Recherche en cours : la robotique d’exploration à l’EPITA

Qui a dit que la recherche dans une école d’ingénieurs en informatique demandait de rester constamment assis derrière son écran d’ordinateur ? Sûrement pas les membres de la SEAL Research Team, l’équipe de recherche de l’EPITA spécialisée en robotique d’exploration !

Loïca Avanthey et Laurent Beaudoin

Pour les chercheurs et étudiants de l’EPITA, « SEAL » est l’acronyme de « Sense, Explore, Analyse & Learn » : une devise qui colle parfaitement au tempérament et à l’ambition de cette équipe créée en 2018 et dirigée par les deux enseignants-chercheurs Loïca Avanthey et Laurent Beaudoin. En marge du nouvel épisode vidéo de la série « Recherche en cours, EPITA Laboratoire d’innovation » produite par l’école, ce dernier revient sur ce qui fait le sel de ce SEAL évidemment pas comme les autres.

C’est quoi, votre définition de la recherche ?

Laurent Beaudoin : La recherche pour moi, c’est un moyen de réaliser des rêves et d’imaginer un futur en essayant de comprendre les différentes étapes et expériences pour y parvenir. C’est, finalement, le fait d’explorer et d’aller de l’avant pour mieux relever les défis qui nous attendent. C’est d’autant plus important à cette période actuelle de l’histoire de l’humanité où il n’a jamais semblé si important de comprendre les clés de l’environnement, de notre planète et de notre univers. À mes yeux, une société sans recherche serait comme un bateau sans boussole : il serait capable de se déplacer, bien sûr, mais n’importe comment et dans n’importe quelle direction. La recherche permet à la société d’avoir toujours un coup d’avance, de prévoir l’avenir.

Comprendre les clés de l’environnement, c’est justement le cœur de l’activité de SEAL, non ?

On peut dire cela comme ça ! Dans le cadre de nos activités de recherche, on s’intéresse en effet à la cartographie des fonds marins relativement proches de la surface. Ce qui est amusant, c’est que l’homme connaît aujourd’hui mieux la surface de planètes lointaines que cette frange sous-marine situées de 0 à 100 mètres alors que, pourtant, il s’y passe des choses très intéressantes !

Comment cela ?

Cette zone est une interface entre l’air et l’eau où se déroulent énormément d’échanges et l’on ne comprend pas toujours ce qu’il s’y passe. Au fond, la Terre devrait plutôt s’appeler la « planète Mer » tant elle est essentiellement constituée de mers et d’océans qui sont des zones désertiques. Or, les parties de ces déserts aquatiques où l’on trouve le plus de vie sont principalement les premières centaines de mètres d’eau, en particulier à proximité d’un littoral, en bordure de côte. Cette « couche » est donc très importante pour comprendre comment fonctionne notre vaisseau qu’est la Terre. Toutefois, cette zone reste difficile à explorer car, à la différence de l’air où un avion peut couvrir de très grandes zones rapidement et précisément, elle n’offre qu’une très faible visibilité. Bien entendu, certains capteurs permettent de définir les formes des fonds marins, mais pas ce qu’il se trouve dessus ! Pour y arriver, il faut s’approcher très près en surmontant la pression, les courants et l’absence de GPS : cela prend beaucoup de temps. Il faut parvenir à modéliser cette couche grâce à des images obtenues via la cartographie. C’est dans ce but que nous développons justement un robot permettant d’en faire sur ces zones d’eau peu profondes. Les robots représentent des outils particulièrement pertinents pour y parvenir en complétements de moyens plus traditionnels et c’est sur cette thématique innovante que nous travaillons. Ainsi, pour cartographier les fonds situés jusqu’à 15 mètres sous la surface, on utilise des robots de surface, comme le Kraken. Mais dès qu’il faut aller dans des eaux plus profondes, on doit utiliser un autre type de robot, comme le Ryujin, notre minirobot sous-marin. Ce dernier travaille de concert avec le robot de surface, ce dernier servant alors de support logistique.

Comment cette couche peut nous permettre de mieux comprendre ce « vaisseau Terre » ?

Ces informations cartographiques peuvent être importantes pour de nombreux domaines. En ce qui concerne l’environnement, on peut par exemple suivre l’impact endémique de certaines algues dites « nouvelles » – car échappées d’un aquarium ou d’un bateau – sur la faune et la flore d’une zone précise. Cela peut aussi toucher au patrimoine et à l’archéologie, quand il s’agit d’aller cartographier des épaves sous-marines – c’est un réel enjeu car ces dernières se détruisent assez vite. Le monde industriel peut également être concerné, comme dans le cas d’un audit de port, pour observer si les piliers des ponts sont abîmés ou si les bouées d’ancrage ont besoin d’être rénovées. Bref, il y a énormément d’applications possibles avec les données que notre projet est capable de fournir.

La recherche à l’EPITA se fait aussi avec les étudiants. Est-ce essentiel pour vous ?

Travailler avec des étudiants est, pour nous, indispensable ! C’est d’abord une relation gagnant-gagnant : grâce à eux, nous gagnons du temps sur certaines tâches, tandis qu’eux gagnent en expérience. Cela permet aussi à ces étudiants de découvrir le monde de la recherche, qui n’est pas forcément le premier monde auquel ils pensent en arrivant en école d’ingénieurs. On peut ainsi leur insuffler ce virus fort sympathique et leur transmettre ce goût de la recherche, cette envie de découvrir de nouvelles thématiques et de les comprendre.

