Drone sous-marin FUSION de SRS: plongée à 300 mètres avec le connecteur étanche IP68 Fischer FiberOptic

La société SRS (Strategic Robotics Systems) a opté pour le connecteur mono-fibre (FO1) à étanchéité IP68 de la gamme Fischer FiberOptic Series pour équiper son drone sous-marin révolutionnaire FUSION. Lorsqu’il est relié par un câble, ce véhicule sous-marin sans équipage (UUV) peut, depuis une profondeur de 300 mètres, transmettre des données en temps réel aux équipes situées en surface.

La société Strategic Robotic Systems, Inc. (SRS) a été fondée dans l’idée de développer la prochaine génération de systèmes sous-marins au travers d’une approche nouvelle. Son drone sous-marin FUSION est ainsi l'un des rares véhicules sous-marins sans équipage (UUV) à pouvoir fonctionner soit de manière autonome (Autonomous Underwater Vehicle, AUV), soit de manière télépilotée (Remote Operated Vehicle, ROV) ou encore comme assistant de plongée. Les ingénieurs de SRS ont travaillé en collaboration avec Fischer Connectors pour tester et spécifier un connecteur optique mono-fibre (FO1) capable de fonctionner dans des environnements difficiles pour transmettre aux opérateurs et analystes positionnés en surface des quantités massives de données, souvent en temps réel.

Une solution unique signée Fischer Connectors est utilisée à bord du drone sous-marin FUSION, ainsi que sur les équipements en surface, offrant une connexion à 1 gigabit pour la transmission des données en temps réel ou leur téléchargement une fois l’engin récupéré.

 

ENJEUX ET OPPORTUNITÉS

Lorsque l'équipe de SRS a débuté la conception de son drone sous-marin FUSION en 2015, elle a eu à cœur de le différencier des autres robots sous-marins déjà disponibles sur le marché. Sa taille devait lui permettre d’être utilisé dans le cadre de missions militaires, d’aider les premiers intervenants à mener leurs opérations de récupération ou encore d’être embarqué à bord de petits bateaux d’exploration scientifique. Il lui fallait par ailleurs être suffisamment robuste pour plonger jusqu’à 300 mètres de profondeur dans n’importe quelles conditions météo et renvoyer en surface les données du sonar et des différents capteurs, ainsi que des vidéos en qualité HD. Mais ce n’était pas tout. Il lui fallait également être multifonctionnel de manière à pouvoir être relié à la surface pour récupérer les données en temps réel ou bien être piloté à distance dans les endroits où un câble pourrait constituer une entrave. Enfin, le prix devait être abordable.

Le transfert des données: un enjeu important

Pour Jesse Rodocker, président de Strategic Robotic Systems, une des priorités était que l’équipement soit suffisamment robuste pour résister aux rigueurs sous-marines par tous types de temps. Ensuite, il fallait qu’il soit capable de traiter d’énormes volumes de données. «Nous savions que nous avions besoin d’une liaison à 1 gigabit pour le transfert vers la surface de vidéos en qualité HD. C’est pour cette raison, à laquelle s’ajoute le problème de la distance à couvrir, qu’il était impossible d’utiliser les traditionnels fils de cuivre. Nous avons tout de suite compris qu’il nous fallait recourir à la fibre optique.» L’équipe d’ingénieurs de SRS est donc partie à la pêche d’un connecteur fibre optique robuste capable à la fois de supporter les rudes conditions d’utilisation et d’assurer le transfert des données.

Trouver la solution de connectivité la mieux adaptée

Le connecteur mono-fibre FO1 de la gamme Fischer FiberOptic Series, conforme IP68, est donné étanche jusqu’à une profondeur de 2 mètres pendant 24 heures. C’est du moins ce qui est écrit dans la documentation. Toutefois, en y regardant de plus près, l’équipe d’ingénieurs de SRS a estimé qu’il était capable d’offrir des performances supérieures. Il se trouve que le connecteur mono-fibre FO1 avait déjà été spécifié pour les équipements de surface. Les consoles, notamment, étaient déjà équipées d’embases permettant le transfert des données en réseau. Ces équipements devant résister aux intempéries et à un maniement sans ménagement par le personnel militaire, les produits Fischer Connectors s’étaient avérés parfaitement adaptés. Or, ayant déjà choisi les produits Fischer Connectors pour le matériel de surface, il était tout naturel, pour équiper le matériel sous-marin, que les ingénieurs SRS fassent de nouveau appel à l’équipe Fischer Connectors.

Quand Jesse Rodocker a vu le connecteur utilisé sur le matériel de surface, il a été convaincu que celui-ci pourrait également fonctionner sous l’eau, même si, officiellement, il n’était pas conçu pour descendre à de telles profondeurs. «Les composants spécifiquement adaptés à une utilisation sous-marine sont très, très coûteux. Ils sont encombrants, très lourds et peu pratiques d’utilisation. Il nous fallait quelque chose de plus petit, de plus facile à installer et de plus simple à utiliser, mais qui soit tout de même capable de satisfaire nos exigences en termes de robustesse et de fiabilité.»

