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Saison 3 : vendredi 12 octobre 2018

Saison 3 : vendredi 12 octobre 2018

La dernière journée été consacrée aux ultimes expérimentations et au rangement du matériel. Les étudiants et les encadrants se sont ensuite préparés à reprendre la route vers Brest, en quittant les beaux rivages de Guerlédan.

Le groupe colonne d’eau a pu commencer à traiter les données acquises jeudi après avoir récupéré les marégraphes mis à l’eau en début de semaine.

Leur objectif est d’utiliser des moyens acoustiques dans le but d’analyser la biodiversité au sein du lac de Guerlédan.

Grâce à l’Ifremer, co-encadrant du projet, les étudiants ont à disposition pendant une journée des sondeurs monofaisceaux halieutiques de pointe, à différentes fréquences : Kongsberg EK80 (70kHz, 200kHz, 333kHz). Ces sondeurs ont la particularité de fournir une information acoustique précise de la position d’une cible dans leurs faisceaux (poisson, plancton, etc.), et de pouvoir être calibrés en niveaux. Ils sont aujourd’hui utilisés par l’Ifremer pour l’évaluation des stocks dans les eaux françaises.

Durant ce projet, les étudiants ont pu participer à la mise en place des sondeurs et à leur étalonnage sur sphère, accompagnés par l’Ifremer présent sur place. Ils ont ensuite réalisé le levé sur l’ensemble du lac de Guerlédan pour identifier les espèces présentes et leur disposition au sein de la colonne d’eau (couches diffusantes, thermocline, poissons dispersés, …). Ces mesures acoustiques sont complétées par des mesures de température, salinité, fluorimétrie, turbidité, ainsi que par des prélèvements au filet à plancton dans les différentes masses d’eau définies grâce aux mesures précédentes.

Pendant ce temps, le groupe INS/LIDAR a pu acquérir – après de multiples rebondissements – des données de qualité.

Cette étude, en partenariat avec iXblue, a pour objectif de pouvoir se passer de GPS pour recaler les données issues de centrales inertielles. En effet, les centrales inertielles sont des instruments indispensables à la mesure précise du mouvement d’un mobile (flottant, volant, roulant, ou marchant), mais ont la désagréable propriété de dériver au cours du temps. Pour cela, on utilise classiquement les informations de position d’un GPS pour recaler le système. Par contre, quand le GPS n’est pas disponible, il faut trouver une autre méthode. La solution proposée aux étudiants est d’utiliser un lidar volumique, qui balaye l’environnement sur 360° en continu et permet de mesurer le déplacement du porteur par rapport à la scène scannée.

Leur mission est de valider la méthode. Quoi de mieux qu’une équipe mixte robotique/hydrographe pour le faire, leurs compétences étant très complémentaires. Malgré tout, la centrale et le lidar ne se sont pas laissés faire et ont posé plein d’embûches à l’équipe de choc qui a su relever le défi.

Nous remercions nos partenaires l’AFHy, ECA, EDF, ENSG, Ifremer, Kopadia, MacArtney, l’École Polytechnique, QPS, Shom, Teledyne, TERIA, ainsi qu’iXblue avec la présence d’une ingénieur toute la semaine pour aider nos étudiants.

Saison 3 : jeudi 11 octobre 2018

Saison 3 : jeudi 11 octobre 2018

Aujourd’hui, nous avons accueilli les élèves de la classe de CE2-CM1-CM2 de l’école Guerlédan de Saint-Aignan. L’objectif de leur visite était d’éveiller leur curiosité aux sciences hydrographique et robotique et, pourquoi pas, susciter des vocations. L’exercice est intéressant car il oblige les étudiants à expliquer, par des mots simples et de manière synthétique, des problématiques pas toujours très accessibles pour les enfants !

Pour cela, différents mini-ateliers ont été proposés par les étudiants, grâce en partie au prêt de matériel pédagogique par l’association Exocéan (merci encore !).

Les enfants monopolisant le fil à plomb, les étudiants hydrographes durent se rabattre sur le sondeur multifaisceaux pour poursuivre leur travaux. Les sondeurs multifaisceaux sont aujourd’hui utilisés en grande majorité pour cartographier les fonds marins en fournissant une donnée de hauteur d’eau qui, géoréférencée et rattachée à une référence verticale (zéro hydrographique), permet de créer un modèle bathymétrique en 3 dimensions. La hauteur d’eau sous le navire effectuant le levé hydrographique est mesurée en calculant le temps aller-retour du signal acoustique envoyé par le sondeur. Ce temps d’arrivée permet donc de définir la valeur de la sonde (en mètre), qui servira au modèle numérique de terrain.

