (type Catarob de SubSeatech). La conception innovante de ce système et le pilotage distribué sur le drone et le ROV devraient permettre non seulement de réduire l’impact des perturbations dues au câble mais également de tirer profit de la présence de celui-ci selon les objectifs suivants :

  • Minimiser l’énergie consommée au cours de la mission.
  • Améliorer la localisation du ROV.
  • Réduire les efforts parasites sur le ROV.

Cette présentation abordera tout d’abord la problématique générale de la gestion de l’ombilical, les contributions escomptées selon les différents objectifs listés et plus spécifiquement la caractérisation de l’ombilical avec les travaux en cours.

Coordination de systèmes sous-marins : vers une méthodologie intégrée orientée objet dans un environnement Opensource

Hoang Anh PHAM (oct. 2017)

Financement : Bourse Ministérielle 

Encadrement : Thierry SORIANO

 

Les Véhicules Sous-marins Autonomes VSA sont de plus en plus utilisés pour l’arpentage d’océans dans les domaines scientifiques. Ils sont amenés à évoluer en groupe.

Le choix d’un schéma d’architecture de commande générique permettant de gérer un ensemble de véhicules coopératifs est d’une importance capitale pour assurer l’interopérabilité des engins.

Dans un schéma décentralisé, le contrôle distribué permet donc une bonne évolutivité et une certaine robustesse. Si une défaillance se produit sur l’un des véhicules, il reste possible de réaffecter la mission sur la flotte restante, ce qui augmente la robustesse vis-à-vis de la mission. Les inconvénients sont à évaluer précisément ; les capacités de calcul disponibles de chaque véhicule peuvent être un facteur limitant pour résoudre des problèmes complexes; les informations disponibles sur d’autres véhicules peuvent être inexactes, incomplètes ou connues avec un retard et donc il existe un risque de collision non négligeable en cas de dysfonctionnement. Le travail proposé dans le cadre de cette thèse explorera en détail la modélisation et la quantification de ces aspects de performance et de robustesse. La conception de lois de commande coopératives exige de prendre en compte le comportement d’un véhicule avec ceux des autres. Pour être plus efficaces, les lois de commande devraient être fondées sur des états actuels et prévus de tous les véhicules. Le comportement global de tels systèmes est donc complexe et sera abordé avec des formalismes hybrides. Il est prévu d’avancer sur des scénarios comportementaux détaillés et sur des algorithmes de commande coopérative dédiés à la coordination pour des missions de surveillance, simulés dans un première temps puis implantés.

La réutilisation, la modularité et la spécialisation sont autant d’éléments à associer à la production d’une nouvelle application et sont un point fort des approches objet. Il sera nécessaire d’écrire des règles de personnalisation et de réutilisation des éléments de commande coopérative développés au laboratoire dans des travaux récents. En effet, ce sont des points que nous avons explorés pour le cas d’un seul VSA étudié avec une méthodologie orientée-objet et que nous souhaitons réutiliser et étendre dans un cadre de l’ingénierie système à une collaboration de VSA en environnement Opensource.

Nouvelle offre de formation : le master ROC

L’Université de Toulon, l’ UFR Sciences et Techniques et le laboratoire COSMER ont le plaisir de vous annoncer l’ouverture du nouveau Master Ingénierie des systèmes complexes parcours robotique et objets connectés (ROC) à la rentrée 2018.

Le master Ingénierie des systèmes complexes proposé par l’Université de Toulon est organisé en deux parcours :

  • un parcours intitulé VISTA (Vision-Signal-Trajectographie-Automatique), dédié au traitement du signal, à la trajectographie, au traitement de l’image à l’électronique numérique
  • un parcours ROC (Robotique et Objets Connectés) dédié à la robotique et aux objets connectés.

Le master Ingénierie des systèmes complexes parcours Robotique et Objets Connectés (ROC) propose une formation autour de 4 axes de compétences : mécanique-robotique, automatique, intelligence artificielle et systèmes embarqués-objets connectés.
Ces quatre domaines sont nécessaires à la conception et à la mise en œuvre de systèmes mécatroniques complets, performants, capables de décider et d’interagir efficacement avec l’homme et l’environnement de manière autonome.

La robotique et les objets connectés sont deux domaines en constant développement, et à la base de nombreuses applications : drones, véhicules mobiles terrestres et sous-marins, robots parallèles, biomécanique, humanoïdes, robots, réseaux de capteurs intelligents

 

Conception et pilotage synchronisés d’ombilicaux actionnés communicants : application à l’interconnexion de robots marins et sous-marins.

