Stage : Conception mécatronique d’un système mobile à locomotion hybride « roue-hélice » pour des applications en milieu naturel

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Le stage proposé s’effectuera au sein de l’Unité de recherche Technologies et Systèmes d’Information pour les Agrosystèmes (TSCF) et aura pour cadre la robotique agricole terrestre et aérienne, afin d'apporter des réponses aux besoins d’une agriculture écologiquement responsable.

Il s’avère que les solutions de mobilité terrestre des machines agricoles existantes, qu’elles soient à roues, chenilles ou pattes, ne sont pas toujours adaptées à l’ensemble des contraintes susceptibles d’être rencontrées en milieu agricole en raison de la grande variabilité des environnements, des types de terrains et de l’état des sols (e.g. sols humides, peu portants, en pente, présentant des obstacles). Par ailleurs, la mobilité terrestre est l’une des principales causes de la dégradation et de la compaction des sols par la circulation répétée et continue des machines. Les systèmes mobiles aériens, quant à eux, n’ont pas les mêmes limitations, mais ils sont plus gourmands en énergie que les systèmes terrestres (pour la même charge portée) et ne sont pas adaptés à certaines conditions climatiques (e.g. vent, pluie).

Pour combiner les avantages des deux types de mobilité, l’objectif est d’étudier la conception d’un système à locomotion hybride « roue-hélice », capable d’intervenir sur des sols agricoles et naturels. L’intérêt d’un tel système serait de donner la capacité à varier les modes de mobilité (terrestre, aérien ou hybride) selon la tâche à réaliser, et de pouvoir s’adapter en temps-réel aux conditions d’évolution rencontrées. Ce système permettrait également de respecter les sols, mais aussi d’offrir des performances de mobilité optimales, que ce soit en termes de stabilité, de manœuvrabilité ou de traversabilité, tout en ayant une consommation énergétique moindre par rapport à un système entièrement aérien.

Objectif du stage :

Concevoir un système mobile doté d’un mode de locomotion hybride « roue-hélice ». Plus précisément, il s’agira d’étudier l’intégration de roues motorisées à la structure d’un drone à voilure tournante de taille moyenne (envergure de 2 m, charge utile de 4 kg et poids total en vol de 12 kg) afin de lui ajouter un mode de déplacement terrestre.

Les étapes du travail que le stagiaire devra mener sont les suivantes :

1. Réaliser une recherche bibliographique sur les solutions de mobilité hybride aéroterrestre ;
2. Etablir un cahier des charges pour le nouveau système ;
3. Concevoir le système mécatronique et sélectionner les composants (actionneurs, capteurs, calculateur embarqué, composants électroniques, composants mécaniques, etc.) ;
4. Construire un prototype du système et implémenter le contrôle nécessaire ;
5. Tester le fonctionnement du système sur le terrain.

 

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Master ou diplôme d’ingénieur dans les domaines de la mécatronique et de la robotique

Connaissances et compétences souhaitées :

• Maîtrise de la CAO
• Electronique embarquée
• Capteurs, actionneurs, moteurs

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

- de 2,5 jours de congés par mois de présence ;
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Le site des Cézeaux est desservi par la ligne de Tram A, il est également équipé de stationnements et de services dédiés à la pratique du vélo.

Modalités pour postuler

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