Contrat AMI WINDKEEPER

WINDKEEPER : Navire du Futur  (2013-2017)

Responsable Cosmer : Dominique Millet

Ce projet de recherche retenu dans le cadre de l’AMI Navire du Futur en 2012 vise à développer un navire (50m) spécifique pour la maintenance des champs d’éoliennes off-shore : le but est de concevoir un navire économe, éco-conçu, permettant en toute sécurité d’augmenter significativement le nombre de journées de travail en mer (plus de 300 j/an) grâce à une combinaison de technologies (positionnement dynamique, carène SWATH -Small Waterplane Area Twin Hull- bras robot de déchargement sans contact avec l’éolienne). Le travail de recherche porte sur la modélisation des contraintes environnementales et une approche originale pour optimiser, du point de vue environnementale, la conception de ce navire. Le budget de ce projet est de 280k€.

Projet de navette maritime hybride

Windkeeper : Projet de navire de maintenance de champs éoliens offshore

Contrat DGA-Rapid SURFBOT

SURFBOT : Technique de reconnaissance et de cartographie automatiques de petits fonds et de zones de surf adaptées à un robot sous-marin léger et « low cost » (2016-2019)

Responsable Cosmer : Vincent Hugel

Le projet SURFBOT vise l’étude et la définition de briques de base (logiciel et concept de robot) d’un système léger et de très bas coût permettant d’effectuer la reconnaissance d’une zone restreinte de très petit fond en vue d’en effectuer une cartographie afin de pouvoir préparer une opération amphibie. L’outil robotique permettra d’effectuer cette tâche de manière efficace et furtive, sans exposer les hommes. La dotation pour l’unité est de 250 k€.
Les aspects innovants recouvrent l’utilisation d’un capteur compact d’imagerie acoustique 2D haute résolution, utilisé pour la navigation et l’acquisition de données et la stabilisation des capteurs pour une acquisition en environnement très perturbé. Par ailleurs, le projet inclut le développement d’une plateforme permettant les tests de mise au point en environnement simulé et des essais d’acquisition GPS avec une antenne immergée.
Les partenaires du projet sont les sociétés SUBSEA-TECH et ROBOPEC.

Les résultats issus des développements concernent la réalisation de briques logicielles de planification, positionnement, et de navigation autonome prêtes à être intégrées sur un robot sous-marin (ROV ou AUV), et la mise en oeuvre d’une architecture de simulation permettant la création d’environnements de test virtuel réalistes et l’évaluation de comportements dynamiques des engins. Dans ce cadre, une thèse a commencé en octobre 2016, intitulée : Métriques de performance pour l’évaluation de missions de véhicules sous-marins reconfigurables en zone de surf.

Sébastien CAMPOCASSO

silhouette-profil

Maître de conférences

bureaux : GM-111 & M-130
tel : 04.94.14.23.60 / 04.83.16.66.30
mail : sebastien.campocasso ‘at’ univ-tln.fr
page personnelle : cv.archives-ouvertes.fr/sebastien-campocasso

Bio

Ancien élève de l’ENS Cachan (B3) et docteur de l’ENSAM en « Génie Mécanique – Procédés de fabrication », je suis actuellement maître de conférences (CNU 60) à l’Université de Toulon. Impliqué au niveau international au sein du CIRP (Research Affiliate depuis 2014), je participe également aux réseaux nationaux tels que Manufacturing’21 et l’AIP-Primeca.

Après plus de cinq années de recherches au LaBoMaP (ENSAM de Cluny) portant sur l’analyse et la modélisation de la coupe des métaux, mon intégration au sein du laboratoire COSMER en septembre 2015 s’est accompagnée d’un changement de thématique de recherche.

Recherche

Mes travaux actuels portent sur le développement de méthodes de conception et de planification de trajectoires pour la fabrication additive. Cette thématique s’appuie sur les moyens de la plateforme MAQ3D de l’école d’ingénieurs SeaTech et constitue un axe fédérateur pour le laboratoire COSMER.

Encadrement de thèses

  • Maxime Chalvin (septembre 2017-), 70% – Sous la direction de Vincent Hugel
  • Myriam Orquera (septembre 2015-), 50% – Sous la direction de Dominique Millet

Encadrement de masters

  • Maxime Chalvin (avril-juillet 2017), 100%

Responsabilités collectives et administratives

  • Représentant COSMER au Pôle thématique MEDD (Mer, Environnement, Développement Durable) de l’Université de Toulon depuis septembre 2016

Rayonnement scientifique

  • CIRP Research Affiliate depuis août 2014
  • Correspondant local S-mart (AIP-Primeca) et Manufacturing’21 depuis janvier 2017
  • Reviewer pour The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • Membre du comité scientifique de la conférence 16th CIRP CMMO 2017

Enseignement

J’enseigne principalement au département GMP de l’IUT de Toulon les matières suivantes : fabrication par usinage (~50%), informatique (~25%), métrologie/contrôles non destructifs (~20%), ainsi qu’en encadrement de projets. J’interviens également dans les parcours IMecaD (conception mécanique) et MDE (matériaux) de SeaTech, ainsi qu’en licence professionnelle CAPPI.

Claire DUNE

Maître de conférences 61e section   Claire.Dune

tel : 04.83.36.63.81
mail : claire.dune@univ-tln.fr

Bio

J’ai été diplômée de l’Ecole Nationale Supérieure de Physique de Strasbourg, mention automatique et vision par ordinateur, en 2005. J’ai obtenu mon DEA en photonique, image et cybernétique la même année. J’ai effectué mon stage de fin d’études à l’Intelligent System Laboratory de SIEMENS, à Munich sur le développement d’un système de vision active pour la reconnaissance d’objet en robotique de service. En 2009, j’ai soutenu ma thèse sur un outil de saisie d’objets pour la robotique d’assistance, sous la direction d’Eric Marchand, Professeur à l’Université de Rennes 1 et en collaboration avec les équipes du CEA LIST. J’ai ensuite été post-doctorante dans l’équipe CNRS Joint Robotic Laboratory à l’AIST, Tsukuba Japon (Japan Society for Promotion of Science). Ma recherche portait sur l’asservissement visuel de la marche d’un robot humanoïde.

