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Exemple de recherche technologique dans une Grande Ecole d'Ingénieurs : développement de vecteurs pour l'océanographie à l'ENSIETA

Nicolas Seube, Enseignant chercheur, ENSIETA Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs des Etudes et Techniques d’Armement

Biographie :

SEUBE Nicolas

Compte rendu :

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Transcription :

8 novembre 2003 TR3


Discours de Nicolas Seube


Jacques Berthelot : Vous avez tous noté l’aspect relativement universel de son exposé qui est nécessité par toutes les recherches concernant la mer. Nous y reviendrons tout à l’heure aussi bien sur le plan de l’éthique que sur un certain nombre d’aspects, dont les plans financiers.
Comment, sur la région brestoise, cela est-il décliné ? Nous allons prendre deux exemples, celui d’une grande école, l’Ensieta et ce qui se passe dans les laboratoires et dans les salles de cours ; ensuite, je passerai la parole à un responsable d’entreprise qui nous dira comment, dans les sciences de la mer, peuvent ce développer les industries.

Nicolas Seube :
Je vais parler de ce que l’on peut faire à titre d’exemple dans une grande école pour contribuer à un domaine complexe qui est la technologie marine.
L’observation océanographique est un domaine vaste qui fait appel à de nombreuses technologies : capteurs, vecteurs de ces capteurs (qu’ils soient mobiles ou fixes) pour la mesure in situ. On peut également observer les océans à l’aide de satellites ou à l’aide de technologies radars, par exemple on expérimente aujourd’hui la mesure de courants par radar haute fréquence. On peut avoir besoin de tout un ensemble de capteurs dédiés à la mesure de phénomènes ou de grandeurs physiques océanographiques ou chimiques. On peut donc se poser la question de rationaliser tous ces équipements, de les intégrer dans des engins mobiles, autonomes qui soient pilotables de manière souple et qui puissent s’intégrer à leur tour dans des systèmes de communication et d’information permettant d’assimiler des données océanographiques en temps réel.
Exemple d’un projet qui vise au développement de ce type de technologie, dans un contexte international, avec la concurrence qui s’exerce.
Nous avons développé un engin appelé glisseur (traduction de glider). Le but de ce type de vecteur est de porter de l’instrumentation, généralement dédiée à l’océanographie physique, d’avoir un rayon d’action extrêmement grand, d’être de petite taille pour être facilement largable d’un petit bateau et enfin d’avoir une autonomie dans le temps dont la durée varie d’un à plusieurs mois. Il y a trois engins de ce type qui existent dans le monde et nous avons la chance d’en avoir un à Brest. L’un est développé par des Américains de la côte Ouest, à Seattle. Le second a été conçu au MIT et sa technologie a été transférée dans une industrie privée qui s’appelle Webb Research, entreprise très bien connue des océanographes. Le troisième est l’engin qui est développé par l’Ensieta (photographié en essai dans le grand bassin hydrodynamique de l’Ifremer).
Quel est l’intérêt de ces glisseurs ? Ils généralisent les profileurs, largement utilisés en océanographie. Les profileurs sont des engins qui montent et qui descendent en mesurant des données (température, salinité) le long de profils verticaux. Après un certain nombre de profils avec ces engins, et une fois en surface, une antenne permet de transférer à un satellite les données enregistrées. La généralisation de ces profileurs est précisément le glisseur. Ces engins peuvent évoluer en marsouinant dans une tranche d’eau. C’est grâce à des grandes surfaces portantes que l’on permet à ces glisseurs de se passer de moteur ; ils fonctionnent sans hélice et planent en quelque sorte en incidence positive comme un planeur aérien ou en incidence négative en phase de remontée, contrairement à un avion qui ne peut voler de la sorte. C’est pour cette raison que nous l’avons appelé glisseur et non pas planeur. Les glisseurs évoluent selon des trajectoires de descentes, des transitions d’incidence, de remontées, des transitions d’incidence, etc. Ils peuvent également faire surface, transmettre des données, recevoir des ordres de pilotage, puis rallier une nouvelle zone d’étude. C’est donc un vecteur très souple, permettant de faire, par exemple, des profils en point fixe (ancrage virtuel) en océanographie hauturière.
