1- Présentation du projet

9 décembre 2009 par jed Laisser une réponse »

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Introduction

Je travaille sur la conception d’un voilier autonome ou AUSV (Autonomous Unmanned Surface Vehicle) de type modèle réduit. Ce projet est constitué de plusieurs capteurs, tel qu’un GPS, un magnétomètre, un accéléromètre, un anémomètre, une girouette, un panneau solaire). L’objectif à terme est de déposer par exemple le voilier à Saint Malo puis de le laisser naviguer seul jusqu’à Dinard.

Mise à jour le 24 janvier 2011:

Depuis janvier 2011, ce projet est devenu le sujet de mon mémoire de fin d’études de Master 2 à Paris-Dauphine voici ma problématique :

  • Dans quelle mesure est-il possible d’automatiser les processus de navigation d’un voilier ?

Le contexte
Un des défis majeurs de notre décennie concerne la réduction de notre dépendance vis-à-vis des énergies fossiles. Cette réduction passe peut être par une meilleur utilisation des ressources mises à disposition par la nature, à savoir par exemple les énergies solaire, éolienne et hydraulique. Il est possible qu’un des moyens pour réduire notre dépendance soit d’utiliser massivement la technologie et plus particulièrement l’informatique pour automatiser les processus.

Dans le cas de la navigation, le pilotage automatique ou à partir du sol permettent d’envisager des navigations de très longue durée avec une utilisation plus optimale possible de l’énergie éolienne. Les voiliers qui se déplacent grâce à l’énergie éolienne consomment très peu d’énergie électrique ou fossile. Le transport maritime avec les énergies fossiles n’est pas viable à long terme. On peut envisager que les voiliers autonomes dans la prochaine décennie puissent transporter des conteneurs de marchandises grâce au vent avec un ratio de consommation d’énergie dans un temps acceptable.Le développement d’un voilier autonome est un vecteur de développement durable sur deux facteurs (économique et écologique).J’ai commencé à développer ce projet en Septembre 2009 sur mon temps libre. J’ai aujourd’hui une vision claire du budget, du temps et des compétences nécessaires. Pour démontrer la faisabilité, après avoir sollicité des sponsors, j’ai commencé à réaliser le POC (Proof of Concept) d’un voilier autonome de type modèle réduit. Ce projet est constitué de plusieurs capteurs, tels qu’un GPS, un magnétomètre, un accéléromètre, un anémomètre, une girouette, etc.). L’objectif du POC est de déposer par exemple le voilier à Saint Malo puis de laisser naviguer seul jusqu’à Dinard.

Les raisons du choix du sujet :

Ce projet relève pour moi du défi et d’une envie d’apprendre. Selon moi, se lancer des défis c’est progresser. J’ai des connaissances limitées en électronique, ce projet sera pour moi l’opportunité de les développer et d’affiner mes connaissances en informatique. De plus, la conception d’un projet de cette envergure va renforcer ma persévérance, et ma rigueur qui est indispensable à la pratique de mon métier. De plus, les systèmes embarqués me passionnent, je souhaiterais travailler dans ce domaine. La rédaction d’un mémoire traitant de la conception d’un voilier autonome peut me permettre de me donner une visibilité au monde professionnel par la création d’un site internet. Cette rédaction sera aussi l’occasion de mettre en avant l’investissement que j’ai consacré sur mon temps personnel à la réalisation de ce projet.

Le traitement classique du problème consiste à indiquer de manière fixe les paramètres de navigation, par exemple l’allure, qui correspond à l’angle entre le cap du voilier et le lit du vent réel. En voile,
il existe plusieurs allures :
– De près (angle petit)
– De travers (perpendiculairement à la direction du vent)
– Au portant (angle supérieure à 90°)
Je pense qu’il est possible d’affiner automatiquement les valeurs du pilotage du voilier. Je souhaite implémenter un algorithme de type apprentissage par renforcement. L’apprentissage par renforcement fait référence à une classe de problèmes d’apprentissage automatique, dont le but est d’apprendre, à partir d’expériences, ce qu’il convient de faire en différentes situations, de façon à optimiser une récompense numérique au cours du temps.

Estimation Budget du projet : 600€

Mise à jour le 28 mars 2011:
Le budget est plutôt de 700€

Vous voulez m’aider ? Vous avez une idée , des conseils,.. ? N’hésitez pas à contacter : mail

Jean-Emile DARTOIS

Mise à jour le 14 juin 2011

Première mise à l’eau, un constat, il ne coule pas ! Le comportement du voilier est correcte, au notera qu’il est légèrement déséquilibré à l’avant, il faudra améliorer le lest. J’ai problème avec le GPS (MediaTek MT3329), il fonctionne parfaitement en terrestre mais sur une étendue d’eau, il ne s’actualise plus. Je pense que le problème est lié à des trajets multiples des ondes qui causent une erreur sur le pseudo-temps de parcours. Il semble qu’une des solutions pour éviter les erreurs de réflexion consiste à utiliser une antenne hélicoïdale. Il est aussi possible de filtrer les ondes qui ont un temps de parcours plus long. Enfin, on peut utiliser un plan de masse pour isoler le composant, je vais planifier des tests rapidement.

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5 commentaires

  1. Mickaël dit :

    Je trouve ton projet super intéressant. J’adore et j’attends avec impatience les nouvelles infos sur son évolution.

  2. Dominique dit :

    Cela quelque mois que je pense à l’automatisation d’un voilier étant moi-même automaticien.
    Il me semble que tu as peut être oublié un point,
    ton bateau n’est pas le seul à naviguer il faut peut être tenir compte des autres embarcations.

  3. jed dit :

    Bonjour,

    Merci pour vos commentaires 🙂

    Pour le moment, j’ai limité mon prototype à la navigation sans prise en compte des autres navires ou obstacles. (faisabilité très acceptable)

    Cependant, pour la détection des autres navires, je pensais utiliser AIS (Automatic Identification System) pour calculer les risques de collisions. Ce système est obligatoire depuis 2007, pour les navires de jauge brute supérieure à 300. Les navires doivent transmettes leurs identifiants, leurs caps, vitesses, dimensions, positons (latitude et longitude), ect, toutes les 2 à 10 secondes.

    On peut regarder en temps réel les navires sur le système AIS sur ce site :
    http://www.marinetraffic.com/ais/fr/default.aspx

    Mais le plus gros problème c’est les petits navires, il faudrait munir le voilier d’un radar performant souvent onéreux. En plus, il me semble qu’il existe de nombreuses règles et priorité à respecter en fonction du type de propulsion éolien, thermique , cap, ….
    Je pense que c’est un autre défi intéressant à relever si les résultats de mon premier prototype sont concluants.

    Bon journée,
    JeD

  4. SERGE dit :

    J’aime beaucoup ton travail et je vais suivre tout ça avec intérêt… je transmets le lien à Pierre, pas sûr qu’il l’ai vu! je t’encourage à mettre en avant ton travail en créant un blogue sur voile-rc! amicalement.

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