Concevoir et coordonner une meute de robots

6 élèves-ingénieurs de 2e année (option SPID) se sont intéressés dans le cadre de leur projet industriel à un système de déploiement de géophones automatiques (capteurs sismiques) utilisant des robots mobiles. L’enjeu est de taille : il s’agit d’imaginer comment des robots pourraient intervenir de manière autonome en zone désertique pour cartographier une large zone (sous-sol).

Audrey, Bastien, Maxime, Thomas, Jan et Pauline sont élèves ingénieurs en 2e année à l’ENSTA Bretagne dans l’option SPID (Systèmes, Perception, Information, Décision). Dans le cadre des UV 3.4 et 4.4, ils travaillent ensemble sur le projet « Automated Sensor Deployment in Harsh Environment » imaginé par l’entreprise CGG, une entreprise de géosciences dont les principaux clients sont les compagnies pétrolières.

« Développer un système autonome de déploiement de géophones (capteurs sismiques) en utilisant des robots mobiles ».

En zone désertique, afin de cartographier le territoire et réaliser du monitoring des réserves de pétrole en cours d’exploration, l’entreprise CGG s’appuie sur un dispositif particulier. Lors de ces missions, des collaborateurs investissent le terrain et déploient des grilles de capteurs. Ces derniers vont enregistrer des ondes sismiques propagées dans le sous-sol par d'importants vibrateurs et permettre ainsi de qualifier la zone.
Les contraintes de cette organisation sont multiples : de nombreux câbles sont déployés (problématiques de manutention et de maintenance), l’entreprise doit disposer d’un stock conséquent de capteurs, leur enfouissement et leur positionnement doivent être réalisé avec précision et, pour finir, de nombreux collaborateurs sont impliqués ce qui génèrent des risques, des coûts et des délais importants.

Notre groupe d’élèves s’intéressent  donc à l’intervention de robots capable de réaliser, de manière autonome, ces missions. Mais, quelles solutions technologiques choisir ?

Ils ont analysé différents types de robots : quadrirotor, robot serpent, robots déployés par véhicule… Leur choix s’est finalement porté sur des robots autonomes intégrant les capteurs et fonctionnant en meute. Il  présente l’intérêt de se déplacer facilement y compris dans un environnement hostile tel que le désert, de déposer et de retirer aisément le capteur. Il nécessite une maintenance limitée, en bref, il permet un gain de temps et donc d’argent. Mais surtout de minimiser les risques encourus par le personnel !

Le déploiement d’une telle solution invite à se questionner sur le véhicule (aspect mécanique et coût), ses capacités de communication (transmission des données, interaction avec les autres robots..), son autonomie énergétique (gestion de l’énergie), son autonomie à prendre des décisions (qui commande ? quelle capacité donne-t-on au robot ?), ainsi que sur sa fiabilité.

Au terme d’une année de travail (à raison d’un jour par semaine), Audrey, Bastien, Maxime, Thomas, Jan et Pauline seront en mesure de proposer à CGG un démonstrateur. L’objectif étant de coordonner dans 5 ans, 1 million de robots !