«Nous avons un réservoir pressurisé que nous utilisons pour tester les composants sous haute pression. Nous pouvons réaliser des tests jusqu’à 750 psi. Ce réservoir nous permet de simuler les pressions qui s’exercent aux différentes profondeurs sous l’eau. Nous avons donc pris des échantillons et fait des essais.» Les connecteurs ainsi testés ont réussi à fonctionner jusqu’à une pression équivalente à celle exercée par l’eau à 300 mètres de profondeur, voire au-delà. Des essais sur les composants en état connecté et sur les câbles ont été ensuite réalisés. Suite à ces essais en laboratoire, les ingénieurs ont testé la solution de connectivité en haute mer où celle-ci a fonctionné avec succès, tant sur le plan mécanique qu’optique, en conditions réelles et avec l’engin en déplacement. Pour le câble, qui tient également lieu d’attache, SRS a développé une solution spécifique en collaboration avec Linden Photonics et travaillé avec la société FIS Blue, partenaire de Fischer Connectors, pour l’intégration.

Le drone FUSION est aujourd’hui utilisé par la marine américaine pour chercher et récupérer des mines et autres objets similaires. D'autres organismes militaires, de sécurité ou scientifiques font également appel à ce véhicule hybride (AUV/ROV) fiable et abordable, équipé de la solution de connectivité unique de Fischer Connectors, pour les aider à mener à bien leurs missions sous-marines.

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«Les connecteurs de la gamme Fischer FiberOptic Series allient fiabilité, qualité de fabrication et prix abordable: trois critères qui ont pesé sur notre décision. Nous les utilisons dans notre matériel de surface, à savoir nos consoles et équipements accessoires, mais également sous l’eau à bord même de notre drone sous-marin.»

Jesse Rodocker, président de Strategic Robotic Systems

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Le câble optique unique, de couleur orange, est équipé à son extrémité d’un connecteur FO1 de la gamme Fischer FiberOptic Series, aussi bien côté matériel de surface que côté matériel sous-marin. Il permet le transfert rapide de vidéos en qualité HD, ainsi que la transmission d’autres données en temps réel.

 

LE PROJET EN BREF

Secteur

Défense et sécurité, exploration scientifique

Type d’application

Instrumentation, applications marines

Lieu

États-Unis

Description du projet

Strategic Robotic Systems (SRS) a choisi le connecteur FO1 de la gamme Fischer FiberOptic Series pour transmettre, en toute sécurité, aux opérateurs et analystes situés en surface de grandes quantités de données depuis les capteurs, le sonar et les caméras installés sur son drone sous-marin FUSION. Le robot FUSION est utilisé dans le monde entier dans le cadre de missions militaires, de missions de recherche et de récupération ou encore de missions scientifiques. Son connecteur à fibre optique, capable de fonctionner dans des conditions extrêmes, que ce soit dans les océans, les lacs ou les cours d’eau, offre une liaison à 1 gigabit vers la surface. Ce véhicule sous-marin hybride (AUV/ROV), équipé de connecteurs étanches IP68 Fischer Connectors, descend jusqu’à 1000 pieds (304,8 m) de profondeur. Ces connecteurs robustes permettent à cet engin submersible de fonctionner avec ou sans câble de liaison, selon la mission à accomplir.

A titre d’information, la profondeur de plongée du drone FUSION est équivalente au record mondial de plongée sous-marine établi par un humain. En effet, en 2014, Ahmed Gabr, assisté d’une corde de guidage spéciale, a réalisé ce record après une descente de 12 minutes, suivie de 15 heures de remontée en paliers. Lors de ses missions les plus extrêmes, le véhicule FUSION atteint la partie supérieure de la zone dysphotique ou «crépusculaire» de l'océan. À cette profondeur, il y a si peu de lumière qu'il n'y a pas de photosynthèse.*

* La zone dysphotique débute à une profondeur de 200 mètres et va jusqu’à une profondeur de presque 1000 mètres. Le robot FUSION, capable de descendre jusqu’à 1000 pieds ou 304,8 mètres de profondeur, atteint donc la partie supérieure de cette zone > https://oceanservice.noaa.gov/facts/light_travel.html

 

PRINCIPAUX ENJEUX

  • Garantir une connectivité fiable jusqu’à 1000 pieds (304,8 m)
  • Transmettre des vidéos en qualité HD à une vitesse en gigabit
  • Pouvoir fonctionner en étant relié par un câble (pour le transfert des données en temps réel) ou sans être relié par câble (téléchargement ultérieur des données)
  • Nombre élevé de cycles d’enfichage

 

LA SOLUTION

Le connecteur mono-fibre FO1 de la gamme Fischer FiberOptic Series est utilisé sur le drone sous-marin FUSION de la société SRS, lui permettant de descendre à des profondeurs allant jusqu’à plus de 300 mètres, avec ou sans câble de liaison. Son étanchéité IP68 protège le véhicule et les données même dans les conditions océaniques les plus difficiles.

Solution de connectivité choisie

Connecteur à fibre optique FO1 (mono-fibre) de la gamme Fischer FiberOptic Series, câble sur mesure assemblé par la société FIS Blue, partenaire de Fischer Connectors.

Principaux critères

Capacité à supporter la pression (450 psi) exercée à une profondeur de 1000 pieds (304,8 m) et à résister aux rigueurs des milieux océaniques.

Valeur ajoutée

Cette solution de connectique robuste à fibre optique permet au drone FUSION de SRS d’être l’un des rares véhicules hybrides (ROV/AUV) du marché, permettant le transfert en gigabit des données recueillies par le sonar et les différents capteurs, ainsi que la transmission de vidéos en qualité HD.

Avantages commerciaux

  • L’utilisation de la fibre optique garantit une connectivité robuste, tout en permettant à SRS de limiter les coûts, faisant du drone sous-marin FUSION l’un des plus abordables du marché actuel
  • Possibilité de mener des missions sous-marines jusqu’à une profondeur de 1000 pieds (304,8 m)
  • Rentabilité, grâce à un meilleur ratio coût du projet/cycle de vie du produit