Stage REISAR : Évaluation et positionnement d'un robot amphibie intelligent pour l'inspection des réseaux d'assainissement

Présentation du laboratoire

CESI LINEACT (UR 7527), Laboratoire d'Innovation Numérique pour les Entreprises et les Apprentissages au service de la Compétitivité des Territoires, anticipe et accompagne les mutations technologiques des secteurs et des services liés à l’industrie et au BTP. La proximité historique de CESI avec les entreprises est un élément déterminant pour nos activités de recherche, et a conduit à concentrer les efforts sur une recherche appliquée proche de l’entreprise et en partenariat avec elles. Une approche centrée sur l’humain et couplée à l’utilisation des technologies, ainsi que le maillage territorial et les liens avec la formation, ont permis de construire une recherche transversale ; elle met l’humain, ses besoins et ses usages, au centre de ses problématiques et aborde l’angle technologique au travers de ces apports.

Sa recherche est organisée selon deux équipes scientifiques interdisciplinaires et deux domaines applicatifs.

• L’équipe "Apprendre et Innover" relève principalement des Sciences cognitives, Sciences sociales et Sciences de gestion, Sciences et techniques de la formation et celles de l’innovation. Les principaux objectifs scientifiques visés sont la compréhension des effets de l'environnement, et plus particulièrement des situations instrumentées par des objets techniques (plateformes, ateliers de prototypage, systèmes immersifs...) sur les processus d'apprentissage, de créativité et d’innovation.

• L’équipe "Ingénierie et Outils Numériques" relève principalement des Sciences du Numérique et de l'Ingénierie. Les principaux objectifs scientifiques portent sur la modélisation, la simulation, l’optimisation et le pilotage de composants, systèmes et processus complexes et des interactions Humains-systèmes dans des systèmes cyber-physiques et jumeaux numériques.

Ces deux équipes développent et croisent leurs recherches dans les domaines applicatifs de l'Industrie du Futur, de la Ville du Futur et des services numériques, soutenues par des plateformes de recherche, principalement celle de Rouen dédiée à l’Usine du Futur et celles de Nanterre dédiée à l’Usine et au Bâtiment du Futur.

Sujet de stage

Les réseaux d'assainissement, variés en formes et matériaux (non visitables 1,20 m), posent des défis majeurs : risques sanitaires, gaz mortels, autonomie limitée des drones, et données de localisation imprécises. Dans le cadre du projet France 2030, un prototype de robot intelligent amphibie est développé : il se localise, modélise son environnement, le comprend et se déplace sur terre et dans des eaux souillées.

L’objectif du stage est d’évaluer les solutions concurrentes robotiques, recenser les limites des interventions humaines/robotiques, positionner le prototype développé, identifier les technologies clés réutilisables (ex. : exploration de mines à risque), et explorer des applications connexes. Il visera également à analyser le positionnement stratégique de cette innovation robotique dans l’écosystème des technologies d’inspection d’infrastructures.

Programme de travail

• Analyse de l’écosystème et des besoins métiers :

o Identification des acteurs du domaine (exploitants de réseaux, collectivités, entreprises de travaux publics, bureaux d’études, etc.)

o Analyse des différents cas d’usage liés à l’inspection et à la maintenance des réseaux

o Identification des contraintes opérationnelles et réglementaires associées.

• Analyse des solutions technologiques existantes :

o État de l’art des solutions robotiques d’inspection :

§ robots filaires pour réseaux non visitables

§ robots mobiles

§ drones d’inspection

§ solutions hybrides émergentes

o Analyse comparative des capacités techniques (mobilité, autonomie, capteurs, localisation, robustesse).

• Identification des limites et opportunités :

o Identification des situations où les solutions actuelles (humaines ou robotiques) atteignent leurs limites

o Analyse des besoins non couverts par les technologies existantes

o Positionnement de la solution robotique développée dans ce paysage technologique

• Exploration d’applications connexes :

o Identification de domaines présentant des problématiques similaires :

§ exploration de mines à risque d’effondrement

§ inspection d’infrastructures souterraines

§ milieux confinés ou dangereux

o Analyse du potentiel de réutilisation des technologies développées dans ces contextes.

Production scientifique/technique attendue

• Rapport de synthèse comprenant :

o Cartographie des acteurs et des usages dans le domaine de l’inspection des réseaux

o Analyse comparative des solutions robotiques existantes

o Identification des verrous technologiques et des besoins non couverts

o Positionnement technico-fonctionnel du robot amphibie développé

o Recommandations pour l’orientation technologique de la prochaine phase du projet.