Filoguidage

Le filoguidage peut désigner deux grands types de systèmes de guidage d'engin auto-propulsé :

  1. des systèmes de guidage par câble électrique et/ou par fibre optique. L'engin et son système de contrôle sont parfois qualifiés de système flexible de production[1]" ou d'acquisition de données à « unique ressource de transport ». Le fil, généralement souple permet la télétransmission d'informations dans les deux sens (dialogue[2]), acquises par divers capteurs vers le poste de commande, et éventuellement la transmission à la vitesse de la lumière d'une grande quantité d'informations quand il s'agit d'une fibre optique[3]. Quand le fil est associé à un tube, il peut aussi permettre la transmission d'échantillons, d'eau, d'air pollué, ou de gaz à analyser.
  2. des systèmes permettant à un véhicule autonome ou robot de se guider sur le champ magnétique ou des impulsions électromagnétiques portées par un fil électrique enterré (par exemple pour guider des engins dans le cadre d'une agriculture de précision[4]) ou noyé dans du béton ou du macadam (avec éventuelle possibilité conjointe de recharge des batteries par induction).

Usages industriels

Les chariots automoteurs filoguidés utilisés pour le convoyage et le travail à la chaîne[5], puis les robots filoguidés (permettant le travail en « ateliers flexibles »[6],[7],[8] ou en milieux toxique ou hostile tels que zones chaudes, atmosphères acides, toxiques ou polluées, entrepôts frigorifiques, zone radioactive, milieu subaquatique[9], etc.) ont fait l'objet de nombreuses recherches et de développements dans le monde industriel et agroindustriel[10], y compris en termes de modélisation et optimisation des Systèmes, notamment grâce à la simulation informatique[11]. L'étude de ces questions fait partie du domaine de la « transitique »[12].

Jouets, loisirs

Des années 1970 à 1980, de très nombreux jouets pour enfant dotés d'un moteur électrique étaient filoguidés, mais ils ont peu à peu été remplacés par des objets radiocommandés. L'un des intérêts du filoguidage par rapport à l'objet radiocommandé est que l'engin peut être dépourvu de batterie (généralement lourde), avec alors comme inconvénient qu'il est limité par la longueur de fil disponible.

Usages militaires
Tir d'un missile antichar TOW filoguidé

Les armées depuis un siècle environ ont utilisé et utilisent le filoguidage pour

  • le renseignement,
  • l'attaque, par exemple, un tel système est utilisé pour certaines armes antichars comme le BGM-71 TOW américain ou l'Euromissile HOT franco-allemand. Durant le trajet du projectile, un long fil se dévide depuis la source. Grâce à ce lien, un opérateur (placé à l’arrière dans un poste de tir, par exemple) transmet des données pour le guider vers sa cible. Le poste de tir, quant à lui, est équipé d’un système optique de pointage.
    Les torpilles utilisent également ce type de guidage (depuis les années 1960[réf. nécessaire]), afin notamment d'éviter les leurres et systèmes de contre-mesures, bien que des contre-mesures puissent aussi alors viser les traitements de données du sous-marin pendant la phase de filoguidage d'une torpille[13].
  • la défense pour le déminage en mer. L'armée française dispose depuis longtemps de robots filoguidés (puis téléguidés par impulsions sonores) à partir d'un dragueur de mines, par exemple le PAP 104 construit par la société ECA qui pesait 700 kg et était doté de deux propulseurs à pas variables. Les images prises par une caméra de télévision étaient transmises à l'opérateur via le fil.

Autres applications
  • Les ROV (véhicule sous-marin téléguidé) utilisent le filoguidage, qui leur permet d'atteindre des fonds jusqu'à 3 000 mètres en étant télécommandés depuis la surface, sans risque pour le pilote. Le fil évite d'avoir à se préoccuper des parasites, des aléas de propagation (échos et trajets multiples) qu'il faut gérer dans le cas du téléguidage acoustique[14] ;
  • le transport de petites charges en milieu hospitalier ou autres établissements de soins[15],[16].

Tendance

Pour de nombreux usages, le filoguidage tend à être abandonné au profit du radioguidage, puis d'une autonomisation de l'engin, peu à peu doté de capacités de perception d'environnement complexe et de compétences (planification réactive de mouvement) lui permettant de remplir une mission de manière autonome[17],[18]. Sous l'eau à partir des années 1970 la télécommande acoustique permet de se passer de fil, mais en limitant le flux d'informations entre le robot et l'opérateur (par rapport par exemple au volume de données transmissibles par fibre optique)[14] et en contribuant éventuellement à la pollution sonore sous-marine.

