Des robots suisses assurent la propreté des lacs

Schweizer Roboter sorgen für saubere Seen

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Dans de nombreux plans d'eau dorment des déchets qu’il n’est pas facile d’enlever. Des étudiants de l’École polytechnique fédérale de Zurich développent des robots multifonctions qui détectent les objets immergés et aident les plongeurs dans leur travail de nettoyage.

Le monde sous-marin est un environnement exigeant et dangereux. Chaque jour, des vies humaines et des équipements sensibles sont mis en danger lors d’opérations de recherche et de sauvetage, d’inspections, de travaux de construction ou encore pour la recherche océanographique. Huit étudiants de l’EPFZ ont développé, dans le cadre du projet «Tethys Robotics», des drones sous-marins sans pilote qui aident les professionnels à accomplir leurs tâches sous l’eau de manière sûre, fiable et efficace. Il s’agit notamment d’actions visant à préserver les eaux comme la mesure de la qualité de l’eau ou l’enlèvement de déchets à des profondeurs difficiles à atteindre autrement.

L’utilisation de robots présente également d’autres avantages: dans l’industrie, ils permettent d’améliorer l’efficacité, car ils travaillent avec précision, ce qui réduit la quantité de déchets produits et limite les imperfections sur des marchandises. La robotique permet aussi une économie d’énergie et de ressources importante, car les robots sont capables de fabriquer à un coût relativement bas des pièces pour des installations énergétiques fonctionnant aux énergies renouvelables, comme des modules photovoltaïques ou des piles à hydrogène.

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Une équipe soudée d’étudiants de l’EPFZ

L’équipe du projet «Tethys Robotics» est depuis quelques années pionnière dans le domaine de la robotique sous-marine. Ainsi, elle s’est déjà mesurée aux meilleures équipes du monde lors de la «MATE ROV Competition», un concours de robots sous-marins qui se tient aux Etats-Unis. L’équipe suisse y a présenté son robot «Scubo».

Le fait que la Suisse n’ait aucun accès direct à la mer n’a pas été un obstacle pour les étudiants de l’EPFZ: les huit bricoleurs ont travaillé pendant trois mois, 24 heures sur 24, pour préparer leur robot sous-marin. Lorsque «Scubo» a plongé pour la première fois dans la piscine olympique de Kingsport en juin 2019, la joie était grande. «Tethys Robotics» s’est classée directement parmi les dix meilleures équipes.

Pour plus de sécurité et une meilleure qualité de l’eau

Depuis, «Tethys Robotics» est sur le point d’effectuer la dernière phase de test du robot marin «Proteus». Celui-ci devra à l’avenir faciliter le travail des plongeurs professionnels qui effectuent des travaux physiques exigeants sous l’eau ou qui recherchent des objets et des personnes disparues. Le travail préparatoire effectué par le robot permet aux plongeurs de mieux cibler la recherche d’objets et ainsi réduire les risques auxquels ils s’exposent.

Proteus n’est pas seulement efficace dans le cadre de missions de recherche, il peut également être utilisé pour mesurer la qualité de l’eau. L’avantage par rapport aux méthodes traditionnelles réside dans le fait qu’il est équipé d’une sonde, qu’il peut suivre un chemin prédéfini et collecter des données par exemple sur le PH et la teneur en oxygène de l’eau.

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Tout commence par une formation technique de base

Ce que «Tethys Robotics» montre de manière très impressionnante, c’est qu’avec une formation technique de base, on peut faire beaucoup de choses, notamment pour l’environnement. De plus, de nombreux projets développés dans le cadre d’études techniques en Suisse servent souvent d’idées de start-up par la suite. Climeworks AG, fondée en 2009 en tant que spin-off de l’Ecole polytechique fédérale de Zurich, en est un bon exemple. Les deux fondateurs étaient étudiants en génie mécanique à l’EPFZ. Dans le cadre de leurs études, ils s’étaient intéressés aux technologies permettant d’éliminer le CO2 de l’air ambiant. Aujourd’hui, Climeworks exploite une installation en Islande où le CO2 est filtré de l’air et ensuite stocké sous terre sous forme de pierre.

L’équipe de «Tethys Robotics» suit désormais un chemin similaire: l’un des fondateurs, Jonas Wüst, était déjà fasciné par la technique dès le cycle d’orientation. Lors de sa recherche d’un cursus adapté à sa passion, il a envisagé l’informatique, l’ingénierie électrique et le génie mécanique. Mais il a finalement opté pour des études en génie mécanique à l’EPFZ, car elles lui offraient une large palette de possibilités de développement. Pendant ses études, Jonas s’est ensuite intéressé de plus en plus à la robotique, un domaine dans lequel la recherche appliquée est possible.

