Le projet MC² avec VedecomTech
/Merci à Tony Greaux et à Lionel Porcheron de VedecomTech pour leur aide sur ce sujet
L’Institut VEDECOM
L'Institut pour la Transition Énergétique (ITE) VEDECOM est une fondation partenariale publique-privée dédiée aux mobilités innovantes et durables, c’est-à-dire plus écologiques, plus autonomes et mieux partagées. Il est missionné par l’État pour soutenir l’innovation technologique et les filières industrielles françaises engagées dans les mobilités du futur. Fondé sur une collaboration inédite de plus de 50 acteurs, il rassemble établissements académiques, collectivités territoriales et différents acteurs privés impactés par l’évolution des mobilités : automobile, transport public et mobilité, logistique, infrastructures de la route, télécommunications, énergie, aéronautique et défense, services numériques et simulation, assurance.
Ce rôle central de tiers de confiance permet à ses membres d’accélérer ensemble l’innovation et le déploiement de nouvelles solutions. A travers ses trois axes de R&D multidisciplinaire, l’électrification, le véhicule autonome et connecté et les nouvelles solutions de mobilité et d’énergie, VEDECOM apporte une vision systémique du véhicule, de son environnement et du déploiement des nouvelles mobilités. Créé en 2014 dans le cadre du Programme Investir l’Avenir (PIA), l’Institut contribue au «Plan Véhicule Autonome» de la Nouvelle France Industrielle (NFI).
VedecomTech
VedecomTech prend en charge toutes les missions en « B2B » ou « B to territoires » qui n’entrent pas dans le cadre de la recherche collaborative :
Prestations d’ingénierie sur des projets de robotisation ou d’automatisation de véhicules
Prestations et démonstrations pour des entreprises privées ou des collectivités territoriales
Aide à la mise sur le marché
Mission d’accompagnement et de conseil auprès d’entreprises privées, de collectivités territoriales ou de représentations étatiques (par exemple la DGA).
Les missions sont réalisées dans le cadre de contrats de prestations ; la propriété intellectuelle des livrables revient unilatéralement au client.
VedecomTech fait le lien entre opérateurs privés et territoires. VedecomTech dispose de labos, moyens d’essai, de simulateurs et de solutions de prototypage de moteurs électriques qui servent aux deux pôles d’activité :
- le pôle véhicules et prototypes, sous la responsabilité de François Fénal,
- le pôle mobilités et services, sous la responsabilité de Tony Greaux.
“Dans cet écosystème dynamique, nous pratiquons le travail collaboratif et la conception de solutions partenariales”, nous dit Tony Greaux.
Le projet MC²
VEDECOM a été missionné il y a un an en tant que tiers de confiance et Institut de R&D expert sur le thème du véhicule autonome et électrique. L’Institut de Transition Énergétique dispose en effet à Versailles, dans le quartier de Satory, de plateformes et d’équipes de recherche dédiées à ces deux domaines ainsi qu’aux nouvelles solutions de mobilité et VEDECOM y anime un important écosystème intégrant le Battle-Lab Terre, Nexter et Arquus. Un consortium entre l’institut de recherche VEDECOM, VedecomTech et les industriels NEXTER Robotics, ARQUUS et CNIM a donc été mis en place pour étudier des sujets d’avenir intéressant la Défense et des industriels, dont la robotique.
Dans la robotique il y a les robots-mules, qui peuvent apporter un support (tactique, logistique, sanitaire) aux opérationnels, sujet sur lequel travaille notamment Nexter Robotics ; mais il y a aussi Arquus, constructeur de véhicules blindés, qui s’intéresse à la robotique avec un cas d’usage un peu différent : les convois logistiques longue distance qui comportent des risques pour les personnels (IED) et qui mobilisent des militaires qu’on pourrait réaffecter à des activités plus proches de la défense. Fort de ces constats, il pourrait être envisagé de remplacer l’humain par des robots.
Donc il y a un an, il a été décidé par le consortium de présenter au Battle-Lab Terre une démonstration de ce que pourrait être un convoi en mode « multi Follow me » : ce projet commun, intitulé MC² pour «Micro-convoi au contact», a été coordonné par VedecomTech, Lionel Porcheron étant le chef de projet MC².
Le rôle de VedecomTech était double : coordonner l’ensemble des acteurs pour mettre en œuvre un convoi interopérable, puis réaliser l’évaluation dynamique du convoi. Le second volet permet notamment d’objectiver le comportement de chacun des véhicules dans le convoi, de statuer sur l’état de l’art et d’identifier des axes de progrès, tout en générant des cas d’usage potentiels pour les forces opérationnelles.
Après la phase de mise au point des briques technologiques, le projet s’est concrétisé par une démonstration, devant les représentants de l’Armée et de l’État, le 28 janvier 2021 sur les pistes d’essais de Versailles-Satory.
