Quel est l’équipement du robot sous-marin Ariane ?

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60 min.

Technologie

Troisième

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Quels sont les équipements nécessaires au robot sous-marin Ariane pour réaliser ses missions océanographiques ? Et en quoi est-il un engin particulièrement innovant ?

En faisant des recherches dans un dossier d’ingénierie réalisé par l’Ifremer, les élèves repèrent les éléments qui composent l’équipement du robot sous-marin Ariane. Grâce à ce premier travail, ils peuvent aborder une analyse fonctionnelle simplifiée du système en faisant le lien entre fonctions techniques et solutions techniques. Dans un second temps, les élèves identifient quelques solutions techniques spécifiques sur le modèle 3D de l’engin sous-marin.

Auteur : Alain Liotier, académie de Nice
Mots-clés :
robotique / milieu sous-marin / deplacement / propulsion / missionocean3d

Investigation

30 min
En autonomie – Rechercher

Activité de l’élève

L’élève doit réaliser un document technique simplifié présentant les équipements du robot télé-opéré hybride (HROV) Ariane, à partir du dossier technique détaillé issu du bureau d’étude du Centre européen des technologie sous-marines (CETSM). Ce dossier technique, rédigé par les ingénieurs de l’Ifremer, permet de découvrir toute l’ingénierie déployée lors de la conception du robot sous-marin hybride Ariane. Certaines solutions retenues sont très innovantes. Cette ressource permet de mieux comprendre le fonctionnement du robot océanographique ainsi que ses modes de déploiement à partir d’un navire de recherche. Le dossier technique du HROV Ariane (format pdf) est à télécharger depuis la ressource HROV Ariane.

FICHIER À TÉLÉCHARGER

Fiche élève – Étude technique d’un ROV d’exploration hybride

Consigne

En tant que chef de projet de l’unité des systèmes sous-marins de l’Ifremer, vous êtes sollicité par un centre de recherche qui souhaite effectuer des missions d’inspection, de cartographie et de prélèvement dans un canyon sous-marin. Vous décidez de réaliser un document technique simplifié présentant les équipements du robot télé-opéré hybride (HROV) Ariane. Vous avez à votre disposition un dossier technique détaillé issu du bureau d’étude du Centre européen des technologie sous-marines (CETSM). Recherchez dans le dossier technique fourni par les ingénieurs de l’Ifremer les éléments techniques permettant de compléter le dessin d’ensemble du robot sous-marin Ariane. A l’aide à de la fiche proposée, complétez le diagramme sur la chaîne d’énergie et répondez aux questions relatives à l’énergie électrique embarquée et l’autonomie du robot hybride.

Le HROV Ariane

Un HROV est un robot sous-marin hybride télé-opéré : HROV pour Hybrid Remotely Operated Vehicle en anglais ! Et le HROV Ariane est le robot sous-marin qui a été conçu et développé par l’Ifremer en 2015. Ce véhicule compact – sa taille est comparable à celle d’une voiture citadine – offre des possibilités de déploiement en mode télé-opéré ou autonome jusqu’à 2500 mètres d’immersion, à partir de navires côtiers ou hauturiers. Ariane permet ainsi de réaliser des missions d’intervention, d’observation et de cartographie des fonds marins, y compris dans les reliefs sous-marins difficiles de type canyon sous-marin ou falaise.

En téléchargeant les éléments du dossier, vous pourrez montrer le HROV en 3D à vos élèves grâce à la visionneuse eDrawnings mais aussi obtenir le fichier exécutable du modèle 3D, et ses équivalents en format SLDASM et IGS. Un dossier technique présentant le robot sous-marin est également mis à votre disposition. Il constitue une mine d’informations à découvrir en classe.

FICHIERS À TÉLÉCHARGER

Dossier technique du HRVO Ariane [pdf – 7.69 MB]

le_hrov_ariane.zip [zip – 276.16 MB]

Astuce pour l’élève

Après avoir repéré les différentes rubriques du dossier technique, identifiez les informations pertinentes vous permettant de compléter progressivement le repérage du dessin d’ensemble de l’engin sous-marin.

