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A quoi sert la robotique navale ?

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Précision, sécurité et facilité d'utilisation.

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En quelques années seulement, la robotique navale a connu une évolution rapide : alors qu'elle se concentrait presque exclusivement sur les algorithmes, elle est maintenant prête à mettre en œuvre ce que l'on appelle les USV (Unmanned Surface Vehicles). Ce concept concerne les drones motorisés et totalement autonomes, même préparés pour traverser les mers et les océans de manière durable, ou pour plonger à des profondeurs allant jusqu'à 6 000 m (19 700 pieds). En tout cas, à quoi sert exactement la robotique navale ?

Pour donner une réponse adéquate, il faudrait plus qu'un simple billet de blog. Quoi qu'il en soit, à partir de GPASEABOATS, nous allons essayer de résumer quelles sont les principales applications des véhicules robotiques marins et quelles améliorations ils peuvent apporter d'un point de vue économique, social et environnemental.

Quelles sont les applications de la robotique marine ?

Une des caractéristiques de cette discipline est sa polyvalence, en apportant des solutions dans des secteurs très divers. Dans chacun d'eux, l'utilisation de drones aquatiques contribue à obtenir des données sur les fonds marins qui aideront à la prise de décision. Nous présentons ici quelques-unes des applications les plus courantes de la robotique navale.

Hydrographie

L'hydrographie - la branche de la géographie qui mesure et décrit les caractéristiques physiques des masses d'eau, en particulier les ressources en eau continentales - est l'un des domaines d'application les plus populaires des drones. Grâce à l'utilisation de technologies basées sur la robotique nautique, les actions suivantes peuvent être réalisées :

- Cartes nautiques, représentations graphiques à l'échelle d'une zone maritime et des régions côtières adjacentes.

- Les cartes bathymétriques, qui consistent en des cartes représentant la topographie et les caractéristiques physiographiques des fonds marins et des océans. Dans l'image qui suit, nous avons un exemple de bathymétrie multifaisceaux réalisée dans le bassin extérieur d'un port.

- Caractérisation des fonds marins. Sans aucun doute, l'étude des particularités des fonds marins est essentielle pour garantir la gestion durable des ressources de pêche. De même, ce type de projet est essentiel pour améliorer la connaissance des habitats marins, y compris les déserts océaniques ou les zones mortes - dont la plus importante est la Gyre du Pacifique Sud, qui couvre 37 millions de km2 - et les herbiers de Posidonia oceanica (communément appelée herbe de Neptune ou ténia méditerranéen), une espèce d'herbe marine endémique à la mer Méditerranée et que l'on ne trouve nulle part ailleurs dans le monde. En ce sens, il convient de mentionner les prairies qui s'étendent entre Ibiza et Formentera, qui ont été déclarées patrimoine mondial de l'humanité par l'UNESCO en 1999.

- Analyse de l'eau. Les réglementations environnementales de plus en plus exigeantes poussent un nombre croissant d'entreprises et d'institutions à prélever des échantillons systématiques et à analyser les eaux et les sédiments marins dans les ports commerciaux et les marinas, tant en ce qui concerne leurs caractéristiques physico-chimiques que microbiologiques. Cette tâche peut être effectuée en toute sécurité en employant un USV. L'image suivante montre une analyse des paramètres physiques des eaux de surface.

- L'aquaculture. L'aquaculture est un secteur clé de l'économie mondiale. Avec un volume d'affaires estimé à 1,4 milliard d'euros en 2025, elle est également un pilier fondamental pour garantir les ressources alimentaires de la planète. À cet égard, selon un rapport de 2018 de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), toute demande future de poisson proviendra principalement de l'aquaculture. À cela s'ajoute le poids que cette activité acquiert dans le PIB national de certains pays, comme en Équateur ou au Nicaragua. Tout cela explique l'importance d'optimiser les performances des fermes piscicoles, d'améliorer le bien-être des animaux et de jeter les bases d'un élevage plus éthique de poissons et de crustacés destinés à la consommation humaine. La robotique marine est l'un des outils qui peut le plus aider à améliorer les résultats de cette activité.

- Le dragage. Le dragage est l'opération d'excavation de matériaux dans un milieu aquatique, qui implique l'enlèvement de roches et de sédiments. L'utilisation de drones aquatiques permet de connaître à l'avance les caractéristiques du fond marin et, par conséquent, de choisir la stratégie et les ressources les plus appropriées. En outre, les USV peuvent générer en continu une carte de la zone, ce qui permet de décider à tout moment de la manière de procéder au dragage.

Contrôles visuels ou par ultrasons

Les USV peuvent effectuer des inspections visuelles ou par ultrasons des structures portuaires ou d'autres structures généralement liées à l'ingénierie. Voici quelques domaines dans lesquels la robotique navale peut être appliquée :

- Inspections des chaînes et des amarres dans les ports.

- Évaluation de la sécurité des installations portuaires

- Contrôle de l'accumulation d'oligo-éléments dans les fonds marins.

- Mesure de l'impact des tempêtes et des catastrophes naturelles

Étant donné que la réglementation actuelle exige l'embauche d'un certain nombre de plongeurs pour effectuer ces tâches - pour autant que le processus ne soit pas automatisé -, les VUS peuvent contribuer à une réduction substantielle des coûts, sans compromettre la sécurité des professionnels qui participent à ces tâches.