Film de la démonstration: https://www.youtube.com/watch?v=rDNBcreHWps
Des véhicules et robots divers réunis par la technologie « Follow-me »
Le convoi a mis en œuvre quatre types de véhicules :
un Sherpa Light, mis à disposition par Arquus, véhicule leader,
le Robot-LAB, sur base PVP, mis à disposition par Arquus, véhicule suiveur,
le robot-mule Optio, mis à disposition par Nexter Robotics, véhicule suiveur,
un robot-Mule Themis 4.5, mis à disposition par CNIM, véhicule suiveur
Les trois véhicules suiveurs étaient équipés de briques technologiques dénommées «Follow Me», permettant à chaque robot de suivre le véhicule devant lui, le «véhicule cible». Dans le cas du convoi «multi-follow Me», chaque robot s’attèle virtuellement et adapte de façon autonome sa trajectoire et sa vitesse afin de former le convoi. Chaque véhicule construit ainsi sa propre trajectoire.
Il faut bien distinguer la technologie «Follow me» du platooning, terme consacré pour des convois autonomes lorsque tous les véhicules doivent rejouer une même trajectoire (par exemple à travers une trace GPS) et avec une consigne de vitesse gérée de manière globale.
Une exigence d’interopérabilité et d’interchangeabilité
Le projet MC² vise à démontrer l’interopérabilité sur deux axes majeurs : hétérogénéité des véhicules et interchangeabilité des robots dans le convoi.
Concernant l’hétérogénéité des véhicules, le convoi combinait à la fois un véhicule tactique 44 de 11 tonnes, capable de rouler à 110km/h, un véhicule de reconnaissance 44 de 5,5 tonnes dont la robotisation permet de rouler à 20km/h et 2 robots mules chenillés multi-usages de 2 tonnes capables de rouler à 18km/h. Deux configurations de convoi ont été mise en œuvre afin de démontrer la capacité des robots à s’atteler à différents véhicules.
A noter également : on peut concevoir un convoi de ce type avec un seul opérateur, physiquement présent n’importe où dans le convoi. On peut aussi imaginer à terme l’opérateur déporté du convoi, comme pour un drone par exemple.
Évaluation dynamique
Afin d’évaluer le comportement dynamique du convoi, VedecomTech a utilisé la technologie Ultra Wide Band (UWB). La zone d’évolution des véhicules a été définie et équipée avec des émetteurs fixes géolocalisés appelés «ancres». Les véhicules, quant à eux, ont été équipés de récepteurs permettant de se positionner dans le référentiel formé par les ancres.
L’ensemble des données de localisation a été enregistré en temps réel. Le post-traitement des données permet de caractériser le comportement dynamique du convoi : vitesse de chaque véhicule, inter-distance entre les véhicules, écart latéral à la trajectoire des robots.
Statuer sur l’état de l’art en France et accroître la sécurité des forces
Cet évènement marque la première étape en France du développement de convois autonomes («platooning» en anglais) interopérables répondant aux exigences militaires et capables d’opérer en milieu déstructuré. Les principaux objectifs de cette démarche sont d’accroitre la sécurité des forces, en optimisant la logistique, et de recentrer les ressources humaines sur l’opérationnel. Parmi les applications envisagées : des convois logistiques autonomes longue distance (avec ou sans supervision comme on sait le faire dans le civil) ou des convois polyvalents autonomes du dernier kilomètre (mules servant au théâtre d’opération pour différentes fonctions). Mais il y en a sûrement d’autres, notamment en s’inspirant d’applications en cours de réalisations pour le domaine civil. C’est au client étatique de choisir vers quelles applications travailler pour avancer sur ce projet et de définir le niveau de maturité, le niveau de sécurité et le niveau de contrainte opérationnelle qui doivent être prises en compte. Tout cela doit être défini avant de passer de ce démonstrateur à des développements futurs.
Le Battle-Lab Terre
Depuis toujours, l’armée de Terre ne cesse d’innover afin d’être à la pointe de la technologie et d’être ainsi plus efficace sur le terrain. C’est dans cette dynamique de création que naît en 2018 le projet du Battle-Lab Terre (BLT). Cette structure se destine à créer des liens entre les différents acteurs de l’innovation : acteurs ministériels, industriels, start-up, centres de recherches, grandes écoles, universités …Véritable organe de coordination avec le monde civil, le Battle-Lab Terre n’exclut pas pour autant les innovations en interne. Son rôle est de faire émerger les idées de la base, les accompagner et les lancer avec l’aide des différents partenaires. Depuis l’été 2019, l’armée de Terre a mis en place un écosystème complet d’innovation qui permet de dynamiser ce projet ambitieux. L’inauguration du Battle-Lab Terre à Satory le 7 janvier 2021 est une manifestation directe de l’efficacité de ce système et de cette dynamique. Au cœur du pôle innovation que développe simultanément l’armée de Terre, il révèle les besoins opérationnels des unités et exploite les opportunités offertes par les technologies civiles.
Crédits photos : Vedecom