Ornella Tortorici (nov. 2017)

 

Financement : Bourse Région PACA et Université de Toulon

Encadrement : Vincent HUGEL, Hervé BARTHELEMY et Cédric ANTHIERENS

 

Dans le cadre de l’exploration sous-marine des eaux de faible profondeur, des équipements tels que des ROV (Remotely Operated Vehicle – drones sous-marins téléopérés) ou autres robots, sont utilisés. Ces équipements sous-marins nécessitent l’emploi d’un ombilical qui les relie à un poste de commande en surface. S’il est passif, ce lien peut être un frein pour la mobilité en impliquant une force de trainée très consommatrice en énergie, des actions mécaniques indésirables sur le robot, des risques d’accroche à l’environnement marin et la création de nœuds.

L’objectif de cette thèse est de contribuer à la gestion des ombilicaux des engins sous-marins en concevant un système ombilical intelligent pouvant non seulement limiter ses effets indésirables sur la navigation du ROV, mais également être actif et permettre de nouvelles stratégies de pilotage à toute la cordée.

L’application visée se focalise sur le cas d’un ombilical reliant un drone de surface et un ROV pour une mission d’observation et de mesure en faible profondeur à proximité du littoral. L’ensemble du système, qui sera soumis aux courants marins, devra évoluer dans un environnement à profondeur variable et possiblement contraint par la présence de relief, de faune et de flore sous-marines.

L’impact sur l’environnement marin sera pris en compte dans l’ensemble de la conception de ce système.

Ornella TORTORICI

Doctorante

Financement : Bourse Région PACA et Université de Toulon

Courriel : ornella.tortorici at univ-tln.fr

Bio

Diplômée de l’école d’ingénieur SEATECH.

 

Recherche

Sujet de la thèse : Conception et pilotage synchronisés d’ombilicaux actionnés communicants : application à l’interconnexion de robots marins et sous-marins

Directeur de thèse : Vincent HUGEL, PR, Université de Toulon, Laboratoire COSMER
Co-Directeur de thèse : Hervé BARTHELEMY, PR, Université de Toulon, Laboratoire IM2NP
Co-encadrant de thèse : Cédric ANTHIERENS, MCF, Université de Toulon, Laboratoire COSMER

Dans le cadre de l’exploration sous-marine des eaux de faible profondeur, des équipements tels que des ROV (Remotely Operated Vehicle – drones sous-marins téléopérés) ou autres robots, sont utilisés. Ces équipements sous-marins nécessitent l’emploi d’un ombilical qui les relie à un poste de commande en surface. S’il est passif, ce lien peut être un frein pour la mobilité en impliquant une force de trainée très consommatrice en énergie, des actions mécaniques indésirables sur le robot, des risques d’accroche à l’environnement marin et la création de nœuds.

L’objectif de cette thèse est de contribuer à la gestion des ombilicaux des engins sous-marins en concevant un système ombilical intelligent pouvant non seulement limiter ses effets indésirables sur la navigation du ROV, mais également être actif et permettre de nouvelles stratégies de pilotage à toute la cordée.

L’application visée se focalise sur le cas d’un ombilical reliant un drone de surface et un ROV pour une mission d’observation et de mesure en faible profondeur à proximité du littoral. L’ensemble du système, qui sera soumis aux courants marins, devra évoluer dans un environnement à profondeur variable et possiblement contraint par la présence de relief, de faune et de flore sous-marines.

L’impact sur l’environnement marin sera pris en compte dans l’ensemble de la conception de ce système.

 

Enseignement

Vacations à l’école d’ingénieur SEATECH

  • 2017-2018 : 24 h TP

10.09.2017 Le projet Kayak au Port du Mouré Rouge, Cannes

 

Le laboratoire COSMER a participé à la fête de la mer à  Cannes.

Cette journée a permis de tester le prototype de guide à la navigation pour les kayakistes malvoyants. Le boîtier informatique a été glissé dans un bidon à l’arrière du kayak. Le pagayeur est équipé de deux montres vibrantes reliées au boîtier qui lui permettent de se maintenir à l’intérieur d’un chenal pré-établi.

 


 

 

Merci à CHEMIN DES SENS et à Isabelle (isabelle.chemin@chemindessens.fr) pour l’invitation et pour les photos ! 

 

Maxime Chalvin

Maxime Chalvin

Doctorant

tél : 04.94.14.23.60

courriel : maxime.chalvin@univ-tln.fr

Bio

Issu de l’ENS Cachan avec un parcours typé génie mécanique, notamment d’un point de vue fabrication, j’effectue une thèse au sein du laboratoire COSMER dans le domaine de la fabrication additive.

