À quoi sert ROBOTA ?

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• Publié par: science-magazine
• Publié le: 24 janvier 2013
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• Langue: Français

Extrait

À quoi sert ROBOTA ?

Zones radioactives, terrains minés, espace ou abysses marins à très forte pression sont autant d'environnements hostiles et inaccessibles à l'homme, des milieux dits « extrêmes » où la survie serait très vite limitée sans le relais des robots. Mais si ces robots palliatifs sont en pleine expansion, c'est à l'origine dans le domaine de l'industrie, notamment automobile, qu'ils se sont d'abord et le plus durablement installés.

Indirectement, un homme a servi leur cause : en diffusant ses idées dès 1903, l'ingénieur et économiste américain Frederick Winslow Taylor (1856-1915) propose « l'analyse et l'organisation scientifique du travail ». Expérimentés dans différentes usines, ses principes qui décomposent les tâches à accomplir en une suite de gestes élémentaires, à la durée chronométrée, à l'ergonomie et à l'efficacité optimisées, ont ouvert la voie à une large diffusion de la robotique dans tous les domaines de l'industrie. En effet, en proposant de systématiser le recours à l'outillage, la suppression de tout geste humain inutile et l'organisation du travail en séquences, Taylor a préparé son siècle et les suivants à une mise en oeuvre de la combinaison homme-machine.

L'Américain Ford sera d'ailleurs parmi les premiers à appliquer les méthodes de Taylor à la production de sa Ford T, construite « à la chaîne » à près de 20 millions d'exemplaires entre 1908 et 1927.

La cybernétique : l'intelligence artificielle devient autonome

La cybernétique, théorisée en 1948 par le mathématicien et ingénieur américain Norbert Wiener, étudie l'équilibre qui se met en place à la suite des interactions entre les différents éléments qui composent un système (technique, économique, vivant...) et lui permettent d'autoréguler son fonctionnement. Ainsi, Job, le renard électronique, mis au point par l'ingénieur français Albert Ducrocq en 1953, tout comme les tortues Elmer et Elsi (Electro Mechanical Robots, Light Sensitive) réalisées au tout début des années 1950 par le neurophysiologiste anglais William Grey Walter, constitue l'un des premiers exemples d'essai de matérialisation du modèle cérébral.

En réagissant à leur environnement (lumière, obstacles...) et grâce à une mémoire à bandes magnétiques qui leur permet d'enregistrer leurs propres réactions et d'acquérir une expérience, ces créatures synthétiques constituent un premier pas vers la mise en oeuvre d'une intelligence artificielle autonome, qui peut se réguler sans l'intervention de l'homme. En cela, elles se différencient fondamentalement des automates du siècle précédent.

Les robots font leur entrée dans l'industrie automobile

Le secteur automobile, parfait exemple de l'expérimentation et de la diffusion d'un travail divisé en tâches normées, est particulièrement représentatif de la vague de changements qui s'est opérée dans l'industrie du 20e siècle.

Dès le début du siècle, la conception des véhicules est pensée en fonction de leur réalisation, afin d'augmenter les rendements et d'abaisser les coûts d'une production en masse : de nouveaux outils sont alors nécessaires, renforçant la collaboration hommes-machines. En 1961, l'usine Ewing Township de General Motors située dans la banlieue de Trenton (New Jersey) est la première à s'équiper d'un robot, Unimate, pour manipuler des pièces de fonderie sous pression puis pour souder les caisses des véhicules.

Ce sont d'abord les tâches répétitives, pénibles et dangereuses qui sont confiées aux machines (soudage, emboutissage, manipulation des lourdes charges, peinture...), favorisant la mise en place d'usines largement automatisées. Aux méthodes de travail nées de l'expérience des ouvriers, les ingénieurs de l'industrie automobile tentent rapidement de substituer les protocoles d'automatisation imposés par la machine. Mais cette transition se heurte au scepticisme et ne fait pas l'objet d'une acceptation immédiate, les ouvriers craignant d'être remplacés par des machines ou de voir leur travail déqualifié. Il faudra attendre les années 1970, avec une redéfinition de l'organisation du travail, une remise en question de la chaîne et des cadences normées pour que commence à se mettre en place une autre collaboration hommes-machines.

Le projet d'un robot destiné à intervenir en milieu hostile à la suite d'un accident nucléaire est lancé dès 1983 au Commissariat à l'énergie atomique. Il aboutit au prototype Centaure II en 1986 : le véhicule et le bras étant radiocommandés à 500 mètres, Centaure est capable d'entrer dans un bâtiment, de monter les escaliers, de pénétrer puis de fonctionner à l'intérieur d'une cellule blindée aux portes fermées. Parmi les caractéristiques remarquables, on compte la robustesse de l'électronique, qui doit être « durcie » pour résister aux radiations, ou la capacité de communication entre l'opérateur et le robot, dès lors qu'ils ne sont plus reliés par câble. Le programme Centaure a pris toute sa dimension après l'accident de Tchernobyl en 1986 qui a conduit à la création deux ans plus tard du groupe Intra (Groupe d'intervention robotique sur accidents) entre EDF, Areva et le CEA, et qui dispose d'un parc de robots dérivés de Centaure prêts à intervenir à tout instant en cas d'accident nucléaire. Le robot est présenté ici sans son bras manipulateur.

Robots et nucléaire : servir et protéger en milieu extrême !

Le programme électronucléaire français décidé en 1974, qui conduit à la multiplication du nombre de centrales nucléaires, pousse les chercheurs à réfléchir au remplacement des hommes par des robots pour s'acquitter de certaines tâches courantes de maintenance.

En 1986, l'explosion du coeur du réacteur de la centrale ukrainienne de Tchernobyl fait surgir un nouvel impératif : celui de pouvoir recourir rapidement et de manière organisée à une flotte d'engins robotisés, parfaitement adaptés et résistant aux fortes radiations, pour remplacer l'homme en cas de catastrophes. Impératif confirmé par l'accident de la centrale japonaise de Fukushima en 2011, car s'il est un milieu particulièrement hostile à l'homme et plus généralement au vivant en cas d'accident nucléaire, c'est indéniablement celui de la centrale et de son environnement.

Dans une situation de chaos, pouvoir localiser une source radioactive, effectuer des diagnostics techniques pointus, collecter des échantillons radioactifs, caractériser des environnements hostiles, confiner des débris ou de la terre contaminés, sécuriser un périmètre sinistré, ouvrir des voies d'accès, effectuer des terrassements ou construire des digues en milieu contaminé... sont autant d'opérations réalisables aujourd'hui par des robots.

L'architecture de ces machines pilotables à distance tolère en effet des doses de radiations qui tueraient tout être vivant en quelques minutes. Le parc de robots d'intervention du groupe d'intérêts économiques Intra, situé en France près de Chinon, a été mis en place dès 1988 dans cette optique.

Néanmoins, communiquer avec ces robots dans un espace hermétiquement clos reste complexe. Si l'utilisation d'ondes hertziennes est possible à l'extérieur des bâtiments, elle est impossible à l'intérieur de ceux-ci, et l'emploi de câbles de transmission de sons, vidéos ou données rapproche dangereusement les opérateurs des zones radioactives et limite le champ d'action des robots. Pour contourner cette difficulté, les chercheurs travaillent au développement d'un système de petites bornes émettrices/réceptrices qui pourraient permettre aux opérateurs de communiquer efficacement avec les robots sur le terrain.