Notes et références
  1. MacCarthy et Liu (MarCarthy et Liu, ont en 1993 défini le système flexible de production comme « système de production piloté par ordinateur capable de produire différents types de pièces, composé de machines à commande numérique ou à contrôle numérique et d'un système automatisé de stockage connecté par un système automatisé de manutention » Source : MacCarthy B.L. et J. Liu, A New Classification Scheme For Flexible Manufacturing Systems, International Journal of Production Research, vol 31 (2), pp 299-309, 1993.
  2. Rolland, F. (1985). Systèmes de localisation-guidage et de dialogue pour chariots filoguidés (Doctoral dissertation).
  3. Dupont, P. (2004). Mesures sur fibres optiques. Techniques de l'ingénieur. Mesures et contrôle, (R1177).(résumé)
  4. Grenier G (2000) Les outils de base de l'agriculture de précision. Agriculture de précision: avancées de la recherche technologique et industrielle, p 33, in Philippe Zwaenepoel (2000) Agriculture de précision: avancées de la recherche technologique et industrielle; Educagri Éditions, - 432 pages (présentation par Google Livres
  5. Coriat, B. (1983). La robotique à la Régie Renault. Revue d'économie industrielle, 24(1), 18-34.
  6. MILAT, C. (1985). Trumpf: l'atelier flexible pour 1986. Machine Moderne, (896) (résumé-notice Inist/CNRS)
  7. Widmer, M. (1991). Modèles mathématiques pour une gestion efficace des ateliers flexibles (Vol. 839). PPUR presses polytechniques.
  8. Souier, M. (2011). Métaheuristiques pour la manipulation de routages alternatifs en temps réel dans un Job Shop.
  9. BERTRAND, A., & WILLM, P. (1983). L'intervention sous-marine: situation actuelle et perspective d'avenir. Revue de l'Institut français du pétrole, 5, 555-574 (résumé).
  10. Renaud, J. (1982). Téléguidage en mécanisation agricole [guidage, autoguidage, filoguidage, rayon laser, repérage, radioguidage, télécommande]. Motorisation et Technique Agricole.
  11. Caumond, A., & Tchernev, N. (2001). http://www1.utt.fr/mosim01/pdf/ARTICLE-162.pdf Modèles de simulation orientés objets pour l'évaluation des performances des systèmes flexibles de production avec un chariot filoguidé] 3e Conférence Francophone de MOdélisation et SIMulation «Conception, Analyse et Gestion des Systèmes Industriels» MOSIM ‘0101 – du 25 au 27 avril 2001 – Troyes (France).
  12. Mouchard JS (2002) Proposition d'une approche méthodique pour la conception des systèmes automatisés de production: application aux systèmes transitiques (Doctoral dissertation, Lorient), (résumé)
  13. Stylemans, E. (1997). Étude d'un système de contre-mesure électroacoustique anti sous-marin destiné à la protection des navires (Doctoral dissertation) (résumé).
  14. GRANDVAUX, B., MICHEL, J., & DURANTON, R. (1977). Télécommande acoustique des évolutions d'un engin sous-marin. In 6e Colloque sur le traitement du signal et des images, FRA, 1977. GRETSI, Groupe d’Études du Traitement du Signal et des Images
  15. ENGEL, C. (1984). Le transport des petites charges en milieu hospitalier. Techniques hospitalières médico-sociales et sanitaires, 39(470), 43-47.
  16. Beaulieu, M., & Landry, S. (2002) Comment gérer la logistique hospitalière? Deux pays, deux réalités. Gestion, 27(3), 91-98 (résumé).
  17. Fraichard, T. (2002). Interprétation de scènes dynamiques complexes et planification réactive de mouvement Réponse à l'appel à proposition Robea 2002 —Dossier complet 11 juin 2002 Correspondant.
  18. Pélissier, F. (1990). Localisation multisensorielle et guidage cartésien d'un robot mobile autonome (Doctoral dissertation, Toulouse, ENSAE) (résumé).

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe

Bibliographie
  • Lacomme, P., Moukrim, A., & Tchernev, N. (2000). Résolution conjointe de problèmes d’ordonnancement et de la gestion du chariot filoguidé: couplage Branch and Bound-simulation à événements discrets. Congrès ROADEF, 128-129.
  • Moukrim P & Tchernev N (2001). Bornes inférieures pour l’ordonnancement intégré de la production et du transport dans les FMS avec un seul chariot filoguidé. In 3e conférence francophone de Modélisation et Simulation “Conception, Analyse et Gestion des Systèmes Industriels”, MOSIM’01 Avril 2001 (pp. 25-27).
  • Vrins, F., De Vroey, L., Labrique, F., & Trullemans, C. (2003). Apprentissage par projet en électricité (partie 1): Conception et réalisation d’un système de filoguidage électromagnétique. Proceedings du Congrès CETSIS-EEA, 431-434.
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