Le projet SEAHAND vise à sécuriser la manipulation d’objets en environnement sous-marin dans le contexte de fouilles archéologiques. Ce travail s’inscrit ainsi dans les préoccupations portées par l’ensemble de la communauté scientifique mondiale sur la protection et la valorisation des épaves situées à grande profondeur; on estime ainsi entre 15.000 et 20.000 le nombre d’épaves sur le littoral métropolitain français. A ce titre, un chantier laboratoire sur l’épave de la Lune, perdue en 1664, par 90m de fond, en rade de Toulon a été ouvert en 2012. Le département des recherches archéologiques subaquatiques et sous-marines, partenaire du projet SEAHAND assure la responsabilité de cette mission. Le chantier laboratoire ainsi ouvert a l’ambition d’évaluer et mettre en œuvre des techniques, où l’objectif ultime serait de pouvoir fouiller les épaves sans plongée humaine, « grâce à la réalité virtuelle ». Les archéologues piloteraient depuis la surface des préhenseurs robotiques à retour d’effort qui dégageraient et collecteraient les pièces à remonter à la surface, couche après couche, à des profondeurs pouvant atteindre 2000 mètres.
Nous nous proposons dans le contexte de ce projet de développer un préhenseur marinisé spécifique doté de capacités de saisie adaptative, qui pourra être exploité dans un contexte de téléopération. Nous nous proposons également de développer une stratégie de contrôle du préhenseur apte à sécuriser le travail de l’opérateur. Enfin, nous avons également pour objectif de faire porter ce préhenseur par un robot sous-marin permettant de donner à la main 6 degrés de liberté tout en estimant l’effort sur chacun d’eux. L’originalité de cette dernière approche résidera dans le fait que la main sera fixée directement (i.e. sans bras manipulateur) sur un robot sous-marin de type ROV (Remotely Operated Vehicle, avec pilotage assisté par ordinateur), qui sera capable d’estimer les efforts (6 axes) exercés sur le poignet sans avoir recours à des capteurs d’efforts. Aussi bien la main que la façon de la porter constituent une rupture complète avec les technologies existantes, reposant sur des actionneurs basiques (pinces) fixés le plus souvent à l’extrémité de bras hydrauliques puissants mais imprécis. Nous nous proposons d’offrir une plus grande maniabilité, une préhension adaptative fine et la restitution de tous les efforts afin que la manipulation des objets puisse se faire en respectant leur intégrité.
Le préhenseur proposé devra donc répondre aux contraintes sévères de l’environnement sous-marin, c’est-à-dire principalement à la pression et à l’eau. A la profondeur envisagée de 2000 mètres, la pression de l’eau est voisine de 200 bars. Il sera vraisemblablement nécessaire de travailler à équi-pression, c’est-à-dire que les actionneurs et les capteurs fonctionneront dans un bain d’huile, maintenu à pression ambiante (donc à 200 bars) par une membrane souple (bâche).
La conception des capteurs d’effort, devra prendre en compte la pression ambiante afin de ne pas masquer le signal utile. La mesure d’effort par le robot est, elle aussi, contrainte par la pression ambiante, qui limite les possibilités d’instrumentation du véhicule (capteurs d’efforts). Pour cette raison, nous proposons d’exploiter la mesure de courant des propulseurs, associés à la matrice de configuration de ces derniers. Là encore, la variabilité du modèle des actionneurs avec la variation de température et de pression nécessitera de compléter les informations obtenues.