Un robot jaune avec des roues noires et ce qui ressemble à deux yeux asymétriques observe les fonds marins à plus de 2 400 mètres de profondeur au large de La Seyne-sur-Mer (Var). Prénommé BathyBot, l'engin a été développé par l’allemand ISeaMC en réponse à un appel d’offres lancé par le CNRS. Peu d’entreprises proposent des robots pouvant rester près de dix ans sur le plancher océanique, avec des maintenances prévues tous les deux ans seulement. Une véritable prouesse. La plupart des robots envoyés dans les fonds marins sont remontés toutes les 24 à 72 heures pour qu’une «maintenance régulière des équipements» soit réalisée, souligne Carl Gojak, ingénieur au CNRS. BathyBot a été mis à l’eau en février 2022, mais connecté seulement depuis avril 2023. La faute au navire câblier chargé de tirer le câble entre la boîte de jonction scientifique, reliée à l'automate, et la terre ferme où sont remontées les données.
Des caissons pour protéger les composants
Les chercheurs ont acheté le premier robot commercial mis en vente par la société ISeaMC, contrôlé à distance. L'entreprise propose aussi des robots autonomes, utilisés notamment par des pétroliers pour l’observation de pipelines. Le cahier des charges du CNRS stipulait que des emplacements soient prévus pour accueillir différents capteurs, achetés à d'autres fournisseurs. Le système de communication et le dock de chargement, eux, ont directement été pris en charge par les scientifiques. La construction en interne du dock, le module qui entoure le robot pour assurer son déploiement sur le plancher océanique, a permis de maîtriser les coûts du projet et son délai. «Toutes les parties en métal du robot sont en titane afin de résister à la corrosion», explique Carl Gojak. Du plastique et du verre ont également été incorporés, pour la structure comme les systèmes de caissons chargés de protéger les capteurs.
«Le robot pèse 250 kilogrammes dans l’air et 50 kilogrammes dans l’eau, détaille l'ingénieur. L’objectif est qu’il consomme le minimum d’énergie lors de ses déplacements dans l’eau et qu’il soit transportable facilement jusqu’à son lieu d’observation». Pour atteindre ce poids cible, des flotteurs à base de microbilles de verre piégées dans de la résine sont ajoutés dans sa structure. Qualifiée pour descendre jusqu'à 4 000 mètres, cette mousse est le principal facteur limitant la profondeur à laquelle le robot peut être immergé.
Les équipements (capteurs océanographiques, caméras, éclairages...) et les caissons garantissant l'intégrité des composants électroniques doivent tenir à une pression de 250 bars. Les moteurs électriques sont protégés dans des enceintes en équipression, ce qui correspond à des bains d’huile. Un système de compensateur à l’aide de baudruches a été ajouté pour comprimer les bulles d’airs piégées. Mais certains systèmes électroniques – comme ceux contenant du quartz et des condensateurs chimiques – ne peuvent pas résister à la pression. Ils sont donc positionnés dans des enceintes en titanes remplies de gaz inerte. Les câbles et la connectique, eux, fonctionnent à cette profondeur et dans le milieu corrosif : ils alimentent le robot et assurent une communication à très haut débit, en temps réel, avec la surface.
Dorian Guillemain BathyBot lors d'une plongée d'essai.
45 km de câble électro-optique
Si BathyBot va rester à près de 2 500 mètres de profondeur, il est conçu pour atteindre 4 000 mètres de profondeur. Le robot a franchi toute une batterie de tests pour s’assurer de sa résistance aux chocs lors des déplacements, aux variations importantes de températures qu’il peut subir en passant du pont du navire au fond de la mer, à diverses pressions, aux vibrations… Le robot et ses instruments sont reliés à une boîte de jonction, elle-même reliée à la terre par un câble électro-optique de 45 kilomètres. Un dispositif qui permet de contrôler le robot à distance et de récupérer les données collectées en temps réel. Cette boîte de jonction alimente aussi BathyBot en énergie, que le robot transmet aux capteurs grâce à un convertisseur générant une basse tension.
Cette boîte de jonction vient seulement d’être connectée à la terre ferme alors que le robot repose sur le plancher océanographique depuis un an. «Tout est quasiment opérationnel à 100%, relate Carl Gojak. Les capteurs, caméras et l’éclairage fonctionnent. Mais le PC embarqué, chargé de la propulsion du robot, ne communique pas». En d'autres termes, BathyBot voit, mais ne peut pas se déplacer. S'ils sont sûrs que le PC est allumé en raison de sa consommation énergétique, les chercheurs ne savent pas d’où vient cette panne et ne peuvent pas communiquer avec lui.
BathyBot est donc bloqué dans la structure qui l’entoure, le dock. L’avantage est qu’il ne perturbe pas le milieu marin autour de lui. Mais le récif artificiel imprimé en 3D dont le CNRS souhaite étudier la colonisation, positionné trop loin du robot, n’est pas visible. Tout n'est cependant pas perdu : de nombreux poissons sont observés par les caméras de BathyBot, qui analyse aussi les courants marins. L’équipe souhaite sortir le robot de l’eau d’ici début 2024 pour une opération de maintenance, lors de laquelle le PC sera réparé et des capteurs seront ajoutés, notamment pour mesurer la pollution et son évolution dans les sédiments. A l'horizon 2025, le robot devra devenir autonome sur ses déplacements pour certaines missions, en suivant un chemin spécifique tracé avec des QRcode positionnés sur le fond marin.
Un reportage du CNRS sur Bathybot :