L'image suivante montre un exemple d'inspection d'ancre avec un balayage latéral par sonar intégré dans un VUS.

Études environnementales

Aujourd'hui, les études environnementales, également connues sous le nom d'évaluation des incidences sur l'environnement (EIE), constituent le moyen le plus efficace de prévenir les dommages causés à l'environnement et de préserver les ressources naturelles lors de la réalisation de tout projet. En général, les études environnementales ont leur champ d'application naturel dans les travaux scientifiques et les projets de recherche, bien que cela n'exclue pas d'autres disciplines.

La robotique navale peut soutenir les études environnementales grâce à ces actions :

- Inspection visuelle des habitats marins.

- Cartographie de l'habitat marin.

- Echantillonnage de l'eau pour l'analyse des paramètres physico-chimiques.

- L'aquaculture, pour évaluer l'impact de cette activité sur l'environnement. C'est un aspect essentiel, car, selon le Fonds mondial pour la nature (WWF), 85 % des populations marines mondiales présentent un certain degré de surexploitation. Tout cela sans oublier l'éventuelle dégradation progressive des ressources dans les endroits qui accueillent des piscicultures.

Recherche et sauvetage (SAR)

Une autre application de la robotique navale concerne la recherche de personnes et d'objets dans des environnements aquatiques, parfois difficiles d'accès ou dangereux pour la sécurité des personnes concernées. Ces fonctions sont principalement réalisées dans ces deux domaines :

- La localisation des personnes, généralement assurée par les équipes des services d'urgence et les forces de sécurité (FS). Dans ce cas, il faut distinguer les recherches physiques - à la surface et dans les profondeurs de l'eau - et les recherches techniques, effectuées avec des équipements spéciaux. Cette dernière nécessite une méthodologie de travail spécifique et la participation de personnel spécialisé et bien formé aux missions à risque. Dans les deux cas, les engins de l'USV peuvent être un outil essentiel. Les drones sont préparés pour effectuer une cartographie rapide grâce à une application multifaisceaux -couvrant une très grande zone en très peu de temps pour programmer des plongées d'urgence avec une plus grande sécurité, ce qui est un must pour les forces de police aquatique.

- Archéologie sous-marine. Appelée aussi archéologie marine et hydroarchéologie, cette discipline englobe toutes sortes de procédures archéologiques qui se déroulent dans un environnement aquatique (mers, océans, lacs, rivières, etc.). Son objectif principal est la prospection, la localisation et la récupération éventuelle d'épaves, de structures submergées ou d'artefacts anthropogéniques. En général, les projets d'archéologie subaquatique sont promus par les administrations publiques, les institutions culturelles privées et les universités. Parfois, la localisation de navires coulés peut avoir un impact sur le secteur du tourisme et sur les activités sportives de plein air (comme c'est le cas, par exemple, avec les associations professionnelles de moniteurs de plongée).

Nettoyage du port

L'Europe est l'une des régions ayant l'une des plus fortes densités portuaires au monde, avec environ 1 200 ports de commerce. L'activité qui se développe autour d'eux tend cependant à avoir un impact négatif sur l'état et la qualité des eaux, soit à cause des rejets industriels, soit à cause d'une mauvaise gestion des déchets, qui finissent par s'accumuler à la surface des déchets ou sur les fonds marins.

En utilisant les instruments de la robotique navale appropriée, les VUS peuvent s'occuper de la collecte des solides et des hydrocarbures flottants, sans risque pour la santé ou l'intégrité physique des personnes.

Les avantages de la robotique navale

En plus de sa polyvalence, la robotique navale offre de nombreux avantages par rapport aux procédures traditionnelles. Nous énumérons ci-dessous les plus notables.

- Réduction des coûts d'exploitation.

- Réduire les coûts de maintenance.

- Élimination du risque humain.

- Élimination des risques liés aux facteurs humains.

- Réduction du temps de réponse en termes de mobilisation et de déploiement.

- Acquisition et traitement plus rapide des données, obtention de résultats et prise de décision associée.

- Intégration aisée d'instruments spécifiques :

o Echosondeurs à faisceau unique

o Echo-sondeur multifaisceaux

o Sonar à balayage latéral

o Trois types de caméras (thermiques, sous-marines et de surveillance et de contrôle)

o Sonde multiparamètres pour mesurer les paramètres de l'eau (température, pression, conductivité, salinité et turbidité, entre autres)

o Profileur de fond

o Capteur de vitesse du son (SVS), profileur de vitesse du son (SVP) y profileur de courant acoustique Doppler (ADCP)

o Échantillonneur d'eau

o Treuils pour la descente et la récupération des instruments dans une colonne d'eau

Vous avez des questions sur l'utilité de la robotique navale ? Avez-vous besoin d'un outil ad hoc pour l'une des applications décrites ? Si c'est le cas, n'hésitez pas à nous contacter. L'équipe technique de GPASEABOTS vous guidera pour trouver la solution la mieux adaptée à vos besoins et à votre budget. Nos experts se feront un plaisir de vous aider.