Dans une avancée majeure pour la robotique sous-marine, des chercheurs du California Institute of Technology ont appris à un robot sous-marin à utiliser la turbulence comme mécanisme de propulsion plutôt que de la combattre.
L’équipe de recherche, dirigée par le professeur John Dabiri et l’ancien étudiant diplômé Peter Gunnarson (aujourd’hui à l’Université Brown), a développé un système permettant à leur CARL-Bot de détecter et d’exploiter les anneaux de vortex — l’équivalent sous-marin des ronds de fumée — pour se déplacer efficacement dans l’eau. Leurs résultats ont été publiés dans la revue PNAS Nexus le 12 mai 2025.
« Nous réfléchissions à des façons dont les véhicules sous-marins pourraient utiliser les courants d’eau turbulents pour se propulser et nous nous sommes demandé si, au lieu d’être un problème, ils pourraient représenter un avantage pour ces petits véhicules », explique Gunnarson, qui a construit le CARL-Bot (Caltech Autonomous Reinforcement Learning roBot) durant son passage à Caltech.
Le robot utilise un simple accéléromètre embarqué pour détecter lorsqu’il rencontre un anneau de vortex, puis effectue des manœuvres précises pour se positionner à l’intérieur de la frontière matérielle du vortex. Une fois entraîné dans le vortex, le robot est propulsé sur de longues distances sans dépenser d’énergie supplémentaire. Lors de tests en laboratoire dans un bassin de 16 pieds, cette technique a permis de réduire la consommation d’énergie de près de cinq fois par rapport aux méthodes de propulsion conventionnelles.
Bien que le CARL-Bot ait été conçu à l’origine avec des capacités d’intelligence artificielle pour la navigation, les chercheurs ont découvert une approche plus simple pour la prise de décision sous l’eau. L’équipe a mis au point des commandes de base qui aident le robot à détecter la position d’un anneau de vortex et à se placer pour « sauter dessus et profiter du trajet gratuitement », comme le décrit Gunnarson.
Cette innovation a des implications majeures pour l’exploration océanique, où les petits véhicules sous-marins autonomes sont souvent limités par la durée de vie de leur batterie et peuvent facilement être dépassés par les courants marins. Cette technologie pourrait permettre des missions de plus longue durée pour la surveillance environnementale, la recherche en océanographie et l’inspection d’infrastructures sous-marines. Le professeur Dabiri espère également appliquer ces principes à ses travaux sur les méduses bioniques, afin de créer éventuellement des systèmes hybrides combinant organismes biologiques et contrôles électroniques pour une exploration océanique efficace.