A versatile robotic vector for shallow water exploration

Depuis maintenant près d’un siècle, des robots sous-marins ont été développés afin de réaliser des tâches spécifiques aux besoins des grands acteurs historiques du domaine (militaires, pétroliers, câbliers ou explorateurs benthiques) sans vraiment se soucier de la polyvalence et de la modularité de la plateforme. L’objectif de cette thèse est d’avoir une réflexion sur une solution technologique et scientifique avec comme domaine applicatif l’environnement faible fond ou confiné. Il s’agit en d’autres termes de concevoir un robot sous-marin que l’on peut faire évoluer aisément tant sur le plan mécanique, électronique qu’informatique. Cet objectif impose de proprement conceptualiser cette « polyvalence » en s’attachant à apporter de l’abstraction dans l’architecture de contrôle que se soit au niveau de l’automatique avec l’expression de la polyvalence liée à l’étage d’actionnement ou de l’informatique avec une architecture basée services, pouvant être composés, afin de répondre à la diversité des besoins applicatifs. L’ensemble de ces travaux a pour point de départ le robot Jack mis au point par l’entreprise Ciscrea, partenaire industriel, qui apporte un aspect économique à la nécessité de développer une solution polyvalente pouvant être décliné en une gamme de produits. Ce manuscrit traite de la conception, la réalisation et l’expérimentation de ce vecteur que ce soit en piscine où en environnement réel.Since almost a century, underwater robots have been developed in order to respond to the specific needs of historical actors of the domain (military, hydrocarbons exploitation, underwater cabling or benthic exploration), without addressing specifically the question of versatility or modularity of the underwater platform. This thesis aims to address these questions on a technological solution dedicated to shallow water or confined environment. In other words, the objective is to realise an underwater system, able to evolve on the mechanical, electronical or software aspects. This requires to properly conceptualise this « versatility » with an abstraction of the control architecture, on the actuation aspect, with the expression of the versatility linked to the actuation systems, or on the software architecture level, with a Service-Oriented-Architecture (SOA) approach, in order to tackle the diversity of the application requirements. This study is based on the Jack system, developed by the Ciscrea Company, which is the industrial partner of this project, and brings the economical aspect as a central requirement. This underlines another view of the versatility question, the development of a range of product for the Ciscrea Company.This thesis proposes the conception, realisation and experimentation of such a versatile underwater system, with test-tank and field validation