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Véhicules sous-marins rampants

Les véhicules sous-marins rampants sont des robots télécommandés ou autonomes conçus pour se déplacer sur les fonds marins, les structures immergées et dans des environnements sous-marins confinés. Grâce à un système de locomotion à chenilles ou à roues, à l’adhérence magnétique ou à des systèmes d’aspiration, ces véhicules sous-marins rampants constituent des plateformes stables pour l’inspection, la prospection, la maintenance et les interventions.

Cette page présente des fournisseurs de robots sous-marins destinés à l’inspection des conduites offshore, à l’évaluation des coques de navires, au creusement de tranchées pour câbles, à la recherche scientifique marine et aux opérations navales.

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Fournisseurs de véhicules sous-marins à chenilles

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Le guide complet des robots sous-marins non pilotés de type « crawler »

William Mackenzie

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Introduction aux véhicules sous-marins rampants

Les véhicules sous-marins à chenilles sont des véhicules robotisés télécommandés ou autonomes, conçus pour se déplacer sur les fonds marins, le long de structures immergées et dans des environnements sous-marins confinés. Contrairement aux véhicules télécommandés (ROV) nageant librement, ces systèmes utilisent des chenilles, des roues, l’adhérence magnétique ou des mécanismes d’aspiration pour maintenir le contact avec les surfaces sous-marines, offrant ainsi une plate-forme stable pour les tâches d’inspection, de maintenance, de levé topographique et d’intervention.

Les systèmes de chenille sous-marins vont des véhicules d’excavation des fonds marins à usage intensif aux robots sous-marins compacts à chenilles utilisés pour l’inspection des coques, l’évaluation des conduites et la recherche scientifique. Selon leur configuration, ils peuvent être équipés de caméras, de sonars, de capteurs de contrôle non destructif (CND), de matériel d’échantillonnage ou de manipulateurs robotiques. Les plates-formes ROV sur chenilles spécialisées combinent une mobilité en surface avec un pilotage à distance, des capteurs embarqués et, dans certains cas, des capacités de nage.

Principaux types de véhicules sous-marins à chenilles

robot explorateur de Greensea IQ

Robot à chenilles de Greensea IQ, le Bayonet 150.

Les robots sous-marins à chenilles peuvent être classés en fonction de leur environnement d’exploitation, de leur système de locomotion et de leur méthode de maintien du contact avec une surface.

1. Robots rampants de fond marin (benthique)

Les robots rampants de fond marin se déplacent horizontalement sur le fond marin à l’aide de chenilles ou de roues motorisées, en s’appuyant sur le poids du véhicule et le contact avec le sol pour assurer la traction. Ces plateformes sont conçues pour des opérations prolongées en contact avec le fond et peuvent être équipées d’instruments scientifiques ou d’outils d’intervention lourds.

  • Rampants de classe « travaux lourds » : grands véhicules sous-marins conçus pour le creusement de tranchées destinées à accueillir des câbles et des conduites, le dragage, l’excavation des fonds marins et d’autres opérations nécessitant une traction et une capacité d’outillage importantes.
  • Véhicules rampants benthiques à usage scientifique et environnemental : plates-formes mobiles de fond marin utilisées pour l’échantillonnage des sédiments, l’observation des habitats benthiques, les mesures environnementales et la surveillance scientifique de longue durée.

Le choix d’un véhicule rampant pour les fonds marins dépend des conditions sédimentaires, de la pression au sol, des exigences en matière de traction et de la charge utile nécessaire à la mission prévue.

2. Véhicules rampants aptes à grimper sur des surfaces (par adhérence)

Les chenillettes sous-marines grimpantes utilisent des mécanismes d’adhérence actifs ou passifs pour maintenir le contact avec des structures submergées verticales, inclinées ou inversées. Ces systèmes permettent aux capteurs et aux outils d’inspection de fonctionner directement contre des surfaces où la traction par gravité serait insuffisante.

  • Rôdes magnétiques : utilisent des aimants permanents ou des électroaimants pour se déplacer sur des surfaces ferromagnétiques adaptées, notamment les coques de navires en acier, les colonnes montantes, les réservoirs et les structures offshore.
  • Rôdes à ascension par vortex et par aspiration : elles génèrent une force de maintien grâce à des différences de pression ou à un écoulement d’eau contrôlé, ce qui permet l’inspection de surfaces non ferromagnétiques compatibles, telles que les structures en béton et certaines coques en matériaux composites ou non ferreux.

Les performances d’adhérence dépendent du matériau de la surface, de sa courbure, de l’épaisseur du revêtement, de sa rugosité, de la végétation marine et de la force nécessaire pour maintenir le contact pendant le fonctionnement.

