Des robots «résidents» dans les profondeurs pour surveiller les pipelines et câbles marins

SadaNews - Des chercheurs en Norvège ont testé un robot autonome sous-marin capable d'effectuer des missions d'inspection d'infrastructures maritimes, puis de revenir automatiquement à une station fixe au fond de la mer pour recharger sa batterie et transmettre les données qu'il a collectées.

Les expériences ont été menées à une profondeur de 90 mètres dans le détroit de Trondheim, dans le but de développer des robots pouvant rester sous l'eau pendant des mois, voire des années, au lieu d'être ramenés sur des navires ou à terre pour maintenance et recharge après chaque mission.

La nécessité de surveiller les pipelines, câbles de communication et d'énergie et infrastructures maritimes augmente avec l'expansion de l'activité économique en mer et les préoccupations croissantes concernant la sécurité des infrastructures sous-marines.

Les opérations d'inspection actuelles reposent souvent sur de grands navires équipés de sonar, ou de véhicules sous-marins accompagnés de navires de soutien et d'équipes opérationnelles. Ces opérations nécessitent un grand nombre de personnel, en plus de coûts élevés et d'émissions de carbone dues au fonctionnement prolongé des navires.

Le nouveau projet vise à remplacer les robots «résidents» en mer en lançant une partie de ce modèle depuis des bases fixes au fond, qui effectuent des missions d'inspection au besoin, puis retournent à leurs stations sans intervention humaine directe.

Martin Ludvigsen, professeur au département de technologie maritime de l'Université norvégienne des sciences et de la technologie, a déclaré que ces robots pourraient jouer un rôle important dans la surveillance et la protection des infrastructures, sans dépendre continuellement de navires de surface coûteux.

Un robot pesant 10 kilogrammes

Les chercheurs ont utilisé, lors des tests, un robot du modèle «Blueye X3» pesant environ 10 kilogrammes, équipé d'une caméra, d'un sonar, de capteurs, d'équipements de communication, d'un chargeur par induction et d'un système de fixation magnétique.

À la fin de la mission, le robot utilise un ensemble de techniques de navigation pour trouver la station de chargement et établir une connexion. Il s'appuie d'abord sur des systèmes acoustiques pour localiser et communiquer à basse vitesse, puis passe à un guidage visuel à l'approche de la station, où la caméra lit des marqueurs spécifiques et utilise des techniques de vision par ordinateur pour le diriger vers le point de dock.

Lors de la connexion avec la station, il commence à transférer des données à une vitesse plus élevée, tandis que la batterie se recharge sans fil par induction. La station au fond est reliée à des installations à terre par un câble fournissant énergie et communication.

Un taux de réussite de 90 %

Le système a été déployé à deux reprises et a réalisé un total de quatre semaines de service opérationnel. Pendant cette période, le robot a accompli des missions d'inspection et a enregistré un taux de réussite de 90 % pour le retour et le docking à la station de chargement.

Bien que le résultat indique une possibilité de répétition de l'opération, l'équipe estime que le taux devrait atteindre 100 % avant d'être utilisé de manière autonome.

Ludvigsen a déclaré que le succès du docking est crucial, car l'incapacité du robot à revenir à la station pourrait signifier sa perte et qu'il ne pourrait pas être récupéré, surtout s'il fonctionne sans opérateur ou navire de soutien à proximité.

C'est pourquoi les tests actuels ont été réalisés avec une corde de sécurité permettant de récupérer le robot si nécessaire. Des moyens de récupération de secours continueront d'être utilisés dans les prochaines expériences jusqu'à ce que le système prouve sa capacité à fonctionner de manière autonome de manière fiable.

Difficulté de navigation sous l'eau

La navigation dans les profondeurs marines diffère du mouvement sur terre ou en surface de l'eau, car les signaux des systèmes de positionnement global ne parviennent pas à ces profondeurs. Le robot doit combiner plusieurs moyens pour estimer sa position et sa direction, y compris des gyroscopes, des accéléromètres et des systèmes de navigation inertielle, ainsi que des techniques acoustiques mesurant le mouvement par rapport au fond marin. Ces systèmes consomment de la puissance de calcul et de l'énergie, rendant l'amélioration de la navigation et de l'efficacité parmi les principaux défis pour une exploitation prolongée. Les tests ont également révélé des problèmes inattendus en vision par ordinateur. Lorsque des poissons passaient devant la caméra, cela perturbait le programme responsable de l'interprétation des images, poussant les chercheurs à améliorer la capacité du système à distinguer les objets de leur environnement.

Des essais à l'exploitation commerciale

Le projet est encore en phase de développement, et les chercheurs doivent encore relever des défis concernant la robustesse des stations de docking, l'autonomie complète, la communication, le maintien du cap et de la direction, ainsi que la réduction des coûts.

L'équipe estime que les incidents ciblant les pipelines et câbles de communication et d'énergie ont accru la nécessité de solutions plus simples et plus répandues pour surveiller le fond marin. Il n'existe pas encore de système commercial prêt à fonctionner de manière permanente sans supervision, mais les chercheurs estiment que les tests ont prouvé la faisabilité et la répétabilité de l'idée. Ces systèmes pourraient permettre à l'avenir de réaliser des inspections répétées à un coût réduit, tout en diminuant la dépendance aux navires et en réduisant l'exposition des travailleurs aux risques en mer, en plus d'accélérer la détection des pannes ou des dommages pouvant affecter les pipelines, câbles et infrastructures sous-marins.