Sur terre pour déminer les sols, sur mer pour surveiller et dépolluer les eaux, et bien sûr tous les usages militaires … Où en est-on ?
Des drones ou robots aquatiques dont la propulsion ou la mobilité s’inspire explicitement de la nage des tortues existent, sous forme de prototypes ou de projets de recherche récents. Par exemple, le projet français Green Turtle a conçu un robot-ramasse-déchets doté de larges nageoires faites pour imiter la dynamique de nage d’une tortue marine, visant ainsi à maximiser son agilité et son efficacité énergétique dans l’eau.
De même, des travaux de robotique bio-inspirée ont mené au développement de robots amphibies à nageoires, capables de marcher, ramper et nager grâce à des membres souples imitant ceux des tortues, comme signalé par une équipe de Yale avec leur robot Amphibious Robotic Turtle (ART) qui adopte différents modes de déplacement selon le milieu, grâce à des pattes-nageoires morphables.
L’objectif de ces approches biomimétiques est d’optimiser le déplacement sous-marin, notamment en environnement complexe, en s’inspirant de l’agilité et du rendement des tortues marines. Ces robots sont encore en phase de développement ou de prototypage, mais plusieurs publications (notamment en France et aux États-Unis) font état d’expérimentations concrètes de propulsion via nageoires inspirées directement du mouvement des tortues.
À ce stade, il s’agit surtout de robots démonstrateurs ou destinés à la collecte de déchets dans les ports, mais la biopropulsion « type tortue » suscite un intérêt international en robotique aquatique avancée.
La propulsion des drones aquatiques bio-inspirés de la nage des tortues marines s’appuie sur une imitation fine des mouvements naturels de leurs nageoires pour maximiser agilité, maniabilité et rendement énergétique.
Principes et techniques d’imitation
- Nageoires motorisées indépendantes : Les robots comme le U-Cat ou le Green Turtle utilisent quatre nageoires artificielles qui imitent les battements synchronisés ou opposés des pattes antérieures des tortues marines. Ces nageoires sont le plus souvent actionnées par des moteurs électriques ou hydrauliques permettant des mouvements flexibles dans toutes les directions.
- Mouvements ondulatoires et alternés : Comme les tortues, les robots adoptent un cycle de propulsion où chaque nageoire pousse l’eau vers l’arrière à l’aide d’un battement puissant, puis retourne en position en minimisant la traînée. Ce mouvement limite les turbulences et reproduit la discrétion naturelle des tortues, avantageux pour la collecte de déchets ou l’observation écologique.
- Contrôle de la direction : En variant l’angle ou la vitesse d’une ou plusieurs nageoires, le robot peut tourner, pivoter sur lui-même ou s’arrêter efficacement, ce qui offre plus de précision qu’une simple hélice, surtout dans des milieux encombrés comme les ports ou les épaves sous-marines.
Raisons du choix biomimétique
- Faible perturbation du milieu : La nage par battement de nageoires génère peu de remous et réduit l’impact sur la faune et la flore, contrairement aux hélices bruyantes.
- Grande agilité : Comme chez l’animal, les robots peuvent changer rapidement de trajectoire, effectuer des demi-tours serrés ou se stabiliser sur place, un atout pour les missions de collecte précise ou d’inspection.
- Efficacité énergétique : La dynamique naturelle de la nage des tortues permet d’optimiser la consommation d’énergie pour parcourir de longues distances avec des batteries limitées.
Exemples concrets
- U-Cat (Estonie) : Utilise quatre nageoires motorisées imitant fidèlement le modèle naturel pour l’archéologie sous-marine ou l’inspection délicate de sites.
- Green Turtle (France) : Dédié à la collecte de déchets, il navigue à la manière d’une tortue pour un déplacement fluide et respectueux de son environnement.
- RoboTurtle (Chine) : Intègre des membres multi-articulés et capteurs qui adaptent en temps réel la nage à l’environnement, augmentant la discrétion et la réactivité.
En résumé, la propulsion inspirée des tortues marines ne repose pas sur des hélices ou jets d’eau, mais sur des nageoires artificielles motorisées reproduisant les séquences biomécaniques naturelles, ce qui assure aux robots aquatiques une mobilité fine, durable et respectueuse des écosystèmes.