Robotique nomade pour la restauration des écosystèmes dégradés

Nomadics robotics for restoring degraded ecosystems

• Auteur / Autrice : Mohammed Zaoui
• Direction : Pierre Blazevic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie informatique
• Date : Soutenance le 17/09/2015
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale sciences et technologies de Versailles (2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV)
• Jury : Président / Présidente : Samir Bouaziz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Hugel, Zeki Bayraktaroglu, Alain Berthoz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Ly, Dominique Duhaut

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Désertification -- Lutte contre

Robots mobiles

Mots clés libres

Robotique mobile

Biodiversité

Désertification

Localisation

Navigation

Satellites

Mobile robotics

Biodiversity

Desertification

Localisation

Navigation

Satellites

Résumé

La dégradation des terres dans le monde affecte directement plus d’un milliard d’hectares. Elle menace près de 35% des terres de la planète ainsi que les moyens de subsistance de deux milliards d’individus. Les estimations des pertes financières sont considérables chaque année. La dégradation des terres arides et semi-arides est une entrave au développement des pays concernés. Ce problème demeure insoluble et la communauté internationale organisée au sein de plusieurs instances n’ayant pas trouvé de solution pérenne, assiste impuissante à la progression du fléau malgré les efforts et expérimentations menées à travers le monde. L’urgence est de mise pour trouver des solutions qui soient à la fois techniques, sociales, économiques et culturelles.Ce constat appelle des réponses et la nécessité d’exploiter des approches basées sur les avancées des nouvelles techniques. La robotique mobile est une piste qui peut contribuer dans un avenir proche à freiner ce phénomène. Cette technologie recèle d’immenses possibilités dans plusieurs domaines : médical, aide à la personne, militaire, agricole et bien entendu dans la restauration des écosystèmes. La thèse s’inscrit dans le projet R-Stepps pour évaluer les capacités de résilience d’une solution basée sur les techniques robotiques. Elle expérimente une flotte de robots pour lutter contre la dégradation des terres et l’avancée de la désertification. Nous avons étudié et exploré les moyens de mettre au point une flotte de robots nomades pour remplir des missions de restauration des écosystèmes dégradés. Pour construire des systèmes mécatroniques simples et robustes nous avons mis au point des robots limités à une seule tâche.Nous avons développé une plateforme expérimentale composée de cinq robots capables de se coordonner et d’accomplir chacun une tâche spécifique (forage, plantage, arrosage, surveillance, guidage). Le démonstrateur sert à valider les modèles de navigation, de localisation, de planification ainsi que les procédures de plantation et de surveillance de l’environnement

Land degradation directly affects over a billion hectares throughout the world. It is a threat to almost 35% of the planet’s land as well as to the means of subsistence of two billion people. Estimations of heavy financial losses are increasing year after year. The degradation of arid and semi-arid lands is a serious drawback to the development of the countries concerned. This problem is today unsolved and since a number of organizations within the international community have not found an appropriate, perennial solution, we are powerlessly witnessing the progression of this plague despite the efforts and experiments carried out all over the world. It has become extremely urgent to find solutions that are not only technical, but also social, economic and cultural.This assessment calls for action and the need to exploit different approaches based on the most recent advanced technology. Mobile robotics are a lead to explore and may well contribute to slowing down this phenomenon in the near future. This technology offers endless possibilities in many fields: healthcare, personal assistance, military, agriculture and of course the restoring of ecosystems. It will therefore be necessary to follow the evolution of this sector and observe its effects on the environment and society in general in those regions affected by the phenomenon. Our findings aim to propose a technical solution, and the more general questions regarding societal consequences are not examined; our main concern is to demonstrate and evaluate the resilience capacity of a solution based on robotic techniques. This document is part of the R-Stepps project to experiment a fleet of robots to combat land degradation and reverse the progress of desertification. Its main mission is reforestation, maintenance and surveillance of such zones. The fleet of robots is composed of various platforms, each with a specific function. By limiting each robot to one task, this will ensure their solidity and simple design