Thèse soutenue

Conception et contrôle automatique d'un ombilical instrumenté pour robots sous-marins

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Auteur / Autrice : Ornella Tortorici
Direction : Vincent HugelHervé Barthélemy
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique, signal, productique, robotique
Date : Soutenance le 13/12/2021
Etablissement(s) : Toulon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Conception de Systèmes mécaniques et robotiques (Toulon ; 2014-....)
Jury : Président / Présidente : Gérard Poisson
Examinateurs / Examinatrices : Cédric Anthierens
Rapporteur / Rapporteuse : Benoît Clément, Vincent Creuze

Résumé

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Les robots sous-marins téléopérés (ROV) sont reliés par un ombilical pour communiquer avec leur station de contrôle en surface. Cet ombilical présente un avantage de sécurité en tant que lien physique du robot mais impacte aussi le système en transmettant des efforts et perturbations au ROV, en augmentant le risque d'accroches et en limitant son champ de travail. Cette thèse porte sur la gestion active des ombilicaux reliés aux ROV de petite taille en vue de limiter leur impact sur le système.Les efforts transmis par le câble au ROV sont étudiés en fonction de différents paramètres grâce au modèle de la chaînette puis grâce à la construction d'un modèle par solides finis sous Matlab Simulink. Une méthode simple d'estimation des coefficients de raideur en torsion et de raideur en flexion du câble est proposée pour paramétrer ces modèles. Une solution de contrôle de la distribution de câble par un enrouleur basé sur son instrumentation avec un système de compliance passive et un capteur de courbure est alors proposée. Cette solution est évaluée grâce à des simulations du système complet sous Vortex et à des essais en bassin du ROV avec son câble instrumenté et contrôlé par l'enrouleur. Les expériences ont montré la faisabilité du contrôle automatique du câble à une longueur raisonnable adaptée aux déplacements du ROV grâce à son instrumentation.