Cependant, une seconde information est fournie par le signal revenant au sondeur : son intensité. Cette intensité, que l’on appelle intensité rétro-diffusée (back-scatter en anglais, ou BS), est caractéristique du type de fond qui a été insonifié. Ainsi, pour chaque type de fond (vase, roche, sable, etc.) on obtiendra un signal rétrodiffusé différent. L’objectif du projet du groupe de caractérisation des fonds par méthode acoustique est donc d’effectuer un modèle numérique de terrain du lac de Guerlédan à l’aide du sondeur Kongsberg EM2040C, et d’analyser ensuite la donnée de BS, complémentaire à ce modèle, dans le but d’étudier la nature du fond du lac.

Durant les premiers jours de cette troisième édition du projet Guerlédan, les étudiants ont préparé et effectué le levé bathymétrique. Le traitement est toujours en cours à cause de problèmes techniques de masquage GNSS, cependant ils ont malgré tout eu le temps de s’initier aux méthodes de traitement des données de BS sur deux logiciels : Caris HIPS, et Sonarscope (Ifremer). À la fin de cette semaine de terrain, une carte géoréférencée des intensités rétro-diffusée par le fond sera disponible, et l’analyse des faciès sédimentaires pourra commencer.

Ce sujet est co-encadré par le Shom, partenaire du projet Guerlédan.

Pendant ce temps, du coté du barrage, une première série d’acquisition de vues stéréoscopiques du barrage a été réalisée sous le regard vigilant de nos collègues de l’ENSG.

Ces prises de vue, réalisées à partir d’une caméra munie de deux capteurs photographiques, vont permettre la reconstitution d’un modèle numérique du barrage. En effet  l’utilisation d’une caméra munie de deux capteurs séparés d’une distance connue rend possible la reconstruction de la perspective. Ce procédé, appelé photogrammétrie, est utilisé depuis des décennies pour la cartographie. Il est également très utile pour la modélisation d’objets ou d’ouvrages quelconques. L’avantage majeur de cette technique réside dans son faible coût, comparé aux outils plus classiques (lidar par exemple) utilisés pour la modélisation numérique de scènes  pour une précision peu dégradée.

L’objectif du groupe d’étudiants roboticien utilisant cette caméra est dans un premier temps de la coupler et la synchroniser avec un GPS pour le positionnement précis du modèle numérique reconstitué, puis d’équiper le drone de surface Helios de ce système pour la cartographie et l’auscultation d’ouvrage.

Nous remercions nos partenaires l’AFHy, ECA, EDF, ENSG, iXblue, Kopadia, MacArtney, l’École Polytechnique, QPS, Shom, Teledyne, TERIA, ainsi que l’Ifremer qui a participé aujourd’hui aux levés acoustiques halieutiques sur la Panopée.

Saison 3 : mercredi 10 octobre 2018

Saison 3 : mercredi 10 octobre 2018

Troisième jour au pays de Guerlédan, et déjà le soleil laisse sa place aux nuages et aux premières gouttes de pluie. Cela n’a pas empêché de poursuivre les expérimentations, ni la venue du Directeur de l’ENSTA Bretagne qui a pu échanger avec chaque groupe d’étudiants.

Le Directeur a également pris part à un levé bathymétrique avec deux étudiants du groupe de bathycélérité, qui après deux jours de codage informatique, ont enfin eu accès à la vedette Panopée.

Leur objectif : enregistrer des données du sondeur multifaisceau leur permettant de valider l’algorithme juste programmé. Ce dernier est une méthode innovante proposée par iXblue pour estimer le profil de célérité sonore du lac directement à partir des mesures d’un sondeur multifaisceau.

Ce profil est indispensable à l’obtention d’un modèle numérique de terrain de qualité, mais il est mesuré actuellement en descendant un capteur dédié à grande profondeur, ce qui peut être fastidieux. Le nouvel algorithme devrait rendre l’opération plus aisée. À présent, tout est prêt pour comparer la nouvelle méthode en situation réelle par rapport à l’état de l’art.

Le Directeur a aussi pu apprécier l’évolution de quelques robots sur le lac, dont le robot voilier autonome BRAVE qui a remporté la WRSC (World Robotic Sailing Championship) en 2018 à Southampton.

On le retrouve de nouveau à Guerlédan où trois étudiants ont pour objectif de naviguer « à l’ancienne » sans GPS. La mission est de rejoindre une position éloignée du point de départ du bateau en utilisant seulement une boussole et une caméra. En naviguant de bouée en bouée, dont leur position est connue, une stratégie doit permettre de garantir la détection des bouées suivantes par caméra.

La navigation entre les bouées s’effectue uniquement sur un suivi de cap, déjà implémenté par les élèves dès les premiers jours. Au préalable, il était nécessaire de s’initier au montage du voilier et à découvrir quelques notions de navigation à voile, notamment la manière de naviguer selon la direction du vent.

Une prise en main du suivi de waypoints, déjà implémenté et se basant sur le GPS, a permis de réaliser les premières missions autonomes. Pour des raisons de sécurité, une manipulation du voilier par radiocommande permet de reprendre la main si nécessaire. La direction du vent, actuellement mesurée par un capteur embarqué, pourrait par la suite être estimée avec des techniques actuelles de Deep Learning en se basant sur les données de la centrale inertielle et la détection d’une bouée afin de s’affranchir du capteur de vent.

