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Introduction au projet de recherche

Présentation de l'institut et du laboratoire

• Le professeur Bingo Yang présente le Harbor Branch Oceanic Institute, situé à Fort Piers, en Floride, avec un campus de 144 acres et 28 membres du corps professoral.

• Le laboratoire se concentre sur l'ingénierie océanique et la technologie, avec des collaborations étroites avec des laboratoires navals et des partenaires industriels.

Défis dans les environnements côtiers

• Les missions dans les zones côtières sont compliquées par des conditions géographiques complexes telles que les débris terrestres et les icebergs.

• Les véhicules sous-marins autonomes (UUV) traditionnels peuvent avoir du mal à naviguer efficacement dans ces environnements changeants.

Solutions proposées pour la navigation sous-marine

Systèmes multi-domaines

• Une solution proposée est l'utilisation de véhicules capables d'opérer à la fois dans l'air et sous l'eau, ce qui pourrait améliorer la navigation.

• La question est posée : avons-nous vraiment besoin d'un système aussi complexe pour effectuer des opérations de détection en milieu peu profond ?

Contexte technologique

• Le concept initial a été développé grâce à deux programmes financés par le USDA NEA, visant à créer une ferme aquacole automatisée aux États-Unis.

• L'un des défis majeurs est le contrôle efficace de la qualité de l'eau dans chaque bassin de poissons. Une solution consiste à utiliser un drone étanche équipé de capteurs pour collecter des données directement depuis chaque bassin.

Avantages du système proposé

Approche innovante

• L'approche permet d'éviter les limitations géographiques complexes en utilisant un drone qui peut atterrir sur l'eau tout en maintenant une endurance opérationnelle prolongée.

• Un système de treuil permet au capteur d'être déployé dans la colonne d'eau sans complexité supplémentaire pour le drone lui-même, réduisant ainsi les exigences en matière d'étanchéité et de profondeur.

Écosystème complet

• Un écosystème complet a été développé comprenant un drone étanche, un ensemble léger de capteurs et une application web basée sur le cloud pour fournir une surveillance en temps réel des conditions agricoles.

Configuration du système Crane

Description générale

• Le système Crane comprend un drone étanche relié à une charge utile sous-marine via un câble optique, permettant une communication persistante entre les actifs subaquatiques et aériens pendant les opérations de détection.

• Ce design simplifie également la conception globale car seul le capteur doit être classé selon sa profondeur opérationnelle requise.

Efficacité énergétique

• Pendant l'opération, le moteur du drone fonctionne au ralenti lorsqu'il est posé sur l'eau, ce qui améliore considérablement son efficacité énergétique par rapport aux drones aériens classiques.

Tests et développement

Progrès réalisés

• Des tests ont été effectués pour démontrer que le drone peut supporter jusqu'à 10 kg lors des tests de flottabilité avant son premier vol réussi en février dernier.

• Des tests supplémentaires ont simulé des opérations complètes où le drone atterrit sur l'eau puis redémarre après avoir collecté suffisamment de données pendant qu'il reste immobile au-dessus du point cible.

Systèmes auxiliaires

Système de treuil

• Le treuil conçu doit fonctionner sous l’eau tout en étant évolutif afin d’intégrer différents types d’éléments porteurs sans nécessiter trop d’adaptations structurelles.

• La fiabilité durant le processus sera essentielle afin d’éviter toute forme d’enchevêtrement ou autre incident pouvant nuire au bon fonctionnement.

Cas d'utilisation potentiels

Communication optique sous-marine

• Un cas potentiel serait celui où Crane pourrait établir une passerelle optique sous-marine offrant une bande passante plus élevée que celle fournie par les systèmes acoustiques traditionnels.

• Cela impliquerait que Crane puisse se déplacer rapidement vers sa destination avant que ses composants ne soient libérés pour engager avec AUV ou autres nœuds sensoriels.

Sensibilisation environnementale maritime

• En intégrant divers types de capteurs comme sonar ou lidar dans son design modulaire, Crane pourrait offrir une couverture large sans nécessiter beaucoup plus d'énergie.

Opérations multimodales

• Enfin , il existe également un potentiel pour intégrer plusieurs modalités sensorielles afin améliorer la qualité visuelle même dans des eaux troubles .