EN SAVOIR PLUS SUR LES POSSIBILITÉS DE FORMATION DANS LE DOMAINE DE LA TECHNIQUE

Die Unterwasserwelt ist eine anspruchsvolle und gefährliche Umgebung. Jeden Tag werden Menschenleben und empfindliche Geräte bei Such- und Rettungsaktionen, Inspektionen und Bauarbeiten sowie in der ozeanographischen Forschung gefährdet. Acht Studenten der ETH haben mit dem Projekt «Tethys Robotics» unbemannte Unterwasserfahrzeuge entwickelt, die Fachleute bei der sicheren, zuverlässigen und effizienten Ausführung ihrer Aufgaben unter Wasser unterstützen. Dazu gehören auch Aktionen, die zum Schutz der Gewässer dienen – etwa Wasserqualitätsmessungen oder das Entfernen von Abfall in Tiefen, die sonst nur schwer erreicht werden könnten.

Solche Aufgaben von Robotern durchführen zu lassen, hat auch weitere Vorteile: In der Industrie führen Roboter zu mehr Effizienz, da sie präzise arbeiten. Dadurch wird beispielsweise weniger Ausschuss und fehlerhafte Ware produziert. Das spart sehr viel Energie und Ressourcen. Roboter stellen auch relativ günstig Anlagen für erneuerbare Energien her, etwa Photovoltaikmodule oder Wasserstoff-Brennstoffzellen.

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Ein eingeschworenes Team von ETH-Studenten

Das Projektteam von «Tethys Robotics» leistet seit einigen Jahren in der Schweiz erfolgreiche Pionierarbeit im Bereich der Unterwasserrobotik. So hat es sich bereits an der «MATE ROV Competition» für Unterwasserroboter in den USA mit dem Roboter «Scubo» mit den besten Teams der Welt gemessen – auch mit grossen Meeresnationen.

Dass die Schweiz nicht am Meer liegt, war dabei kein Hindernis für die ETH-Studenten: Die acht Tüftler arbeiteten drei Monate rund um die Uhr, um ihren Unterwasserroboter startklar zu machen. Als dann im Juni 2019 «Scubo» in Tennessee das erste Mal im olympischen Schwimmbecken von Kingsport nach Gegenständen tauchte, war die Freude gross. «Tethys Robotics» schaffte es direkt unter die besten 10 Teams.

Für mehr Sicherheit und bessere Wasserqualität

Inzwischen steht «Tethys Robotics» kurz vor der letzten Testphase des Seeroboters «Proteus». Dieser soll zukünftig vor allem die Arbeit der Berufstaucher erleichtern, die physisch anspruchsvolle Arbeiten unter Wasser ausführen oder nach Gegenständen und vermissten Personen suchen. Indem der Roboter die Vorarbeit leistet, können Taucher gezielter nach Gegenständen tauchen und sind einem viel kleineren Risiko ausgesetzt.

Aber nicht nur Suchaufträge erfüllt Proteus effizient, auch für Wasserqualitätsmessungen lässt sich der Roboter einsetzen. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren liegt darin, dass er mit einer Sonde ausgestattet ist und einen zuvor festgelegten Pfad abfahren kann und beispielsweise Daten zu PH-Wert und Sauerstoffgehalt erfasst.

Ein Video vom Unterwasserroboter im Einsatz findest du hier

Am Anfang steht eine technische Grundausbildung

Was Tethys Robotics sehr eindrücklich zeigt: Mit einer technischen Grundbildung kann man vieles machen, gerade für die Umwelt. Zudem dienen viele Projekte, die im Rahmen eines technischen Studiums in der Schweiz entwickelt werden, später oft als Idee für Start-ups. Ein gutes Beispiel dafür ist die Climeworks AG, die 2009 als Spin-off der ETH Zürich gegründet wurde. Die beiden Gründer studierten damals an der ETH Maschinenbau. Im Rahmen ihres Studiums hatten sie sich mit Technologien zur Entfernung von CO2 aus der Umgebungsluft befasst. Heute betreibt Climeworks eine Anlage in Island, wo CO2 aus der Luft gefiltert und anschliessend unterirdisch als Stein gespeichert wird.

Einen ähnlichen Weg bestreitet jetzt das Team von Tethys Robotics: So war einer der Gründer, Jonas Wüst, bereits im Gymnasium von Technik fasziniert. Auf der Suche nach dem passenden Studium zog er Informatik, Elektroingenieurwissenschaft und Maschinenbau in Betracht. Letztlich entschied er sich für ein Maschinenbau-Studium an der ETH, weil ihm dieses eine breite Palette an Weiterentwicklungsmöglichkeiten bot. Während des Studiums begann sich Jonas dann zunehmend für Robotik zu interessieren – ein Feld, in dem angewandte Forschung möglich ist.

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Première publication: 
2.5.2022
  | Dernière mise à jour: 
27.4.2022

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