Les glisseurs sont aussi des engins très économes en énergie. Ils ont ainsi une grande autonomie, de l’ordre du mois, ce qui présente un intérêt pour les applications à l’océanographie.
Une autre catégorie de sous-marin autonome consiste en des engins propulsés par des hélices et des moteurs. J’en ai ici deux exemples. L’un est un petit engin sous-marin islandais, appelé GAVIA. L’autre est un énorme engin anglais qui a été, au départ, développé à des fins militaires de lutte sous-marine et de guerre des mines. Plus on va vers la droite (dans cette planche), plus on a des vecteurs qui ont une capacité à avoir des trajectoires complexes. En utilisation opérationnelle, pour ces engins, on a toujours une phase de communication en surface, récupération par satellite des informations et assimilation des données par les océanographes.
(Photos des trois glisseurs : avantages et inconvénients). Les glisseurs ne peuvent pas suivre n’importe quelle trajectoire, ils sont un petit peu limitatifs de ce point de vue, mais ils sont très intéressants pour leur capacité à faire beaucoup de profils, à parcourir de grandes distances, par exemple chacun de ces trois engins, qui font à peu près 2 m de long et 2 m de large, est capable de parcourir 1 500 km avec environ 10 kg de batterie, ce qui est considérable.
En ce qui concerne les problèmes technologiques, j’ai distingué les problèmes matériels et immatériels. Un des problèmes matériels est évidemment la source d’énergie. Il faut donc équiper ces engins de capacité de calcul à très baisse consommation car c’est l’alimentation des micro-processeurs qui consomme le plus d’électricité. Les problèmes immatériels sont le guidage, le pilotage, l’évitement des obstacles dus au fond et la navigation autonome, c'est-à-dire la manière de se positionner les trajectoires sous-marines de glisseurs.
Dans le contexte international, nous sommes dans une concurrence avec les Américains qui est assez dure, car ils ont commencé à s’intéresser à ce genre de projet dès 1989 et c’est un financement militaire de l’Office of Naval Research (ONR) qui a permis l’émergence de cette nouvelle technologie.
Ensuite, le projet a été transféré à une entreprise qui est en l’occurrence Webb Research, toujours sous l’égide de l’ONR. L’ONR a financé Webb Research et le MIT, de manière à ce que le transfert se fasse de manière correcte et les Américains ont déjà des engins qu’ils sont prêts à commercialiser.
En Europe, seule l’Ensieta a un glisseur. Nous n’avons pas eu de financement institutionnel pour démarrer ce projet, ce fut une démarche volontaire de l’école. Toutefois, nous bénéficions d’un soutien européen indirect, à travers un contrat qui vise au développement de flotteurs profileurs de nouvelle génération destinés à l’environnement côtier. Les technologies de ces flotteurs sont relativement similaires aux technologies des glisseurs, donc le financement et ce projet européens nous permettent d’avancer sur deux fronts : le front des profileurs petit fond destinés à la Baltique (projet avec Finlandais et Allemands) et le front des glisseurs.
Dans le domaine aérien, on retrouve la même démarche. On s’apprête à utiliser en météo des drones (petits avions sans pilote) qui sont eux aussi des produits de la recherche. Si je fais cette comparaison, c’est pour mentionner le fait que la recherche sur des fonds militaires n’a pas qu’une vocation guerrière mais peut faire aussi l’objet de transfert de technologies vers des domaines civils.
Je voudrais également mentionner que l’implication des grandes écoles dans la recherche technologique est croissante, qu’elles ont un rôle très important à jouer dans ce domaine. Un cinquième des doctorants qui soutiennent des thèses ont fait leur doctorat dans une grande école, donc je pense que les grandes écoles ont un rôle important à jouer dans la recherche technologique, en lien avec les entreprises privées et ont également besoin du soutien des autorités, des institutions, qu’elles soient européennes, nationales ou régionales.






Mis à jour le 30 janvier 2008 à 10:32