Nous nous intéressons à l'architecture de robots marins et sous-marins autonomes dans le cadre de missions nécessitant leur coopération. Cette coopération s'avère difficile du fait que la communication (acoustique) est très contrainte en termes de débit et de portée.  Notre travail se place dans le contexte de missions d'exploration pour détecter des éléments particuliers sur les fonds marins, et en particulier des sources d'eau chaude. Pour cela, le véhicule sous-marin parcours des segments de droite pré-planifiés et rejoint des points de rendez-vous (points de communication). Ces derniers permettent d'assurer le suivi de bon déroulement de la mission, mais surtout de mettre en oeuvre des schémas de coopération entre les véhicules sous-marins. Au fur et à mesure de l'exploration, les sous-marins construisent et mettent à jour une représentation de l'environnement qui décrit les probabilités de localisation de sources. Une approche adaptative exploite ces informations et permet de dévier les sous-marins de leurs plan initial pour augmenter la quantité d'information, tout en respectant les contraintes du plan initial, et en particulier les rendez-vous de communication. Lors des rendez-vous, chaque véhicule échange ses données avec les autres, en ne transmettant que les informations nécessaires à la mise en place de schémas de coopération. L'ensemble de ces fonctions sont intégrées au sein de l'architecture existante T-REX, pour laquelle nous proposons des composants supplémentaires qui permettent la cartographie des fonds et la définition de schémas de coopération. Différentes simulations permettent d'évaluer les travaux proposés. / There is a growing research interest in Autonomous Underwater Vehicles (AUV), due to the need for increasing our knowledge about the deep sea and understanding the effects the human way of life has on it. This need has pushed the development of new technologies to design more efficient and more autonomous underwater vehicles. Autonomy refers, in the context of this thesis, to the “decisional autonomy”, i.e. the capability of taking decisions, in uncertain, varying and unknown environments. A more recent concern in AUV area is to consider a fleet of vehicles (AUV, ASV, etc). Indeed, multiple vehicles with heterogeneous capabilities have several advantages over a single vehicle system, and in particular the potential to accomplish tasks faster and better than a single vehicle. Underwater target localization using several AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) is a challenging issue. A systematic and exhaustive coverage strategy is not efficient in term of exploration time: it can be improved by making the AUVs share their information and cooperate to optimize their motions. The contribution of this thesis is the definition of an architecture that integrates such a strategy that adapts each vehicle motions according to its and others’ sensory information. Communication points are required to make underwater vehicles exchange information : for that purpose the system involves one ASV (Autonomous Surface Vehicle), that helps the AUVs re-localize and exchange data, and two AUVs that adapt their strategy according to gathered information, while satisfying the associated communication constraints. Each AUV is endowed with a sensor that estimates its distance with respect to targets, and cooperates with others to explore an area with the help of an ASV. To provide the required autonomy to these vehicles, we build upon an existing system (T-REX) with additional components, which provides an embedded planning and execution control framework. Simulation results are carried out to evaluate the proposed architecture and adaptive exploration strategy

Il émerge des entreprises une forte demande d'évolution de leurs applications informatiques vers plus de coopération. Le problème est de réaliser cette migration tout en gardant la qualité de l'existant rompu aux difficultés rencontrées. Ceci suppose une ré-ingénierie de ces applications. Dans certains cas, des solutions provisoires et non satisfaisantes ont été apportées sous forme de coopération externe. Celle-ci consiste par des moyens humains, logiciels et matériels, à mettre en relation certaines entités produisant de l'information à celles la nécessitant. Cette coopération externe présente divers inconvénients : souvent lente, peu efficace, peu souple, et demandant des moyens parfois disproportionnés par rapport aux gains obtenus. En automatisant la coopération nous pensons pouvoir éliminer l'ensemble des problèmes énumérés ci-dessus tout en améliorant tant du point de vue qualitatif que quantitatif la part prise par la coopération. <br />Nous allons pour cela proposer une méthode basée sur une organisation de modules opératoires en groupes de travail dynamiques dont la composition peut évoluer au cours du temps. Cette méthode permettra également de mettre en évidence les éléments de coopération, de les mettre en relation et de les composer éventuellement afin d'en créer de nouveaux plus riches sémantiquement et donc plus à même d'être utilisés dans un environnement coopératif. <br />Afin de rendre opérationnelle notre méthode, la dernière étape proposée va permettre d'obtenir des règles de type ÉCA à partir d'un langage de spécification associé à la méthode. Ces règles permettront la mise en œuvre concrête de la coopération. Elles seront exécutées par la plate-forme coopérative distribuée que nous avons développée et qui permet à la fois la gestion des groupes de travail dynamiques et la circulation des éléments de coopération.<br />Notre approche globale permet la mise en œuvre de la coopération par ré-ingénierie de l'application sans modifier les modules opératoires existants. Nous proposons une méthode intégralement dérivable (après vérification formelle) en règles, elles même intégrées à une plate-forme qui permet la mise en coopération.

Nous nous intéressons à l'architecture de robots marins et sous-marins autonomes dans le cadre de missions nécessitant leur coopération. Cette coopération s'avère difficile du fait que la communication (acoustique) est de faible qualité et de faible portée. Afin d'illustrer notre travail, nous nous intéressons à un scénario de localisation d'une source d'eau chaude sous-marine. Pour cela, le véhicule sous marin parcourt des segments de droite et rejoint des points de rendez-vous (points de communication). Ces derniers sont importants car ils permettent la mise en oeuvre d'une coopération entre les véhicules sous-marins. Au fur et à mesure du déplacement d'un véhicule, celui ci détecte (grâce à ses capteurs) sa distance à une zone pouvant contenir une source d'eau chaude. Afin de localiser une source, on doit permettre au véhicule de modifier sa trajectoire initiale, tout en s'assurant d'atteindre le point de rendez-vous. D'autre part, les rendez-vous permettent à chaque véhicule d'échanger ses données pour une coopération. Vu que le débit de communication acoustique est réduit, chaque véhicule doit extraire les informations utiles pour les communiquer. Nous présentons nos travaux effectués dans ce contexte, et une proposition d'architecture qui permet de trouver un compromis entre la modification de la trajectoire et l'atteinte de points de rendez-vous.