Reconnaissance aviaire et scène bioacoustique sous-marine embarquées

Marion Poupard (janv. 2018)

 

Financement : LPO et Université de Toulon

Encadrement : Hervé GLOTIN (LIS), Thierry SORIANO
et Thierry LANGAGNE (CNRS)

 

L’équipe de H. Glotin du laboratoire LSIS a développé un capteur à fort niveau d’intégration physique, de grande bande passante et de haute dynamique avec lequel des études de reconnaissance sonore d’animaux et certaines classifications ont déjà été menées avec succès. Cette thèse propose dans un premier temps d’interroger des données décrites par des ontologies pour améliorer la reconnaissance bioacoustique dans les paysages acoustiques. Ces métadonnées écosystémiques seront traitées et intégrées dans la reconnaissance acoustique par la thésarde sur la plateforme RDF / Metadata dédiée veille environnementale. Cette plateforme, simple d’usage, permettra d’inférer les metadata et données d’indexation acoustique par les moteurs et les ressources du web (billards de données RDF, météo, écosystème, migration, activités anthropiques…).
Dans un second temps, les travaux de recherche de Marion Poupard en liaison avec le laboratoire Cosmer seront centrées sur, d’une part l’intégration physique et logicielle du capteur spécifique développé par le laboratoire LSIS pour l’analyse de certaines populations animales sous-marines sur un robot sous-marin type AUV (Autonomous Underwater Vehicle), et d’autre part sur la définition de tâches de suivi environnemental pour les futures campagnes de mesures permises par ce nouveau capteur. Pour la partie de l’intégration physique et logicielle, nous allons explorer les méthodes actuelles liées à l’ingénierie système appliquée aux systèmes mécatroniques. Il existe de nombreux travaux autour du MBSE (Model Based System Engineering) à analyser au travers d’un état de l’art spécifique. L’environnement logiciel de l’AUV est de type Opensource autour du système d’exploitation pour la robotique ROS. Après une période de montée en compétence sur ce système ouvert, la doctorante proposera des algorithmes et des extensions logicielles permettant le contrôle de l’hydrophone embarqué par le robot. Le capteur et son électronique devront faire l’objet d’une étude de conception matérielle d’un compartiment spécifique sous les contraintes liées au domaine marin, notamment il s’agira du système SMIoT JASON déjà développé par l’équipe DYNI. Pour la partie concernant la définition et le pilotage de tâches liées aux campagnes de mesure, il s’agira de déterminer quel type de mode de fonctionnement sera le plus adapté aux besoins , entre le mode de téléopération pure avec contrôle à distance à travers la liaison câblée de l’AUV ou un mode autonome qui peut être également supporté par la carte embarquée sur l’AUV de type Rasberry et JASON.
Il viendra ensuite une phase de mise au point des paramètres de contrôle et de mesures d’abord en bassin puis sur le site marin. Enfin plusieurs séries d’essais de validation devront suivre suivant les objectifs du partenaire industriel BIOSONG, potentiellement en Aquitaine.

Hoang Anh PHAM

Doctorant

Financement : bourse doctorale Ministère

Courriel : hoang-anh.pham at univ-tln.fr

Bio

Diplômé de l’Institut National Polytechnique de Hanoï.

 

Recherche

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

Directeur de thèse : T. Soriano, PR, Université de Toulon, Laboratoire COSMER


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.

 

30.11.2017 Séminaire Audrey Minghelli

Le prochain séminaire COSMER se tiendra jeudi 30 novembre à partir de 13h30 en salle M141. Audrey Minghelli présentera ses travaux intitulés Simulation, fusion et exploitation d’images multi et hyperspectrales, aériennes et satellitaires..

 

Résumé : Dans cet exposé, elle présentera des méthodes de simulation d’images qui visent à générer des images d’un futur capteur satellitaire pour tester de futurs algorithmes ou évaluer l’impact d’un paramètre capteur sur la qualité de l’image. Elle abordera aussi la fusion d’images qui consiste à rassembler au sein d’une même image l’information contenue dans plusieurs images provenant de capteurs différents. Enfin, elle présentera des méthodes d’estimation de cartes de composition de l’eau (chlorophylle, matières en suspension et matière organique dissoute), de bathymétrie et de couverture des fonds marins à partir d’images réelles multispectrales (nb bandes<15) ou hyperspectrales (nb bandes >100).

