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Baptême du feu pour le démonstrateur de recherche «ARMANO»

Quelque 3500 tonnes brutes de restes de munitions subsistent sous les éboulis de l’ancien dépôt de munitions de Mitholz. armasuisse, Sciences et technologies, étudie actuellement la manière dont des outils robotiques pourraient contribuer à l’évacuation de ces munitions.

10.08.2020 | armasuisse Sciences et technologies, Centre Suisse des Drones et de la Robotique

Présentation des commandes à distance d’« ARMANO » à un machiniste.
Présentation des commandes à distance d’« ARMANO » à un machiniste.

Le Centre Suisse des Drones et de la Robotique du DDPS (CSDR DDPS) d’armasuisse, Sciences et technologies (S+T), possède plusieurs démonstrateurs de recherche. L’un d’eux, une pelle araignée, a désormais été engagé pour la première fois sur le site de Mitholz. L'objectif de cette intervention consistait à creuser une tranchée à distance dans un environnement contaminé par des munitions.

Le démonstrateur de recherche « ARMANO »

« ARMANO » (Articulated Robotic Manipulator for Numerous Operations) a été conçu au sein de l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) en collaboration avec des partenaires. Ce démonstrateur se compose de deux systèmes : un poste de téléopération avec cockpit, et une pelle araignée. Disponible dans le commerce, cette dernière est équipée de quatre roues et d'une traction intégrale hydrostatique, lui conférant une capacité tout-terrain dépassant toutes les possibilités offertes par un véhicule conventionnel à roues ou à chenilles. Grâce aux investissements consentis par armasuisse S+T dans le domaine de la recherche, cette pelle araignée fonctionne désormais sans conducteur, ceci en vue d’engagements dans des environnements présentant un danger potentiel important pour les humains. À la différences des engins traditionnels, le démonstrateur de recherche « ARMANO » présente les caractéristiques suivantes :

  • Châssis-porteur automatisé
    De nouveaux vérins de maintien hydrauliques avec les composants correspondants ont été conçus pour automatiser le châssis du démonstrateur. S’appuyant sur les enseignements tirés de programmes de robots marcheurs, l’EPFZ a développé un logiciel permettant au démonstrateur de déployer automatiquement ses « jambes » de manière optimale. Cette automatisation facilite le pilotage de l’engin tout en améliorant sa stabilité sur les terrains accidentés.
  • Poste de téléopération avec cockpit
    Les chercheurs de l’EPFZ ont conçu un cockpit installé dans un poste de téléopération. Ce cockpit pivotant permet aux conducteurs d’engins de chantier de piloter à distance le démonstrateur de recherche de manière intuitive, y compris sur de longues distances et sans contact visuel direct. Équipé de plusieurs caméras, le démonstrateur transmet des images de son environnement en direct au cockpit, où elles sont affichées sur quatre écrans.
L’automatisation facilite le pilotage de l’engin tout en améliorant sa stabilité sur les terrains accidentés.

 

  • Communication sans fil
    Le démonstrateur peut être piloté à distance et surveillé via le réseau mobile civil ou une connexion WiFi. Des essais de pilotage à distance au moyen d’un système de radiocommunication militaire ont par ailleurs été concluants.
  • Commande à distance
    « ARMANO » peut aussi bien être piloté au moyen d’appareils à retour de force que de manettes de consoles de jeux pour une commande plus intuitive.

  • Capteurs
    « ARMANO » a été équipé d’autres capteurs servant au pilotage à distance et à l’automatisation, à l’instar de caméras, de récepteurs GPS, d’unités de mesure inertielle ou encore de capteurs de distance laser 3D.

Seuls deux démonstrateurs de ce type existent dans le monde : l’un à l’EPZ Zurich à des fins de recherche, et l’autre au sein du CSDR DDPS à des fins d’études axées sur la pratique. Son baptême du feu a eu lieu en janvier 2020 en collaboration avec le commandement déminage et élimination de munitions non explosées (cdmt DEMUNEX) de la formation d’application du génie et du sauvetage/NBC (FOAP G/sauv/NBC) et les experts en explosifs d’armasuisse, Sciences et technologies.

Introduction au contrôle à distance de la pelle araignée sans pilote « ARMANO » à Mitholz

Engagement à Mitholz

Quelque 3500 tonnes brutes de restes de munitions subsistent sous les éboulis de l’ancien dépôt de munitions de Mitholz. « ARMANO » a été engagé pour la première fois en janvier 2020 dans le cadre d'une mission visant à creuser une tranchée de 95 mètres à l’extérieur du site. L'objectif était de réaliser à distance des opérations d’excavation dans un environnement contaminé par des munitions afin de permettre aux conducteurs d’engins de chantier de travailler en dehors de la zone de danger.

Le démonstrateur a été piloté par du personnel local. Le poste de téléopération avec cockpit pivotant était quant à lui installé à une distance suffisante de la tranchée pour assurer la sécurité. Les conducteurs d’engins de chantier n’ont eu aucun contact visuel direct avec « ARMANO » durant toute la durée des travaux. Le système de caméras multiples du démonstrateur a transmis ses images au poste de téléopération au moyen d'une liaison de communication sans fil, permettant à l’opérateur de disposer à tout moment d’un aperçu de l’environnement de l’engin et de creuser la tranchée, mètre par mètre. Ce premier engagement du démonstrateur s’est conclu avec succès au bout de deux jours, permettant de mettre au jour un certain nombre de restes de munitions contenant des explosifs, de munitions complètes ou encore de morceaux de ferraille.

Perspectives

L’opération réalisée à Mitholz a démontré tout le potentiel du démonstrateur « ARMANO » piloté à distance dans des zones à risques. De précieux enseignements ont également été tirés en vue d’améliorer le pilotage à distance, en particulier en ce qui concerne l’ergonomie du cockpit, la perception de l’environnement et l’infrastructure de communication. Les futurs travaux mettront l’accent sur l’optimisation du pilotage à distance conventionnel ainsi que sur le développement d'interfaces homme-machine innovantes, en faisant notamment appel à la réalité virtuelle. Des manières de renforcer le niveau d’automatisation des tâches exécutées par le démonstrateur, comme l’érection automatique de murs de protection, seront également étudiées dans le cadre de coopérations de recherche. L’avenir dira dans quels scénarios « ARMANO » sera engagé, mais son potentiel et ses possibilités sont bien réels.

Centre Suisse des Drones et de la Robotique CSDR

Créé en 2017, le Centre Suisse des Drones et de la Robotique du DDPS (CSDR DDPS) relève d’armasuisse, Sciences et technologies, sur le plan organisationnel. Le CSDR DDPS a pour fonction de soutenir l’Armée suisse ainsi que les autorités et organisations chargées de la sécurité en évaluant les opportunités, mais aussi les risques des systèmes sans pilote et des solutions robotiques.