Titulaire de l’agrégation en sciences industrielles de l’ingénieur option mécanique

Recherche

Sujet de la thèse : Fabrication additive par dépôt de fil robotisé multi-axes

Optimisation des trajectoires de dépôt et du pilotage du robot

Directeur de thèse : Vincent HUGEL, PR, Université de Toulon, Laboratoire COSMER

Co-encadrant de thèse : Sébastien CAMPOCASSO, MCF, Université de Toulon, Laboratoire COSMER

Depuis plusieurs années, la fabrication additive est en plein essor dans le milieu industriel pour la réalisation directe de petites séries de pièces métalliques fonctionnelles. Toutefois, les technologies sur lit de poudre présentent actuellement un coût de fabrication élevé et des limites dimensionnelles (environ 600 mm) qui freinent leur diffusion dans certains secteurs industriels comme l’aéronautique ou le naval. Les techniques de dépôt direct multi-axes sont actuellement en fort développement car elles offrent des dimensions de travail plus importantes, des possibilités de reprise sur les pièces (réparation, ajout d’entités…) et peuvent être combinées aux procédés d’usinage pour aboutir à des procédés de fabrication dits hybrides.

La fabrication additive par dépôt de fil métallique est un procédé sur lequel misent de nombreux industriels pour réduire les coûts de fabrication de pièces dans le futur. En effet, cette technologie, très flexible, présente de nombreux avantages par rapport aux autres procédés de fabrication additive : faible investissement (de l’ordre de 100 à 500 k€, contre 600 k€ à 1,5 M€ pour les procédés en lit de poudre et 800 k€ à 2 M€ pour la projection de poudre), grand espace de travail (plusieurs mètres), forte productivité (plusieurs kg/h contre quelques g/h), bonne qualité métallurgique (défauts analogues au soudage, pas de porosités…), peu d’immobilisation et de perte de matériau, faible coût et changement rapide du matériau, réduction des risques HSE par rapport aux poudres métalliques…

Le dépôt de fil métallique à l’aide de robots industriels est donc un procédé qui pourrait améliorer la compétitivité de l’industrie aéronautique et qui apparait idéal pour les applications de fabrication de l’industrie navale compte-tenu des petites séries et des grandes dimensions des pièces produites. Ces deux secteurs cibles sont des acteurs économiques majeurs en région PACA.

Actuellement les machines de fabrication additive commercialisées offrent peu de possibilités de réglages et de modifications de par les verrous imposés par les constructeurs. Les possibilités de travaux de recherche sur ces moyens sont ainsi limitées. L’utilisation de robots industriels couplés à des systèmes de dépôt direct permet d’obtenir des moyens de fabrication de grandes dimensions et plus « ouverts ». Des développements spécifiques peuvent ainsi être réalisés en vue d’optimiser un processus de fabrication ciblé. Cette optimisation passe par la maîtrise simultanée des paramètres du procédé de dépôt (énergie, vitesse d’apport du fil…), mais également de la trajectoire et de la vitesse d’avance du « point déposant ». Il est également possible dans certains cas de faire varier l’orientation de dépôt, et ainsi de supprimer les supports de fabrication. Néanmoins, la réussite de la fabrication nécessite de pouvoir générer des trajectoires de dépôt tridimensionnelles complexes permettant le bon « remplissage » de la pièce en fonction de sa géométrie et de celle du cordon déposé. Or, les géométries du cordon et de la pièce peuvent varier en fonction des paramètres du procédé, de la température de la pièce ou encore de l’orientation de dépôt par rapport à la gravité.

La génération des trajectoires est une problématique commune à tous les procédés de dépôt direct (Direct Energy Deposition) sur machines multi-axes, qu’ils procèdent par projection de poudre ou par dépôt de fil quelle que soit la technologie de fusion (arc avec électrode enrobée, MIG-MAG, TIG, plasma, laser, voire faisceau d’électrons). La prise en compte des problématiques thermiques lors de la génération des trajectoires constitue également une voie de recherche qui fait l’objet de quelques travaux initiés récemment pour les procédés sur lit de poudre. Le sujet de thèse proposé vise donc à compléter les travaux actuels sur l’optimisation de trajectoire dans le cas du procédé de dépôt de fil.

Enseignement

Mission de monitorat de 64h par an au sein de l’IUT GMP de Toulon

  • Métrologie machine
  • TP de production