Recherche

Depuis 2010, je suis Maître de Conférences à l’Université du Sud-Toulon Var. Entre 2010 et 2014, j’ai travaillé sur le projet transverse INRIA Personnaly Assisted Living (PAL) en association avec le laboratoire de biomécanique HANDIBIO et l’équipe HEPHAISTOS de l’INRIA de Sophia Antipolis. L’objectif était de développé un outil d’analyse de la marche intégré à un déambulateur.

En janvier 2015, j’ai intégré le laboratoire COSMER ou ma recherche se concentre sur la commande référencée capteur pour la robotique sous-marine.

Ma thématique de recherche est la commande référencée capteur pour la robotique.

Le développement de l’autonomie robotique en milieu réel nécessite de doter les systèmes de moyens de perception et d’analyse pour leur permettre de corriger dynamiquement les erreurs dans leur modélisation interne et de réagir de manière adéquate et dynamiques aux modifications de leur environnement, modélisation externe.

Encadrements de thèse

  • Matheus Laranjeira Moreira, depuis janvier 2016 (sous la direction de Vincent Hugel)

Responsabilités collectives

  • Membre du Conseil de Département Métiers du Multimédia et de l’INternet de l’IUT de Toulon (2013-2016 puis 2016-2019)
  • Membre de la Commission de la Formation et de la Vie Universitaire de l’Université de Toulon(2015-2019)
  • Membre du Conseil Académique de l’Université de Toulon (2015-2019)
  • Membre du Conseil Académique Restreint de l’Université de Toulon(2015-2019)
  • Responsable de la communication numérique pour le laboratoire COSMER

Enseignement

Département IUT Métiers du Multimédia et de l’Internet

Je suis maître de conférences à l’IUT, au département MMI. J’y enseigne

  • La programmation web (php, mysql, javascript),
  • La programmation orientée objet (concepts de base)
  • Le traitement de l’image,
  • La numérisation.

Ecole d’ingénieur SEATECH

  • module de simulation robotique

Ecole Doctorale

J’enseigne des modules de méthodologie

  • Initiation à LaTeX pour la rédaction scientifique
  • Projets collaboratifs : Suivi de version sous git
  • Création d’un site web recherche (bases HTML/CSS, mise en oeuvre d’un CMS)

Charge administrative

Je suis responsable pédagogique pour la formation MMI par alternance.

 

 

Myriam ORQUERA

Doctorante

tel : 04.83.16.66.13
mail : orquera@univ-tln.fr

myriam.student

Bio

  • Professeur Agrégée en Sciences Industrielles de l’Ingénieur – Option Ingénierie Mécanique depuis 1999
  • Doctorante depuis 2015

Sujet de recherche

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

Directeur de thèse : Dominique MILLET, PR, Université de Toulon, Laboratoire COSMER
Co-encadrant de thèse : Sébastien CAMPOCASSO, MCF, Université de Toulon, Laboratoire COSMER

Quels que soient les procédés d’obtention, la recherche d’optimisation a toujours été un des principaux enjeux en conception mécanique. L’arrivée du nouveau précédé de fabrication additive (plus communément connues sous l’appellation d’impression 3D) ouvre de nouvelles perspectives permettant, entre autres, un gain de matière, une amélioration de tenue des pièces, une diminution du nombre de 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, ou encore des cavités intérieures.

Pour exploiter toutes les opportunités de ce procédé tout en respectant les contraintes de fabrication il nous faut de nouvelles règles et méthodologies de conception. 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 restent focalisées sur une pièce seulement. De plus, les optimisations ont principalement pour objectif la réduction de la masse ou du nombre de pièces, et plus rarement l’ajout de certaines fonctions.

Une nouvelle approche est étudiée pour réaliser une optimisation multi-fonctionnelle 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 au moins identique. Puis, pour quantifier les améliorations et leur valeur ajoutée, un nouvel indicateur de conception nommé «taux de downsizing» sera défini.

Research Topic

Thanks to the freedom offered by additive manufacturing (AM) processes, design rules are evolving to lead to lighter and stiffer parts with really more complex shapes than those obtained by conventional processes. Worldwide, new tools of assistance to the design are developed, gathered under the naming « Design for Additive Manufacturing » (DfAM). However, most of the DfAM methods suggested in the literature remain focused on only one component and are not considering the product as a system of components. Moreover, optimizations are mainly limited on reducing the mass or the number of parts, and more rarely on adding some functions.

A new approach is presented to realize a multifunctional optimization of a mechanical system (MS). A methodology is first proposed in order to improve a product by using the AM opportunity. Then, to quantify the improvements of a system optimization, a new design indicator appointed « downsizing rate » is defined. Finally, a case study, applied to a compressed-air engine, is presented to demonstrate the relevance of the methodology and the downsizing rate. The design adapted to traditional manufacturing is compared to a part-by-part optimized design and a multifunctional optimized design, both adapted to additive manufacturing.

Enseignement

  • Formation : IUT GMP UTLN, école d’ingénieurs SupMéca Toulon, puis école d’ingénieurs SeaTech UTLN
  • Modules: Conception CAO, transmission mécanique, vibration, Fabrication additive,encadrement de projets

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.