3. Robots rampants pour espaces confinés et inspections internes

Les robots rampants pour espaces confinés sont des véhicules compacts conçus pour se déplacer dans des passages sous-marins étroits, des infrastructures submergées et des structures internes difficiles à inspecter à l’aide de ROV conventionnels.

  • Robots d’inspection pour canalisations et conducteurs : systèmes de robots sous-marins à roues ou à chenilles utilisés pour inspecter les canalisations, les conduites et autres infrastructures tubulaires à la recherche de corrosion, d’obstructions, de dommages et de détérioration structurelle.
  • Robots d’inspectionpour citernes et espaces vides : robots d’inspection compacts conçus pour les citernes de ballast inondées, les ponceaux, les conduites forcées et autres espaces clos où l’accès et la maniabilité sont limités.

Ces véhicules privilégient généralement la compacité, la maniabilité, la couverture d’inspection et la fiabilité des communications dans des espaces restreints. Ils utilisent souvent un système de commande par câble et des caméras intégrées ou des capteurs d’inspection spécialisés.

4. Plateformes hybrides nageant et rampant

Les véhicules sous-marins hybrides combinent une locomotion de surface à des propulseurs offrant des capacités de nage ou de suspension. Ces systèmes peuvent se déplacer dans la colonne d’eau avant d’établir un contact avec les fonds marins ou une structure submergée, en utilisant des chenilles motorisées, des roues ou des systèmes d’adhérence pour assurer la stabilité des opérations d’inspection et d’intervention.

Les configurations hybrides sont particulièrement utiles lorsqu’un véhicule rampant doit se déplacer entre des sites d’inspection éloignés les uns des autres ou franchir des obstacles empêchant un déplacement continu en surface. Certaines plateformes combinent la nage télécommandée avec une inspection précise par contact, réduisant ainsi le recours à des systèmes robotiques distincts.

Principales applications des robots sous-marins rampants

Infrastructures énergétiques, câbles et pipelines offshore

Les robots rampants sous-marins sont utilisés pour inspecter et entretenir les infrastructures énergétiques offshore, notamment les pipelines, les câbles, les colonnes montantes et les installations sous-marines. Des véhicules lourds à chenilles peuvent effectuer l’enfouissement de câbles, le creusement de tranchées et la préparation des fonds marins, tandis que des robots rampants plus petits sont équipés de caméras, de sonars et de capteurs d’inspection par contact.

Les robots rampants magnétiques et à aspiration peuvent également inspecter certaines structures offshore, offrant un positionnement stable pour l’évaluation de la corrosion, les mesures d’épaisseur par ultrasons et d’autres contrôles d’intégrité structurelle.

Coques de navires, infrastructures portuaires et côtières

Les robots rampants sous-marins facilitent l’inspection et l’entretien des coques de navires, des ouvrages portuaires, des barrages, des pieux immergés et des infrastructures côtières. Les véhicules à adhérence peuvent se déplacer sur des surfaces de coque compatibles afin de collecter des données d’inspection visuelle, de mesurer l’épaisseur des matériaux ou de faciliter les opérations de nettoyage.

Des robots rampants compacts peuvent également intervenir dans des réservoirs inondés, des ponceaux et des espaces structurels restreints, réduisant ainsi la nécessité d’un accès direct par des plongeurs lors de certaines tâches d’inspection.

Recherche scientifique marine et surveillance environnementale

Les robots rampants benthiques scientifiques constituent des plateformes mobiles permettant d’étudier l’état des fonds marins, les caractéristiques des sédiments et les écosystèmes marins. Équipés de caméras, de capteurs environnementaux et d’instruments d’échantillonnage, ces systèmes peuvent effectuer des mesures sur des zones définies ou mener des observations répétées sur de longues périodes.

Les plateformes sous-marines à roues à longue autonomie peuvent faciliter les études des habitats benthiques, les analyses des sédiments et la surveillance des changements environnementaux à proximité d’installations offshore ou de sites de recherche.

Construction sous-marine et intervention sur les fonds marins

Des chenillettes sous-marines à usage intensif sont utilisées pour la préparation des fonds marins, l’excavation, le creusement de tranchées et d’autres activités de construction sous-marine. Leurs systèmes de locomotion à chenilles fournissent la traction nécessaire au fonctionnement des équipements d’excavation, des outils de creusement de tranchées et des charges utiles d’intervention spécialisées.

Des ROV à chenilles de plus petite taille peuvent prendre en charge des tâches localisées d’inspection, de mesure et de manipulation avant, pendant ou après des travaux de construction sous-marine.

