Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que
Monsieur Aurélien MERCI
Doctorant laboratoire COSMER rattaché
à l’École Doctorale 548 « Mer & Sciences »
soutiendra sa thèse en vue de l’obtention du Grade de Docteur
sous la direction de
- Cédric ANTHIERENS, Maitredeconférences-HDR (COSMER), Université de Toulon (France)
&
Mme Nadège THIRION-MOREAU, Professeure des Universités (LIS), Université de Toulon (France), Codirectrice
Discipline : Automatique, Signal, Productique, Robotique
sur le thème
« Coopération de flotte de planeurs sous-marins à des fins de GHOM et LSM »
Vendredi 15 décembre 2023 à 10h00
A l’Université de Toulon – Campus La Garde Bâtiment M – Amphi M.01
devant un jury composé de :
- Olivier SIMONIN,Professeur, INSA Lyon(France), Rapporteur
- Lionel LAPIERRE,Professeur, ENSTA Bretagne(France), Rapporteur
- Gérard POISSON,Professeur des Universités, Université d’Orléans(France), Examinateur
- Guillaume ALLIBERT,Professeur des Universités, Université Côte d’Azur(France), Examinateur
- Mme Nadège THIRION-MOREAU, Professeur des Universités, Université de Toulon (France), Co-directrice de thèse
- Cédric ANTHIERENS, Maîtredeconférences-HDR, Université de Toulon (France), Directeur de thèse
- Yann LE PAGE, Directeur technique,ALSEAMAR – ALCEN(France), Invité
- Cyrille VUILMET,Expert technique Drones Navals,Tuteur DGA (France), Invité
- Florian IMPERADORI, Architecte fonction Hydro-océanographie,Tuteur DGA (France), Invité
Résumé :
Les travaux menés dans le cadre de cette thèse Cifre-Défense portent sur le développement d’outils permettant une coopération entre plusieurs planeurs sous-marins afin de répondre à un besoin d’acquisition de données sur des zones à très larges échelles spatio-temporelles. Notre objectif est d’assurer la couverture géographique d’une zone d’intérêt pouvant comporter des zones d’exclusion, de manière optimale en durée de mission, distance parcourue ou d’énergie consommée par la flotte avec une contrainte liée à l’utilisation de ce type d’engin sous-marin : l’asynchronisme des communications entre les différents engins composant la flotte. L’approche développée consiste en la conception d’un simulateur de mission afin d’en extraire les principales grandeurs d’intérêt dans le pilotage des planeurs : l’énergie consommée, le temps et la distance parcourue. Dans un second temps, nous avons développé une méthode originale reposant sur la théorie des graphes pondérés consistant à minimiser différentes fonctions de coût construites à partir de ces grandeurs dans le but d’optimiser les trajectoires de chaque planeur de la flotte ainsi que le profil de vol du planeur dans la colonne d’eau. Les intérêts et les apports de la méthode ont été confirmés à l’aide d’une mission expérimentale réelle en mer Méditerranée.
Mot clés : Planeurs sous-marins, modélisation, simulation, planification de trajectoires, couverture de zone
Cooperation of a fleet of underwater gliders for GHOM and LSM applications
Abstract:
This Cifre-Défense thesis focuses on the development of tools enabling the cooperation between several underwater gliders of a fleet in order to fulfil a data acquisition requirement over areas with very large spatio-temporal scales. Our objective is to ensure the geographical coverage of an area of interest, which may contain exclusion zones, in an optimal way in terms of mission duration, distance covered or energy consumed by the fleet, with a constraint related to the use of this type of underwater vehicle: asynchronous communications between the different vehicles of the fleet. The approach we developed consisted in designing a mission simulator to extract the main variables of interest in the piloting of underwater gliders: energy consumed, time and distance travelled. Secondly, we developed a method based on the theory of weighted graphs, which consists of minimising various cost functions constructed from these variables in order to optimise the trajectories of each glider in the fleet and the glider’s flight profile in the water column. The interests and contributions of the method were confirmed using a real experimental mission in the Mediterranean Sea.
Keywords: Underwater gliders, modelling, simulation, path planning, zone coverage.