Le 11 mai, les Mines Nancy et l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) ont inauguré la chaire de recherche et de formation en « Intelligence artificielle pour applications robotiques en environnements complexes ». Pour l’occasion, SCAR, le robot-chien était en démonstration dans les galeries du laboratoire souterrain de Bure dans le cadre du projet Cigéo.

Cette chaire a pour objectif de mener, par les étudiants de Mines Nancy, des travaux de recherche et développement sur l’intégration de l’intelligence artificielle en robotique et de développer des applications opérationnelles à destination d’acteurs académiques, scientifiques ou industriels intéressés par le sujet. 

Dans le cadre de cette chaire, Mines Nancy s’appuie sur sa connaissance historique des environnements souterrains et industriels, ainsi que sur son savoir-faire dans les nouvelles technologies, pour déployer des technologies robotisées de pointe et renforcer ses activités en environnements complexes ou particuliers comme les ouvrages souterrains.

L’Andra participe activement à l’application opérationnelle de ces technologies en mettant à disposition des étudiants un terrain d’expérimentation unique en France, au travers de son laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne. 

Une dizaine de projets sur le développement de l’IA, la conception de systèmes robotiques avancés et l’optimisation de l’acquisition et du traitement des données seront menés dans les 5 prochaines années. Ces projets et systèmes robotiques se classent en 3 catégories : 

- Intelligents : capacité à s’adapter à une situation, notamment évolutive, et à appréhender leur environnement par les outils et techniques modernes de l’IA tels que le Machine Learning ou le Deep Learning ; 
- Modulaires : capacité à s’adapter en fonction de la mesure à réaliser, l’action à mener ou les calculs à réaliser pour accomplir cette action ; 
- Collaboratifs : capacité à s’échanger de l’information par des systèmes de communication robustes et ainsi de réaliser des tâches sur le terrain nécessitant des interactions entre de multiples robots (potentiellement dotés de capacités différentes) mais également avec les humains au coeur du système. 

« Positionnée sur des enjeux stratégiques pour Mines Nancy et son écosystème, la chaire de recherche et de formation « IA pour Applications Robotiques en Environnements Complexes » se veut pionnière dans l’exploration des applications possibles de l’IA et de la robotique dans les environnements complexes et notamment industriels. Notre objectif : fédérer élèves-ingénieurs, enseignant-chercheurs et industriels pour déployer et soutenir la révolution numérique dans un secteur où les apports pour les professionnels sont nombreux », précise Laurent Ciarletta, enseignant à Mines Nancy et chercheur au Loria et titulaire de la chaire. 

Pour la Direction de la Recherche et du Développement de l’Andra, la participation de l’Agence à cette chaire de recherche intervient après 30 années de travaux progressifs orientés sur les fondements scientifiques et technologiques du stockage géologique.

S’il est autorisé, ce dernier, débuterait par une phase industrielle pilote à l’horizon 2025-2030, au cours de laquelle sera déployé un ensemble de dispositifs de surveillance afin de s’assurer du bon fonctionnement de l’installation souterraine.

C’est dans ce cadre, que l’Andra accorde une place de plus en plus marquée à l’optimisation de l’acquisition de données et à leur traitement automatique. Ainsi qu’aux vecteurs capables d’embarquer ces dispositifs d’acquisition (capteurs, IA…) et notamment leurs qualités en terme de mobilité dans l’environnement souterrain. 

De la recherche à l’application

En septembre 2020, Mines Nancy s’est doté du premier exemplaire en France destiné à l’enseignement du robot-chien SPOT de Boston Dynamics. Baptisé SCAR, pour Système Complexe d’Assistance Robotisée, ce robot aux fonctionnalités les plus avancées du marché, permettra de former les élèves ingénieurs. 

Au-delà de ses fonctions de comportements et de déplacements, SCAR servira de support à différents types de capteurs développés par les étudiants pour améliorer l’acquisition et l’interprétation de données de toutes sortes, tout particulièrement dans les zones moins accessibles par l’homme. 

Plusieurs projets concrets seront ainsi mis en oeuvre avec les équipes de l’Andra, comme la réalisation de mesures au plus près des fronts de taille des galeries du laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne, le suivi de la convergence des parois des galeries ou encore la récupération et la remontée de données dans des zones d’accès restreint, pour certains opérateurs tels que les géomètres. La surveillance et l’évolution continue des chantiers du laboratoire par des rondes automatisées pourront également être testées. 

« Les systèmes robotiques automatisés ont toute leur importance en milieu souterrain. D’ores et déjà, nous nous intéressons au développement de l’intelligence artificielle qui pourrait intervenir dans le déploiement des dispositifs de surveillance du stockage géologique profond. Et notre laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne constitue un terrain de jeu exceptionnel et unique pour cela », indique Guillaume Hermand, ingénieur instrumentation à la direction de la Recherche et du Développement de l’Andra.