Opérations de défense et navales

Les robots sous-marins à chenilles interviennent dans le cadre d’inspections navales, d’évaluations d’infrastructures et de certaines opérations de sécurité maritime. Les robots à chenilles magnétiques peuvent inspecter les coques de navires compatibles et les structures submergées, tandis que des plates-formes d’inspection compactes permettent d’accéder à des espaces sous-marins restreints.

Des robots amphibies sur chenilles spécialisés peuvent également prendre en charge l’examen d’objets sous-marins, la surveillance des infrastructures portuaires et l’évaluation des opérations de neutralisation des engins explosifs (EOD) lorsqu’ils sont équipés de capteurs et de matériel d’intervention adaptés.

Rôdeur sur chenilles de Greensea IQ

Véhicule sous-marin à chenilles, le « Bayonet 250 Amphibious Crawler », de Greensea IQ.

Capteurs et charges utiles pour les véhicules rampants sous-marins

Les véhicules sous-marins à chenilles peuvent embarquer toute une gamme de charges utiles d’inspection, de levé et d’intervention. Des entraînements électriques ou hydrauliques assurent la locomotion et l’actionnement des outils, tandis que des contrôleurs embarqués gèrent la navigation et le fonctionnement des capteurs. Les systèmes câblés peuvent être alimentés en énergie et transmettre des données d’inspection aux opérateurs en surface, tandis que les plateformes autonomes utilisent leurs propres systèmes d’alimentation et de commande embarqués.

  • Caméras et éclairage sous-marins : permettent l’inspection visuelle des structures immergées, des caractéristiques des fonds marins, des dommages en surface et de la végétation marine.
  • Sonars d’imagerie et de profilage: facilitent la détection d’obstacles, l’imagerie structurelle, l’évaluation du relief et l’inspection dans des environnements à faible visibilité.
  • Capteurs de mesure d’épaisseur par ultrasons : mesurent l’épaisseur des matériaux sur les structures compatibles, facilitant ainsi la surveillance de la corrosion et l’évaluation de l’intégrité structurelle.
  • Capteurs d’inspection magnétiques et à courants de Foucault : détectent ou caractérisent les défauts de matériaux et l’état des surfaces, en fonction de la technique d’inspection et du substrat.
  • Capteurs environnementaux et de qualité de l’eau: mesurent des paramètres tels que la température, la salinité, l’oxygène dissous, la turbidité et d’autres conditions environnementales.
  • Équipements d’échantillonnage des sédiments : permettent de prélever des échantillons de matériaux du fond marin à des fins d’analyses géologiques, géotechniques, biologiques et environnementales.
  • Bras manipulateurs et outils d’intervention : permettent la manipulation d’objets, la maintenance localisée, l’échantillonnage et les interventions mécaniques.
  • Systèmes de profilage et de mesure laser : fournissent des mesures dimensionnelles, un profilage de surface et une inspection structurelle détaillée lorsque les conditions optiques le permettent.

Les configurations modulaires de la charge utile permettent d’adapter un robot sous-marin à chenilles à différentes missions sans nécessiter une plateforme robotique entièrement distincte. Les données collectées peuvent être transmises pour une évaluation en temps réel ou enregistrées en vue d’une analyse ultérieure.

Évolutions récentes dans la technologie des robots rampants sous-marins

Les développements en matière de robotique des chenillettes sous-marines se concentrent sur l’amélioration de la mobilité, de l’autonomie, des capacités d’inspection et de l’endurance opérationnelle.

  • Locomotion multimodale hybride et adhérence à la surface : la combinaison de propulseurs vectoriels, d’une propulsion à chenilles et d’une adhérence magnétique ou par aspiration permet aux plateformes de basculer entre la nage et l’inspection par contact.
  • Vision par intelligence artificielle (IA) en périphérie et charges utiles multimodales de contrôle non destructif (CND) : le traitement IA embarqué peut combiner les données provenant de caméras, de sonars, de lasers et de techniques de CND pour faciliter l’identification des défauts, la cartographie de la corrosion et l’évaluation de l’encrassement biologique.
  • Présence prolongée sur les fonds marins et autonomie énergétique : des batteries résistantes à la pression, des modes de fonctionnement à faible consommation d’énergie et des systèmes d’amarrage ou de recharge sous-marins permettent de prendre en charge des déploiements prolongés, des inspections répétées et la surveillance environnementale.
  • Collaboration robotique interdomaines et outillage modulaire : des interfaces de charge utile normalisées et des communications sous-marines permettent de mener des opérations coordonnées impliquant des robots rampants, des véhicules sous-marins autonomes (AUV), des ROV et des navires de surface sans pilote (USV).

Ces avancées élargissent le potentiel des systèmes de chenille sous-marins à mener à bien des tâches complexes d’inspection et de surveillance tout en réduisant leur dépendance à l’égard d’un soutien continu assuré par des navires.