La quête scientifique pour percer les secrets des abysses a trouvé son ancrage dans une ingénierie de pointe. Tout commence avec la construction de l’André Malraux, navire conçu en 2007 et baptisé en 2012. La conception, par les archéologues du DRASSM et le Bureau d'Etudes Mauric, de ce navire de recherche fut l’indispensable préalable à l'archéologie des abysses. Ce bâtiment de 36 mètres, spécialement dédié à l’archéologie sous-marine, possédait déjà des systèmes de levage et un laboratoire, mais le DRASSM s’est vite aperçu que ces appareils n’étaient pas initialement conçus pour l’archéologie, endommageant souvent les objets prélevés. Il en a conclu qu’il devait développer ses propres systèmes robotiques.
Les fondations du projet CORSAIRE et la genèse des prototypes
Cette ambition technologique s’est prolongée avec le projet CORSAIRE (Consortium Opérationnel en Robotique Sous-marine pour l'Archéologie Innovante et la Récupération d'Épaves), qui jette après 2012 les bases d’un programme innovant associant le DRASSM, le LIRMM (Université de Montpellier) et de nombreux partenaires, ingénieurs, roboticiens, industriels. L’objectif était de parvenir à développer, en moins de 10 ans, des dispositifs destinés à fouiller à plus de 2 000 mètres de profondeur.
Le premier robot, Speedy, tout comme son frère jumeau, Leonard, a été conçu pour emporter un système de préhension à griffes pour se saisir des objets. Après les ROV (Remotely Operated Vehicle) industriels, c’est un prototype de robot totalement novateur qui voit le jour en 2014. Fruit de la collaboration entre le LIRMM et le DRASSM, Speedy est équipé d’une main à trois doigts pour saisir des objets. Nous avons ensuite développé Flipper. Celui-ci comportait un aspirateur pour nettoyer les zones de fouille, en dégageant du sable, afin de récupérer les objets sans les abîmer. En parallèle, nous avons défini, avec le DRASSM, le cahier des charges d’Hilarion, un robot spécialisé dans la photographie et fabriqué par une PME française. Enfin, le véhicule sous-marin téléopéré (ROV) Basile, lancé en 2020, compte parmi les premiers robots archéologues conçus par le LIRMM et la DRASSM, capable de descendre jusqu’à 120 mètres.
Arthur : l’explorateur des abysses
De 2019 à 2021, le DRASSM a construit un second navire, long de 46 mètres, l’Alfred-Merlin, qui a navigué en Méditerranée durant ses premières années. En parallèle, la conception du robot Arthur est devenue une nécessité, car les robots conçus jusqu’alors ne pouvaient pas descendre à plus de 500 mètres. Arthur, mis à l’eau en 2022, est capable d’atteindre 2 500 mètres de profondeur.
Il possède un système d’éclairage puissant et prend des photos et vidéos en très haute définition. Les caméras, qui enregistrent et restituent les images en direct au pilote, sont installées dans une sphère en verre de gros diamètre. Passé cette première étape, Arthur utilise l’aspirateur pour dégager le sédiment, avant d’utiliser ses griffes pour récupérer les objets et les déposer dans une caisse de prélèvement. Les algorithmes de pilotage lui permettent d’être suffisamment stable et précis pour récupérer les objets délicatement. Nous avons ainsi prélevé, sans aucune casse, des objets très petits tels qu’un bijou de la taille d’un grain de café et d’autres, plus gros, tels qu’un bassin romain en bronze pesant 5 kg.
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À bord du bateau, le système de pilotage permet aux archéologues de diriger eux-mêmes les robots sans l’assistance d’un pilote professionnel, ce qui offre des temps de réaction plus rapides. Quels que soient le type d'appareil utilisé et la profondeur, nous travaillons dans les mêmes conditions de confort. Il y a bien sûr des problématiques liées à la pression - jusqu’à 250 kg/cm². Mais le robot serait incapable de tracter seul son câble ombilical jusqu’à ces profondeurs. C’est pourquoi nous avons conçu un garage de 700 kg, sous la forme d’une grande cage suspendue sous le bateau par un câble d’acier de 2,6 km, qui fournit l’alimentation électrique et transmet les données par fibre optique. Quand le garage est proche du fond, un treuil interne déroule un câble souple de 50 mètres relié au robot, qui peut ainsi évoluer aisément.
La révolution Ocean One : l'archéologie tactile
Parallèlement au développement des ROV, l’espoir de créer un humanoïde capable de descendre jusqu’à 2000 m de profondeur et d’y travailler en suppléant à la fois les yeux et les mains des archéologues restés en surface, s’accomplit avec le robot Ocean One, conçu et créé par l’Université Stanford (Californie). Ocean One est le dernier né de cette classe d’engins hors norme. Ce robot anthropoforme, piloté à distance, se distingue de ses prédécesseurs par la grande notoriété de ses concepteurs.
Présenté à Marseille en avril 2016, ce robot en matériau composite orange pèse près de 180 kilos. Il est réalisé sur le même principe que les robots d’assistance chirurgicale. Il est doté d’une tête à deux yeux et de deux bras au bout desquels pendent des mains à trois doigts, d’un corps en forme de cylindre équipé d’hélices. Le but est de permettre à un pilote archéologue qui serait privé de vue dans des eaux rendues opaques par la vase soulevée sur le fond, de déterminer au « toucher» les caractéristiques d’un artefact.
Cette gamme de procédés permet, via une interface informatique et des «bras à retour d’effort», de communiquer à distance à un manipulateur d’engin des sensations telles que le poids, la forme, la dureté, la mollesse voire, peut-être un jour, la «vraie» texture d’un objet. Techniquement, la performance du projet Ocean One est d’avoir abouti à la première utilisation de ces dispositifs dans les profondeurs sous-marines. Remplis d’huile dont la pression est maintenue perpétuellement égale à celle de l’environnement par le truchement de «compensateurs», les deux bras du robot, conçus par la société Meka Robotics, sont équipés au niveau de leurs sept articulations de multiples capteurs. La société spécialisée suisse «Force Dimension» a fourni les éléments liés à cette partie du robot, notamment l’interface haptique.
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