21-09-2017 Séminaire Maxime Chalvin

Le prochain séminaire COSMER se tiendra jeudi 21 septembre à partir de 13h30 en salle M141. A cette occasion, Maxime Chalvin développera ses travaux de master lors de sa présentation  intitulée Développement d’un moyen de fabrication additive multi-axes pour la fabrication de géométries complexes sans utilisation de matériau support.

Résumé : Dans le contexte industriel actuel, la fabrication additive représente de forts enjeux. En effet, notamment dans le domaine aéronautique, certaines pièces fabriquées ont un ratio matière acheté / matière volante (BTF ou Buy-to-Fly) relativement élevé. La fabrication additive peut permettre d’abaisser ce ratio en fabriquant des brut pré-formés ne nécessitant qu’un usinage minimum pour obtenir la pièce finie. Cependant, le coût des techniques de fabrication additive actuelles est relativement élevé à cause des stratégies de dépôt mises en place. Les travaux effectués au cours du stage ont consisté à explorer une nouvelle stratégie de dépôt robotisé multi-axes permettant de se passer de matériau support et à mettre en place un démonstrateur utilisant du fil polymère pour permettre la fabrication de géométrie avec un fort porte à faux sans matériau support.

Dominique Millet

Dominique MilletDirecteur-adjoint du Laboratoire COSMER

Professeur des Universités, section n°60

tél : 04 83 16 66 17

courriel : dominique.millet at univ-tln.fr

 

 

Bio

  • Depuis Sept 2015: Directeur adjoint de SEATECH chargé des Relations industrielles, Directeur adjoint du laboratoire COSMER EA 7398, bénéficiaire de la PEDR/PES depuis 2006.
  • Depuis Sept 2014: Professeur des Universités à SEATECH/Université de Toulon, conduisant aux missions suivantes : Responsable du département IMécaD, membre du CA Seatech.
  • De 2004 à 2014 : Professeur des Universités à SUPMECA Toulon (laboratoire Ingénierie des Structures Mécaniques et Matériaux, EA 2336, à Toulon)
  • 2003 : Habilitation à diriger des recherches, intitulée « Analyse du phénomène d’intégration de nouvelles dimensions en conception pour favoriser une dynamique d’innovation en entreprise : Application à la dimension environnementale », soutenue le 11 mars 2003 à l’Institut National Polytechnique de Grenoble
  • De 1996 à 2004 : Ingénieur de recherche à ENSAM Paris ; coordinateur du DEA de Conception de Produits et Innovation
  • 1995 : Thèse de doctorat en génie industriel, intitulée “Prise en compte de l’environnement en conception : proposition d’une démarche d’aide à la conception permettant de limiter les ponctions et rejets engendrés par un produit sur son cycle de vie”, soutenue le 15 septembre 1995 à l’ENSAM

Recherche

Notre recherche vise à élaborer de nouveaux outils environnementaux (outil d’analyse, outil d’amélioration ou outil d’optimisation) qui permettent d’améliorer les performances environnementales des produits conçus par l’équipe de conception (en terme de matières et énergies consommées et pollutions émises) ainsi que les démarches qui permettent d’ « insérer » ces outils dans les pratiques de conception collectives ; cette recherche se décompose en trois axes :

  1. Méthodes d’analyse et d’optimisation environnementale – Analyse de cycle de vie (Environmental Assessment – Life Cycle Assessment)

  2. Méthodes d’amélioration environnementale : outils de conception favorisant le démontage, le recyclage ou la réutilisation (Design for Recycling, Design for Remanufacturing, Design for Disassembly)

