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Métriques de performance pour l’évaluation de
missions de véhicules sous-marins reconfigurables
en zone de surf.
Dans le cadre d’un projet, le laboratoire COSMER recrute un doctorant pour une durée de 3 ans, à
compter du 1er septembre 2016. Les candidats peuvent soumettre C.V., lettre de motivation et
recommandations aux encadrants de la thèse. Les candidats retenus seront convoqués à un entretien à
l’Université de Toulon.
Contexte
Les travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre d’un projet en
robotique sous-marine ayant pour objectif la spécification et le
développement de systèmes robotiques légers, capable
d’effectuer des missions de reconnaissance et de cartographie
sous-marines de zones côtières. Ces systèmes devront être
capables de franchir les zones de surf (typiquement de 1 à 10m),
caractérisées par un environnement particulièrement complexe
et dynamique (houle, ressac, courant, etc.).
Problématique scientifique de la thèse
Les recherches effectuées en robotiques sous-marine s’intéressent principalement au
développement de lois de commande, sans généralement inclure la conception mécatronique du véhicule
dans l'optimisation de la loi de commande. En effet, cette démarche n’est pas nécessaire tant que le
véhicule évolue en pleine eau, ce qui est le cas pour la plupart des missions. En revanche, dans des zones
littorales fortement perturbées (dites “de surf”), il serait intéressant de pouvoir optimiser la conception
mécatronique du véhicule pour augmenter la robustesse et/ou l’efficacité de la commande à travers les
points suivants : l’estimation/observation des paramètres hydrodynamiques, la réduction de l’influence des
perturbations dues aux courants et l’adaptation des actionneurs aux besoins des lois de commande.
Ainsi, il s’agit en premier lieu de développer un environnement de simulation permettant de
modéliser le plus justement possible le comportement d’un drone sous-marin dans la zone de surf.
L’évaluation du système demande le développement de critères innovants pour quantifier sa capacité à
effectuer une mission donnée. Ces critères permettront d’évaluer la conception mécanique et la commande
d’un drône sous-marins en simulation. Dans un second temps, ils pourront être directement intégrés dans
un processus d’optimisation des paramètres du système (forme générale, position/orientation des moteurs,
la propriété holonome ou non du véhicule) en fonction de la mission à réaliser (suivi d’un pipeline,
stabilisation autour d’un point, déplacement vers un nouveau lieu, maintien d’une orientation, etc.).
Finalement, l’ensemble de ces travaux de recherche permettra le développement de solutions de robotique
reconfigurable, ce qui serait l’axe de recherche final de la thèse.
Environnement de travail
Cette thèse est financée par un contrat doctoral pour une durée de 3 ans. Le doctorant effectuera ses
recherches à l’Université de Toulon. Il sera accueilli par le laboratoire COSMER, dans les locaux de l’école
d’ingénieurs SeaTech. Il pourra s’appuyer sur les supports matériels et logiciels disponibles :
● Plateformes de prototypage 3D
● Bassins d’essais (fosse marine, bassin à houle, tunnels à courant)
● Mini-sous-marins téléopérés du laboratoire Cosmer et de la société Subsea-Tech
● Environnements de simulation : Vortex, UWSIM
● Conception assistée par ordinateur et calcul : Catia, Adams, Matlab
Partenaires du projet
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Société SUBSEA-TECH : Société d’ingénierie créée en 2005 à Marseille et spécialisée dans la
conception de mini drones de surface (USV) et sous-marins (ROV)
Société ROBOPEC : Société d’ingénierie créée en 2008 à Six Fours et spécialisée dans le
développement d’algorithmes et de logiciels pour la robotique.
Laboratoire COSMER : COSMER (Conception de Systèmes Mécaniques et Robotiques) est une
unité de recherches de l'Université de Toulon-Var. Cette unité a été créée en novembre 2014 et est
rattachée à la nouvelle Ecole d'Ingénieurs Seatech. Sa vocation consiste à développer des activités
de recherches dans le domaine de la conception de systèmes mécatroniques mobiles innovants et
robustes avec des applications centrées sur la robotique marine et sous-marine.
Profil du candidat
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Niveau Master 2 Recherche (Université ou école d’ingénieur) en conception mécatronique
 Instrumentation capteur
 Automatique avancée (observateurs, modèle d’état, commande avancée)
 Conception mécatronique
Programmation (ROS, python, C/C++, matlab/scilab, ...)
CAO (Adams, Catia/SolidWorks, ...)
Un bon niveau d’anglais est exigé (TOEIC >800)
Une expérience dans le domaine de la robotique sous-marine serait un plus et notamment en
modélisation hydrodynamique.
Contacts
Directeur du Laboratoire :
Vincent Hugel, [email protected]
Encadrants :
Mathieu Richier, [email protected] et
Claire Dune, [email protected]