Robots marins et sous-marins - Perception, modélisation, commande

Les robots marins connaissent un développement important depuis plusieurs décennies. Ils ont acquis une maturité technique incontestable, qui permet leur utilisation dans de nombreux domaines, en particulier dans l’industrie pétrolière et gazière, pour des applications militaires (surveillance, déminage, etc.) ou encore pour la recherche scientifique (océanographie, biologie, archéologie, etc.). Cet article propose un tour d’horizon des principales familles de véhicules marins ou sous-marins (USV, AUV, ROV, glider , robot voilier, robot bio-inspiré, profileur, etc.), ainsi qu’un descriptif détaillé des matériels utilisés pour leur localisation, leur perception ou leur communication. Pour chaque catégorie de matériel, les principes de fonctionnement sont rappelés et les notions techniques indispensables sont résumées, afin de permettre au lectorat de sélectionner correctement les matériels adaptés à son application.

Cet état de l’art technologique est suivi d’une présentation des outils scientifiques permettant de contrôler les véhicules marins : la modélisation et la commande. Le modèle présenté est celui, largement utilisé, défini par la SNAME (Society of Naval Architects and Marine Engineers). Basées sur ce modèle, trois lois de commande sont présentées, ainsi que leurs principes de réglage. Il s’agit de la commande PID, de la commande adaptative à retour d’état non linéaire, et de la commande en régime glissant. Des exemples illustrant leur utilisation sont présentés, et leurs avantages et inconvénients sont expliqués. Enfin, l’article se termine par une comparaison expérimentale des trois commandes présentées, appliquées à l’asservissement en profondeur d’un petit robot sous-marin. Cela permet d’observer les avantages et les limites des trois commandes proposées.