Ce projet s’inscrit dans le cadre des travaux de thèse de Thibaut Nico (ECA Robotics).

Nous remercions nos partenaires l’AFHy, ECA, EDF, ENSG, Ifremer, iXblue, MacArtney, QPS, SHOM, Teledyne, TERIA, ainsi que l’entreprise Kopadia, spécialisée dans les domaines de l’inspection industrielle sous-marine et les mesures d’impact environnemental, qui participe au projet Guerlédan en mettant à disposition un AUV présenté dans la newsletter de lundi. Ce mercredi, deux représentants de Kopadia ont fait le déplacement pour suivre les avancées du projet de suivi d’isobathe.

L’École Polytechnique est également présente pour la suite du projet FlyingFish, porté ici par deux étudiants de deuxième année.

Hydrographes et Roboticiens explorent Guerlédan – Saison 3

Hydrographes et Roboticiens explorent Guerlédan – Saison 3

logo-ENSTAhorizontal-RVB.320.75« Guerlédan : Hydrographes et Roboticiens explorent le lac de Guerlédan » est un projet de formation d’ingénieurs porté par l’ENSTA Bretagne et ses partenaires qui vise à réunir les communautés de la robotique et de l’hydrographie au sein d’un stage pédagogique de terrain.
Un programme R&D innovant de plus de six mois dont deux semaines d’expérimentations intensives au Lac de Guerlédan a été inclus dans la formation des ingénieurs de dernière année de master à l’ENSTA Bretagne grâce au soutien de nombreux partenaires.

La troisième édition de ce projet a lieu cette année (2018/2019) avec de nouvelles thématiques d’étude ainsi que de nouveaux partenaires.

Les étudiants présenteront leurs travaux le vendredi 8 mars 2019.

Saison 2 : Mardi 13 février

Saison 2 : Mardi 13 février

 Modélisation hydro-sédimentaire

Aujourd’hui nous avons traité les données de température et chlorophylle obtenues hier. Il nous est apparu qu’il nous faut plus de données pour pouvoir faire une analyse pertinente. Nous sommes également en train de comparer la bathymétrie faite cette année avec celle de 2016 afin de connaitre l’évolution des sédiments au fond du lac. Enfin, nous avons lancé la simulation du déplacement des sédiments et analysé les données pour que demain nous puissions voir si les comparaisons de bathymétries sont cohérentes avec la simulation.


Bathymétrie petit fond par USV avec contrôle qualité temps réel

Aujourd’hui nous avons trouvé et mis en place un moyen de calibrer le magnétomètre de la centrale inertielle. Nous prévoyons donc une calibration pour demain matin. Nous avons également testé avec succès la téléopération depuis un ordinateur et continué à intégrer les parties softwares des hydrographes avec celles des roboticiens.


Analyse acoustique de la colonne d’eau

Nous avons passé notre journée sur la Panopée où nous avons installé un monofaisceau et l’ADCP que nous avons préalablement calibré et les trois transducteurs du groupe « Sorbonne Université ». Nous avons réalisé différents tests pour éliminer le bruit anciennement trouvé sur les données d’Octobre et nous avons fait des acquisitions au même endroit qu’en Octobre pour pouvoir les comparer avec les données océanographiques et la localisation des bancs de poissons.
Le traitement des données est en cours.

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saison 2 : Lundi 12 Février 2018

saison 2 : Lundi 12 Février 2018

   Journal de bord 12/02

Installation des étudiants      


Modélisation Hydro-sédimentaire

Nous travaillons actuellement sur la bathymétrie du lac devant le barrage.Est prévue une mesure environnementale avec une sonde CTD et un fluorimètre en certains points, le but étant de les comparer aux données recueillies en Octobre. Enfin, nous continuons de travaillons sur la modélisation de la dynamique hydro-sédimentaire du lac de Guerlédan et de St Aignan.


Bathymétrie petit fond par USV avec contrôle qualité temps réel       

 Nos hydrographes travaillent sur la documentation et l’intégration du code générant la trajectoire d’Hélios (robot catamaran) à partir d’un point de départ de sa mission et de l’orientation du maillage qu’il doit suivre. Nos roboticiens quant à eux configurent la centrale inertielle, continue la programmation de régulation d’Hélios, et réalisent des tests fonctionnels des moteurs.

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Saison 2 : Mercredi 11 octobre

Saison 2 : Mercredi 11 octobre

Aujourd’hui, mercredi 11 octobre, les étudiants ont continué leurs expérimentations au lac de Guerlédan. Un fait marquant fût la venue de l’IUEM et de leur drone aérien qui a effectué 3 vols au dessus de la retenue de Saint Aignan. Ce drone est équipé d’une caméra hyperspectrale qui a donc cartographié la retenue d’eau. Le groupe chargé de ce projet utilisera les images acquises aujourd’hui pour mesure la concentration de matière en suspension présente  dans la retenue.

Le résumé de la journée en vidéo :

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