Le hangar surdimensionné accueillait dans les années 1990 des ailes d'avion, des pales d'hélicoptère et d'autres structures aéronautiques. Sur le campus de Luminy, à Marseille, l'ancienne soufflerie subsonique est devenue un terrain de jeu où volent des drones et sont testés des systèmes robotisés en tout genre. Depuis 2008, le lieu héberge les chercheurs en biorobotique de l'équipe Systèmes bio-inspirés (SBI) au sein de l'Institut des sciences du mouvement (ISM).
Julien Serres, Stéphane Viollet, Franck Ruffier et leurs collègues sont tous des physiciens et ingénieurs qui partagent une passion pour l'entomologie, les petites bêtes, et la nature en général. « Ici, nous faisons de la bio-inspiration : nous développons des technologies robotiques en nous inspirant de la nature au niveau des capteurs visuels, des articulations et des algorithmes de contrôle, explique Julien Serres. Nous avons aussi une approche biomimétique qui consiste à expliquer le comportement du vivant. »
Fourmi du désert et poisson électrique comme inspirations
Pour développer le célèbre AntBot, un robot capable de se déplacer sans GPS ni cartographie, les chercheurs se sont inspirés de la fourmi du désert, réputée pour sa capacité à naviguer en utilisant la lumière polarisée du ciel et en comptant ses pas. Dans le cadre d'un autre projet, l'inspiration est venue d'un petit poisson électrique. Sa particularité ? Son corps est tapissé de capteurs sensibles à toute modification du champ électrique, ce qui lui permet de percevoir son environnement. « Nous avons cherché à reproduire ce phénomène pour concevoir un système de détection de la position de la main à partir de capteurs émetteurs et récepteurs de rayonnement infrarouge », explique l'ingénieur de recherche Martin Chauvet.
Un premier prototype du dispositif LinLED a été breveté et la technologie est en phase de prématuration industrielle. Cette innovation a été pensée pour se passer des actions par le biais d'un écran tactile. Mais les chercheurs ne comptent pas s'arrêter là. « Maintenant, nous allons travailler sur la détection du geste au niveau de l'intention, annonce Stéphane Viollet, le directeur de l'équipe SBI. L'idée serait de récupérer les signaux de chaque capteur puis de les analyser finement avec un algorithme de machine learning de manière à identifier l'intention du mouvement. Pour cela, nous commencerons par créer une base de données de signaux associés à des gestes.» Cette approche ouvre de nouvelles perspectives, notamment pour l'industrie automobile. « On imagine des interfaces sans bouton via lesquelles il serait possible d'interagir d'un simple geste, sans détourner le regard de la route », précise Stéphane Viollet.
J. DUPEYROUX, M. CHAUVET/ISM/CNRS LinLED, une interface sans contact inspirée d'un petit poisson électrique, est déjà en phase préindustrielle.
Stellantis intéressé pour ses habitacles
Tous ces travaux sont suivis de près par Jocelyn Monnoyer, docteur ingénieur de Stellantis détaché à l'ISM, installé lui aussi dans les locaux de l'ancienne soufflerie. Depuis 2011, le groupe automobile travaille avec l'ISM, Aix-Marseille Université et le CNRS (dont le laboratoire Prism, doté d'une expertise autour du son, et l'Institut Fresnel, spécialisé en optique) dans le cadre de l'OpenLab Automotive Motion Lab. « Nous avons créé cette structure afin d'étudier la perception humaine et de concevoir des habitacles automobiles centrés sur l'humain, explique Jocelyn Monnoyer. La perception des insectes nous intéresse car elle peut présenter des similitudes avec la nôtre, mais aussi car elle peut inspirer les futures générations de capteurs automobiles. »
« Comprendre comment les mouches sont capables de faire des virages abrupts permettrait d'optimiser les technologies de drones.»
— Thomas Gaillard, doctorant à l'ISM
Si le secteur auto est sans conteste l'un des principaux ciblés par les recherches des bio-roboticiens de l'ISM, ce n'est pas le seul. Depuis octobre 2023, dans le cadre de sa thèse financée par la Direction générale de l'armement, Thomas Gaillard étudie l'un des aspects de la cognition chez la mouche. « Je fais léviter des mouches de manière acoustique, grâce à des ondes ultrasonores, sans qu'elles aient accès à aucune information sensorielle. Puis je cherche à savoir quels sens elles utilisent pour se stabiliser en vol lorsque je coupe la lévitation, explique-t-il. Pour s'orienter, les drones utilisent des accéléromètres, qui peuvent saturer lorsqu'ils effectuent des virages trop serrés. Comprendre comment les mouches sont, elles, capables de faire des virages abrupts permettrait d'optimiser les technologies de drones.»
Chambre de vol attendue avec le projet Tirrex
Encore faut-il pouvoir tester les machines. « Nous ne sommes pas autorisés à faire voler nos engins en extérieur, notamment parce que notre site est implanté dans le parc national des Calanques, regrette Franck Ruffier, directeur de recherche à l'ISM. À l'heure actuelle, le plus simple est d'aller chez nos collègues grenoblois qui disposent d'autorisations.»
Mais ce n'est que l'affaire de quelques mois. Dans le cadre du projet Tirrex (Technological infrastructure for robotics research of excellence) financé par l'Agence nationale de la recherche et par France 2030, la veine de retour d'air de l'ancienne soufflerie sera transformée en une chambre de vol pour tester les drones sur une distance de 25 mètres avec, au bout, un mur de vent capable de souffler de l'air de 2 à 16 mètres par seconde. Un nouvel outil pour les bioroboticiens de l'ISM, qui devrait voir le jour d'ici à la fin de l'été.
