Au large, la plongée humaine est interdite autour des navires non ancrés ne disposant pas de redondance des systèmes de positionnement dynamique. Pour autant leurs coques ont des besoins réguliers d’inspection et l’on a recours à des robots sous-marins de type ROV (Remotely Operated Vehicle) pour procéder à cette surveillance (inspection de la coque par vidéo et par sonde d’épaisseur). Ces robots sous-marins téléopérés présentent l’avantage d’éviter l’exposition de l’humain aux risques de la plongée et dispensent le navire de répondre aux contraintes de la plongée professionnelle au large (caisson hyperbare, médecin hyperbare, chef des opérations hyperbares, plongeurs de secours, etc.). La mise à l’eau et la récupération des robots sont également simplifiées par rapport à celles des plongeurs. En effet, les navires off-shore ne disposant pas toujours de systèmes d’accès dédiés aux plongeurs.

Le recours aux robots est également avantageux pour l’inspection des systèmes éoliens off-shore, tels que les éoliennes flottantes, dont la filière est en plein essor dans la Région Occitanie. En effet, non soumis aux contraintes hyperbares, les robots peuvent effectuer des plongées répétées dans une même journée, à n’importe quelle profondeur, sans fatigue, ni mise en danger. L’humain reste néanmoins présent tout au long des opérations, puisque les ROV sont téléopérés par des opérateurs. Bien qu’ils disposent de nombreux systèmes automatiques d’aide au pilotage (auto-profondeur, auto-cap, etc.), les robots demeurent en permanence sous le contrôle de leur pilote, qui analyse en direct les vidéos et les données acquises par le robot (sonar, capteurs, etc.)

Les inspections robotisées, au même titre que les inspections par plongeur, restent malgré tout limitées par les conditions météorologiques, en particulier par l’état de la mer (vagues et houle). Ainsi, si les opérations ne posent aucun problème par mer calme à belle, elles se compliquent par mer peu agitée et deviennent très difficiles par mer agitée. En effet, les robots sont constamment déplacés par les mouvements de masses d’eau près de la surface et leurs capteurs de pression, utilisés pour mesurer et asservir leur profondeur, produisent des données bruitées par les variations de la hauteur de colonne d’eau (à cause des vagues). Cela a pour effet une dégradation de la stabilité du robot, susceptible de perturber ou d’empêcher la réussite de l’inspection. Cela peut également avoir pour effet des collisions avec la structure inspectée, pouvant endommager la structure ou le robot.

Dans cette thèse, nous proposons le développement d’algorithmes de perception et de commande, pour le pilotage assisté par ordinateur des robots sous-marins effectuant des inspections en présence d’une mer agitée. La stabilité accrue facilitera significativement le travail de l’opérateur humain chargé de piloter le ROV et permettra d’augmenter la plage météo durant laquelle les navires ou les éoliennes pourront être inspectés. L’approche proposée consiste à modéliser et à estimer les mouvements de la masse d’eau afin de prévoir leurs conséquences sur la mesure de la position du robot, ainsi que les perturbations hydrodynamiques induites. En intégrant ces informations dans l’algorithme de pilotage du robot, nous tâcherons de stabiliser la machine.