Drones : Un consortium français parvient à développer un Wifi sous-marin

Le démonstrateur de drone utilisé dans le cadre du projet lamparo. crédits SUBSEA TECH

29/11/2013 Mer et Marine

Un système de Wifi optique. Voilà une avancée technologique qui pourrait engendrer une petite révolution dans l’exploitation de drones sous-marins, tant dans le secteur civil que militaire. Elle permet, en effet, de diffuser sans liaison filaire des données lourdes, comme des vidéos, ce qui n’est pas possible aujourd’hui sous la surface de l'eau.

C'est le 21 novembre, à l’occasion du forum  DGA Innovation, qui s’est déroulé sur le site de l’Ecole polytechnique de Palaiseau, que la société marseillaise Subsea Tech et ses partenaires ont dévoilé le projet Lamparo. Celui-ci a pour objectif de développer un système de communication optique sous-marine à fort débit, permettant à un drone en immersion de communiquer avec son bateau-mère ou avec un autre AUV (Autonomous Underwater Vehicle). Cela en eaux claires ou turbides. « Le but est de démontrer en environnement sous-marin la faisabilité d’un équivalent sous-marin du Wifi, avec des performances comparables au Wifi terrestre en termes de débit, de portée, de latence et d’adaptation automatique aux conditions environnementales », expliquent les porteurs du projet.

Soutenu financièrement par la Direction Générale de l’Armement,  dans le cadre des investissements réalisés par le ministère français de la Défense dans les projets de R&T duals (applications militaires et civiles), le programme Lamparo a été lancé en novembre 2011. Imaginé au sein de Subsea Tech, société spécialisée dans le développement et la réalisation de mini-drones sous-marins, ce concept a été soumis à la DGA, qui a accepté de contribuer à son financement dans le cadre d’un projet rapide d’une durée finale de 30 mois, c'est-à-dire qu’il s’achèvera en avril 2014. Porté par Subsea Tech avec deux partenaires français, OXXIUS  et III-V Lab, Lamparo fait également intervenir, en qualité de sous-traitants, Thales Underwater Systems (TUS), LCFIO et EISCOM.

 

Principe de fonctionnement de Lamparo (© : SUBSEA TECH)

La technologie laser

Cette innovation se base sur la technologie laser, avec deux faisceaux, l’un vertical pour la communication avec un navire en surface, et l’autre horizontal pour échanger avec d’autres drones. Chacun constitue un cône d’émission dans lequel une autre plateforme va capter des informations en haut débit (54 Mbits/s). Quant à la portée du système, elle atteint plusieurs centaines de mètres. La grande difficulté de ce projet réside dans le développement de lasers visibles avec modulation externe optimisés pour le milieu sous-marin, la mise en œuvre d’un dispositif de détection et de filtrage adapté, ainsi que de protocoles de communication dédiés. Sans oublier, bien entendu, la miniaturisation des équipements, notamment les sources laser et les cartes électroniques, tout en gérant au passage les problématiques liées aux échanges thermiques. Il s’agissait là d’enjeux fondamentaux car, sur un drone, la question du poids et de l’énergie est cruciale puisqu’impactant directement l’encombrement et l’autonomie de l’engin.

Deux ans après le lancement du programme, les ingénieurs sont parvenus à solutionner l’ensemble de ces contraintes. Le système, testé en laboratoire et dans un bassin d’essais des carènes afin de vérifier le fonctionnement et les performances du laser, va réaliser dans les prochaines semaines ses essais finaux en mer. Ceux-ci permettront de valider, en situation réelle, la communication sous-marine entre deux engins.

Pour réaliser le démonstrateur, l’équipe est partie d’un porteur existant, en l’occurrence un engin télé-opéré de la gamme Observer de Subsea tech. Ce mini-ROV ((Remote Operated Vehicle)  a été adapté aux besoins du projet, avec sur l’avant une « bulle » transparente et finement polie pour permettre une parfaite diffusion du laser. Les efforts concernant la miniaturisation du système sont évidents sur cet engin au gabarit très réduit : 70 centimètres de long pour 26 cm de large et 22.4 cm de hauteur, avec une masse limitée à 9 kilos seulement. En tout, le développement du projet Lamparo s’appuie sur trois ROV, deux réalisés sur mesure à cet effet, et un troisième, plus puissant et maniable, commandé par TUS pour ses propres besoins et que l’électronicien met à disposition. 

Essais laser en laboratoire (© : SUBSEA TECH)

Applications civiles et militaires

En termes d’applications, la technologie développée grâce au projet Lamparo sera proposée au secteur civil et militaire. Alors que l’utilisation des robots sous-marins se développe considérablement en mer, il n’est aujourd’hui pas possible, sans la présence d’un câble reliant l’engin à son porteur, de transmettre directement des images sous-marines. Les systèmes de communications optiques développés jusqu’ici sont peu performants. Quant aux études menées sur les signaux acoustiques, elles démontrent que le potentiel de ceux-ci est très limité en termes de débit. Le développement d’une solution innovante basée sur le laser ouvre donc de nouvelles perspectives. Elle pourra, ainsi, permettre dans un certain nombre de cas de remplacer les ROV par des AUV, totalement autonomes, même si pour cela, en plus des problématiques de communication, il faut également solutionner celle des batteries. Dans les opérations offshore, les ROV devrait rester incontournable  encore longtemps puisque ces engins peuvent travailler à des milliers de mètres de profondeur (donc hors de portée du Lamparo) et consomment beaucoup d’énergie. Mais il existe bien d’autres marchés potentiels pour le Wifi optique. Dans le domaine civil, on peut imaginer l’utilité d’un tel système pour des inspections portuaires ou offshore, si la profondeur d’intervention d’excède pas quelques centaines de mètres. Lamparo pourrait, par ailleurs, se révéler intéressant pour des travaux hydrographiques. Quant aux militaires, on imagine aisément leur intérêt dans le cadre du développement de nouveaux systèmes de guerre des mines basés sur l’emploi de drones. Il y aurait même des débouchés en dehors du milieu maritime puisqu'OXXIUS compte utiliser les travaux menés dans la production de sources laser visibles dans l'instrumentation biomédicale.