Rôle de l’enseignant

L’enseignant vérifie que les élèves ont bien compris les consignes. Il explique les termes techniques. Il vérifie que les élèves téléchargent le document pdf « Dossier technique ROV Hybride ARIANE » (ils peuvent également télécharger le fichier zip contenant la visionneuse 3D eDrawings, qui servira dans la 3e étape de la séance). Les élèves remplissent le document d’accompagnement.

Production attendue

Fiche élève complétée avec le dessin d’ensemble des principaux équipements océanographiques du robot sous-marin correctement légendé.

Recherche de solutions

20 min
En autonomie – Rechercher

Activité de l’élève

Les élèves consultent le dossier d’ingénierie du ROV Ariane et le dessin d’ensemble qu’ils viennent de compléter. Ils identifient les fonctions techniques et les associent aux bonnes solutions techniques. Cette association fonction techniques/solutions techniques participe de la bonne compréhension de l’analyse fonctionnelle.

FICHIER À TÉLÉCHARGER

Fiche élève – Analyse fonctionnelle systémique du robot sous-marin Ariane

Consigne

A l’aide de la fiche proposée, associez les fonctions techniques des équipements du robot sous-marin aux solutions techniques retenues par les ingénieurs de l’Ifremer.

Rôle de l’enseignant

Le professeur explique les termes techniques. Il accompagne les élèves dans leur activité d’analyse fonctionnelle. Il rappelle aux élèves la différence entre fonction technique et solution technique.

Conseil à l’enseignant

L’enseignant devra se documenter en amont pour pouvoir expliquer certains termes techniques. La vidéo des premiers tests du HROV Ariane est un bon support d’appropriation.

Production attendue

Fiche élève « Analyse fonctionnelle systémique du robot sous-marin Ariane » complétée, associant fonctions techniques et solutions techniques.

Simulation

10 min
En autonomie – S’exercer

Activité de l’élève

À l’aide de la maquette numérique 3D, les élèves découvrent le robot sous-marin et identifient les éléments techniques permettant de réaliser les fonctions techniques listées précédemment. Ils identifient les pièces permettant de réaliser deux fonctions techniques : « transporter les échantillons et objets » et « effectuer des opérations de manipulation et prélèvement ».

Consigne

Associez les fonctions techniques des équipements du robot sous-marin aux solutions techniques retenues par les ingénieurs de l’Ifremer. À l’aide de la visionneuse 3D, isolez l’ensemble des pièces permettant de réaliser les fonctions suivantes : « transporter les échantillons et objets » et « effectuer des opérations de manipulation et prélèvement ». Cachez les autres pièces du système qui ne réalisent pas ces deux fonctions.

Rôle de l’enseignant

L’enseignant vérifie que les élèves ont bien téléchargé la visionneuse 3D (si elle n’a pas été téléchargée en début de séance, les élèves peuvent le faire à cette étape). Il en rappelle les grandes fonctionnalités.

Astuce pour l’élève

L’élève doit être capable d’associer les fonctions techniques aux solutions techniques. Pour cela, il s’exerce sur la visionneuse 3D pour mettre en avant le groupe de pièces qui réalise la fonction demandée.

Production attendue

Sur la visionneuse eDrawings : panier et bras du robot isolés (cf. image ci-dessous).

FICHIER À TÉLÉCHARGER

Panier et bras du robot isolés

Conclusion

Pour réaliser ses missions océanographiques, le robot sous-marin Ariane utilise divers équipements. Ce qui le différencie des autres robots sous-marins d’exploration non habités, c’est qu’il est télé-opéré depuis le navire par liaison optique et qu’il possède des batteries lui permettant de réaliser des opérations de façon autonome sans liaison filaire. Il est donc hybride. Le HROV (hybrid remotely operated vehicle) est piloté à l’aide d’une manette permettant d’effectuer toutes les opérations demandées par les scientifiques. Les connaissances des élèves font l’objet d’une structuration sur l’analyse fonctionnelle d’un objet technique. Une première découverte de la chaîne d’énergie est également possible.

Comment assurer la propulsion d’un robot sous-marin ?Comment l’Ifremer explore les océans grâce au robot sous-marin Ariane ?
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