La dernière équipe d’étudiants à avoir rejoint le SEAL

Comment travaillez-vous dans l’équipe ?

Dans le SEAL, il y a des membres permanents et d’autres plus « de passage », qui vont nous accompagner seulement sur une période donnée. Ainsi, les étudiants de l’EPITA qui nous rejoignent durant leur formation restent avec nous six mois ou plus. Ils vont alors travailler sur des projets très ciblés. Les doctorants, qui vont rester avec nous pour une durée de 3 ans, vont travailler sur des thématiques plus étendues. Charles Villard est l’un d’entre eux – il nous a rejoint après ses 5 ans à l’EPITA pour continuer les recherches sur le projet Kraken. Enfin, les membres permanents – en l’occurrence, Loïca et moi – vont avoir une vision de chef d’orchestre, pour faire des allers-retours entre les étudiants et faire aussi un pas de côté pour savoir où l’équipe se dirige et comment. Notre rôle est de rester à la fois focalisé sur la réalisation des recherches menées tout en sachant quelle direction viser.

En tant que chercheur, qu’est-ce qui vous rend fier ?

Sans doute quand des étudiants que j’ai eu à mes côtés deviennent ensuite des collègues chercheurs. Passer le flambeau et transmettre son enthousiasme, il n’y a rien de plus beau dans mon métier !

Et qu’est-ce qui vous passionne un peu plus chaque jour ?

Explorer de nouveaux environnements, qu’ils soient intellectuels ou physiques, est une source d’adrénaline, de richesse, dont il est difficile de se passer ! Enfin, il ne faut pas minimiser la dimension responsable de la recherche. Un être humain est un être intelligent. Cela signifie que, pour qu’il soit convaincu par ses actes, il doit être en mesure de les comprendre. Or, la recherche est l’une des clés de cette compréhension. Sans elle, impossible de s’auto-responsabiliser et d’avoir conscience de l’intérêt de ses actes pour les générations actuelles et futures !

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Charles Villard (EPITA promo 2020) a lui aussi répondu aux sirènes du SEAL

Charles Villard effectue actuellement une thèse en 3 ans pour se spécialiser dans la robotique et poursuivre dans la recherche. Travaillant aux côtés de Loïca Avanthey et Laurent Beaudoin en tant que doctorant au SEAL, cet Ancien revient sur cette vocation forcément née entre les murs de l’EPITA

Charles avec Loïca Avanthey et Laurent Beaudoin

Quand est-ce que tu as eu ce déclic pour la recherche ?

Charles Villard : Cela s’est décidé progressivement même si, déjà, au lycée, je savais qu’on pouvait potentiellement poursuivre avec une thèse selon son niveau d’études. Ce n’est qu’une fois à l’EPITA que j’ai pu vraiment découvrir en quoi consistait la recherche et mettre les mains dedans en rejoignant l’équipe de robotique d’exploration SEAL. Cela m’a permis de voir que la recherche n’était pas que des concepts abstraits contrairement aux aprioris qu’on pouvait avoir, mais qu’elle incluait aussi des choses techniques et très concrètes. C’est ce qui m’a donné envie d’aller plus loin. Quand on fait de la recherche, c’est forcément très gratifiant : on apporte sa pierre à l’édifice, on ajoute une brique à un bloc plus grand qui aura un impact sur un domaine particulier. On peut parfois voir la recherche comme une bouteille à la mer qui, une fois récupérée, peut aider d’autres chercheurs à leur tour.

En quoi consiste ta thèse ?

Elle porte sur l’aspect « vision 360° » des capteurs sous-marins et consiste à construire des robots de bout-en-bout et donc de concevoir ces fameuses caméras permettant de cartographier les fonds marins, soit via le drone sous-marin, soit par celui de surface. Dans l’équipe, on essaye vraiment de tout maîtriser de A à Z : la robotique, la mécanique, le code informatique, l’image, etc. Notre objectif étant, outre la performance, de parvenir à créer des robots dits « low cost » (ou à bas coûts) afin qu’ils puissent être répliqués facilement. Pour les caméras par exemple, nous prenons des capteurs « classiques » de téléphone, assez accessibles financièrement parlant, que nous associons ensuite à des puces du commerce afin de les synchroniser ensemble et donner des solutions abordables contrairement à celles vendues parfois plusieurs milliers d’euros par les professionnels. Chaque composant est aussi « ouvert », ce qui permet vraiment de mettre les mains dedans !

Aurais-tu un conseil pour les étudiants qui souhaitent aussi se lancer dans une thèse ?

Je leur dirai juste que faire une thèse, c’est pouvoir approfondir un domaine : quand on commence, on sait que l’on va travailler pendant trois ans sur un même sujet, que l’on va vraiment aller au fond des choses, explorer toutes les facettes, comprendre et maîtriser ce domaine. Et quand on est passionné, c’est vraiment génial de pouvoir s’impliquer et s’investir autant dans un projet sur une période aussi importante. On a le temps de faire les choses bien et de faire le tour du sujet !