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Avec sa technologie du « sens électrique », ELWAVE équipe les robots d’un 6e sens


Lauréate du prix I-LAB 2019*, ELWAVE est une start-up nantaise fondée en 2018 grâce à une valorisation des travaux de recherche du laboratoire de biorobotique d’IMT Atlantique (Laboratoire des Sciences du Numérique LS2N). L’entreprise conçoit, fabrique et commercialise des systèmes de détection, navigation et  caractérisation électromagnétiques basés sur la technologie de rupture du « sens électrique ». Carnot M.I.N.E.S a rencontré son fondateur, Pierre Tuffigo.
 

Carnot M.I.N.E.S : En quelques mots, quel est le projet proposé par ELWAVE ?

Pierre TUFFIGO : « ELWAVE développe un nouveau type de systèmes de détection pour les robots industriels et sous-marins basé sur la perception sensorielle électrique ou ‘sens électrique’. Simples d’utilisation, nos solutions fournissent une perception à 360° en temps réel des environnements complexes, dans l’air, l’eau ou les sédiments. »


Carnot M.I.N.E.S : D’où est venue cette idée ?

Pierre TUFFIGO : « En arrivant à Nantes avec l’ambition de créer une entreprise industrielle innovante, je suis allé à la rencontre des laboratoires académiques pour discuter des technologies développées qui pourraient faire l’objet d’une valorisation industrielle. J’ai ainsi rencontré le Pr. Frédéric BOYER, directeur du laboratoire de biorobotique du LS2N qui travaille depuis 2007 sur la technologie du ‘sens électrique’.

Le ‘sens électrique’ est le mode de perception de poissons tropicaux vivant dans des eaux encombrées et très boueuses. Dans cet environnement, la vision et l’acoustique sont inefficaces. L’évolution naturelle a ainsi conduit ces poissons à se doter d’un mode de perception alternatif. Ils génèrent un champ électrique qui est perturbé par l’environnement. Grâce à des électrorécepteurs présents sur leur peau, ils ressentent les perturbations et les analysent pour obtenir une « image électrique » de leur environnement.
Les systèmes ELWAVE reproduisent ce mode de perception. On parle de biomimétisme.

Pour faire une analogie visuelle, imaginez que vous êtes au centre d’un ballon de baudruche gonflé. Le contact avec un objet extérieur va déformer localement le ballon et vous allez déterminer avec précision la position, la forme et le type d’objet perturbateur. Le ‘sens électrique’ fonctionne de la même manière avec une « bulle électrique » de perception. »


Carnot M.I.N.E.S : Quels sont les avantages et applications de cette technologie ?

Pierre TUFFIGO : « Le sens électrique est l’unique technologie qui détecte et caractérise à 360° et en temps réel tous types de matériaux dans l’air, l’eau ou les sédiments. Nous proposons une perception et une vision nouvelle de l’environnement par rapport aux technologies existantes.

Sur le marché de la robotique sous-marine, utilisée pour des opérations d’inspection et de maintenance des infrastructures offshore, les caméras qui équipent les robots sous-marins téléopérés (ROV) sont aveugles quand les eaux sont sales. Les systèmes ELWAVE installés sur les ROV donne à leurs pilotes une vision temps réel et à 360° de leur environnement y compris en eaux turbides. Cela permet d’augmenter la productivité de ces robots et de diminuer les coûts de ces opérations de l’ordre de 10%. Un gain énorme estimé à plus de 200 millions d’euros par an à l’échelle internationale sur le seul parc de véhicules existants.

L’avenir de la robotique sous-marine passe par les drones sous-marins (AUV). Opérant 24h/24 et à plus grande vitesse que les ROV et ne nécessitant pas de grands navires pour leur pilotage et leur transport, ils permettront de diviser par 10 les coûts des opérations d’inspection et de maintenance des infrastructures offshore.
Cependant, aujourd’hui, les AUV ne sont pas déployés à proximité des infrastructures sous-marines. En effet, pour voir leur environnement, ils sont équipés de sonars qui sont efficaces en pleine mer mais inefficaces dans les environnements contraints (à proximité des infrastructures, dans de faibles eaux).

Le ‘sens électrique’ donne cette perception fine de l’environnement dans les milieux encombrés. Les systèmes ELWAVE constituent ainsi une technologie-clé pour les fabricants et opérateurs d’AUV et les clients finaux (opérateurs portuaires, de champs éoliens en mer, oil&gas …) pour le déploiement opérationnel des AUV et des gains supérieurs à un milliard d’euros par an.

La détection et la caractérisation des objets enfouis (câbles, mines, pipelines …) constitue une autre application sous-marine immédiate. Ces objets sont aujourd’hui mal détectés par les capteurs disponibles, principalement la magnétométrie qui ne détecte que les matériaux métalliques. La capacité du sens électrique à détecter tous types de matériaux, isolants et conducteurs, dans les sédiments marins constitue une avancée majeure pour cette application.

Enfin, le second grand champ d’application est la robotique industrielle. Aujourd’hui, les bras robotisés sont utilisés sur toutes les chaines de fabrication du monde (automobile, pharmaceutique, aéronautique …) mais leur utilisation est limitée au périmètre strict d’un îlot libéré de toute présence humaine pour des raisons évidentes de sécurité.
Aucun capteur n’existe aujourd’hui pour détecter efficacement et en temps réel un éventuel obstacle dans l’ensemble de la zone d’opération du robot. Les capteurs de force utilisés sur les petits robots  collaboratifs ne permettent l’arrêt du robot qu’en cas de contact ce qui limite sa vitesse et sa capacité de charge.

Pourtant la robotique collaborative homme-machine apparaît comme la prochaine révolution industrielle et c’est la technologie ELWAVE qui pourrait la rendre concrète et opérationnelle en rendant possible la détection proche en temps réel et à 360°. »


Carnot M.I.N.E.S : Quelles sont vos perspectives d’évolution industrielle ?

Pierre TUFFIGO : « Nous réalisons actuellement les premiers prototypes sous-marins avec le co-financement de gros acteurs industriels du secteur que sont TOTAL, SAIPEM et SUBSEA7 pour une utilisation sur ROV et AUV. Notre objectif est de pouvoir commercialiser nos premiers produits en mi-2020. Nous travaillons également avec des acteurs de la défense navale.
En robotique industrielle, nous venons de signer un accord de partenariat avec AIRBUS pour le développement de la technologie.​
Côté chiffre d’affaires, notre ambition est d’atteindre 5 millions d’euros en 2023. A terme, ces premières applications de détection sous-marine et industrielle sont énormes et représentent un potentiel de chiffre d’affaires supérieur à 200 millions d’euros. C’est dans cette logique qu’une levée de fonds est prévue pour mi-2020 et que ELWAVE est en phase active de recrutements pour atteindre une dizaine de collaborateurs en 2020 (aujourd’hui ELWAVE est composé de 3 personnes NDLR). »


Carnot M.I.N.E.S : Votre relation se poursuit avec l’IMT Atlantique ?

Pierre TUFFIGO : « Oui et avec une volonté mutuelle de la renforcer. Nous venons de signer un accord de collaboration pour la création d’un laboratoire commun IMT / ELWAVE pour poursuivre la valorisation des projets de recherche actuels et futurs sur la technologie. A cette occasion, ELWAVE est désormais l’entité exclusive de valorisation industrielle du laboratoire de biorobotique sur la technologie du ‘sens électrique’. »


En savoir plus sur ELWAVE : https://elwave.fr/

Concours d’innovation du Ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation et de Bpifrance


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