  3. Développement de démarches d’intégration spécifiques des aspects environnementaux en conception.

Direction de Thèses

  • Alexandre Popoff (2014-2017) – Méthode d’éco-optimisation de systèmes mécaniques basée sur une combinaison CSP/QFD/ACV.
  • Myriam Orquera (2015-2018) – co-encadrement avec Sébastien Campocasso (50%), Optimisation environnementale d’un système résultant d’une fabrication additive ; Vers une prise en compte des fonctions « contraintes spécifiques » au plus tôt pour un downsizing
  • Julien Fremiot (2016-2019) – co-encadrement avec Pascale Azou-Briard , Simulateur de performance environnementale pour un système complexe : application à un système de stockage d’énergie thermique de grande capacité

Responsabilités collectives et administratives

  • Président EcoSD
  • Directeur Adjoint Seatech, chargé des relations industrielles
  • Responsable du parcours ImecaD

Enseignement

Seatech

Cédric Anthierens

Cédric Anthierens

Maître de conférences 61e section

tél : 04.83.16.66.18

courriel : cedric.anthierens at univ-tln.fr

 

 

Bio

De formation initiale en Génie Mécanique (Université du Havre et de Besançon), j’ai suivi un DEA en Automatique Industrielle à l’INSA de Lyon qui m’a ouvert les portes d’une poursuite en Thèse de Microrobotique sous la direction de M. BETEMPS au sein du laboratoire d’Automatique Industrielle de l’INSA de Lyon (désormais Laboratoire AMPERE). Après un poste d’ATER en mécanique à l’IUT GMP d’Aix en Provence, j’ai intégré SUPMECA Toulon en qualité de Maître de Conférences en 2000 et ai travaillé en recherche en mécatronique au sein du laboratoire LISMMA (désormais QUARTZ) sur les thèmes de la conception d’interfaces sensorimotrices pour la réalité virtuelle (co-encadrement à 50% d’une thèse) et de domotique pour la gestion de l’énergie dans les bâtiments tertiaires (co-encadrement à 50% de 2 thèses).

A l’initiative de la création en 2002 d’un parcours de dernière d’école d’ingénieurs en Robotique et Systèmes Mécatroniques pour les étudiants de l’ISEN et de SUPMECA Toulon, j’ai assuré la responsabilité de cette formation jusqu’à l’avènement de SEATECH (fusion de SUPMECA TOULON et de l’ISITV) et la disparition de SUPMECA Toulon (2016).

Les projets mécatroniques en grands groupes que j’ai encadrés dans le cadre de cette option ont alimenté des projets de recherche comme la gestion de l’éclairement d’un open-space par stores vénitiens automatiques, la conception d’un mini ROV sous-marin (Babysub), ainsi que la création d’un robot voilier autonome (MARIUS).

Recherche

Investi dès sa première heure dans le laboratoire COSMER, je travaille désormais dans l’axe de robotique et plus spécifiquement sur les projets suivants :

  • Guide de navigation sensoriel pour kayakiste non-voyant,
  • Conception d’enrouleur de câbles intelligents pour ROV sous-marins,
  • Etude de la stabilité réflexe de robot bipède.

Encadrement

  • Stage de fin d’études d’école d’Ingénieur de Carthage (Mai/Aout 2016) – Programmation du BlueROV via carte MyRIO de National Instrument.
  • Projet de fin d’études SEATECH (4 étudiants – Oct 2016 / Fev 2017) – Enrouleur de câble intelligent pour ROV sous-marin.

Rayonnement scientifique

  • Membre du Club EEA.
  • Membre des GdR MACS et Robotique.

Responsabilités collectives

  • Responsable des séminaires COSMER.
  • Membre du Conseil de l’Ecole SEATECH.

Enseignement

J’enseigne en mécanique, automatique, robotique, mécatronique à SEATECH dans les 3 années de la formation initiale d’Ingénieur de l’Université de Toulon (Tronc Commun et parcours IMecaD et SYSMER).

Logiciels

  • Ilog solver, logiciel dédié à la programmation par contraintes
  • Suite Logicielle Hyperworks pour l’optimisation topologique et géométrique
  • Suite Logicielle Vortex pour la simulation de robots mobiles en environnement aquatique ou terrestre
  • MAGIC pour la vérification et manipulation de fichier STL
  • CATIA V5 pour la conception et la simulation de mécanismes