L’élimination des déchets des océans et des mers est un processus long et coûteux. Dans le cadre d’un projet coopératif européen, une équipe de l’Université technique de Munich (TUM) développe un système robotique qui utilise des méthodes d’apprentissage automatique pour localiser et collecter les déchets sous l’eau.

Nos mers et océans contiennent actuellement entre 26 et 66 millions de tonnes de déchets plastiques, dont la plupart reposent sur le fond marin. Cela représente une énorme menace pour les plantes et les animaux marins et pour l’équilibre écologique des mers, écrit le TUM dans un communiqué de presse.

Mais éliminer les déchets des eaux est un processus complexe et coûteux. C’est souvent dangereux aussi, car le travail est généralement effectué par des plongeurs autonomes. Les opérations de nettoyage sont également généralement limitées à la surface de l’eau. Dans le projet SeaClear, une équipe de TUM travaille avec huit institutions partenaires européennes pour développer un système robotique capable de collecter les déchets sous-marins.

Quatre robots travaillent ensemble

Le système combine quatre composants robotiques : un véhicule de surface autonome effectue un premier balayage du fond marin et localise les grandes poches de déchets. Ensuite, un robot d’observation est abaissé dans l’eau pour détecter les déchets sous-marins et transmettre des informations supplémentaires aux ordinateurs, telles que des images rapprochées du fond marin.

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Dans l’eau claire et avec une bonne visibilité, un drone aérien est également utilisé pour identifier d’autres objets de détritus. Les données résultantes sont combinées pour générer une carte virtuelle. Un robot de collecte visite ensuite des points définis sur la carte et ramasse les déchets. Il utilise une pince pour placer de plus gros morceaux dans un panier qui est remorqué jusqu’au rivage par le bateau autonome.

Le défi des courants

Développer des robots autonomes pour des applications sous-marines est un défi unique, déclare le Dr Stefan Sosnowski, directeur technique du projet SeaClear à la chaire de contrôle orienté information de TUM. En effet, contrairement aux applications terrestres, des conditions très particulières prévalent dans l’eau.

Lorsqu’un déchet est identifié et localisé, le robot doit s’en approcher. Pour ce faire, il peut avoir besoin de surmonter des courants forts. La tâche de TUM dans le projet SeaClear est de permettre au robot de se déplacer dans la bonne direction.

Un apprentissage automatique efficace

Pour y parvenir, l’équipe utilise des méthodes d’apprentissage automatique. Un module d’intelligence artificielle (IA) effectue des calculs et apprend les conditions dans lesquelles le robot se déplacera de certaines manières. Cela permet de prédire avec précision son comportement.

Un autre défi est que nous n’avons pas la puissance de calcul à notre disposition que nous aurions sur la terre ferme.

90 % de réussite

Lorsque le système SeaClear sera pleinement opérationnel, il devrait atteindre une précision de 80 % dans la classification des déchets sous-marins et en collecter 90 % avec succès.

Ceci est comparable aux résultats produits par les plongeurs sous-marins. Les premiers essais avec le prototype ont été réalisés en octobre 2021 à Dubrovnik, en Croatie, où l’eau est claire et la visibilité excellente. D’autres essais sont prévus dans le port de Hambourg en mai 2022.

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