Description du sujet de thèse

Missions
Ce travail de thèse se déroulera dans le cadre du Work Package 1 du projet ANR LiSCaR. Vous aurez pour mission principale de contribuer à une approche unifiée de modélisation, d'analyse et de contrôle de Robots Parallèles à Câbles (RPC) à structure légère. L'objectif global est de rassembler la modélisation et la conception de la structure légère et du RPC dans une méthodologie commune, plutôt que de les considérer le RPC et sa structure de soutien comme deux systèmes distincts. Cette approche consistera en une modélisation élasto-statique, suivie d'une modélisation dynamique et d'une analyse modale de robots parallèles à câbles à structure légère. En outre, des stratégies de contrôle de ces RPC basées sur des modèles de substitution seront proposées en tenant compte du comportement de la structure en termes de déformations et de vibrations.
Détails de la mission.
Modélisation élasto-statique des RPC à structure légère.
Modélisation dynamique des RPC à structure légère.
Analyse modale des RPC à structure légère.
Stratégies de contrôle des RPC à structure légère basées sur des modèles de substitution.
Expérimentations sur un prototype de RPC à structure légère pour des applications en agriculture.
Rédaction de rapports de projet et de publications scientifiques.
Participation aux réunions d’équipe du LIRMM et du projet LiSCaR.

Vous travaillerez au LIRMM à Montpellier dans l’équipe DEXTER du département robotique (https://www.lirmm.fr/equipes/dexter/) et en collaboration avec les partenaires du projet ANR LiSCaR (UMR ITAP INRAE, Lab. Navier UGE-ENPC-CNRS).

Votre profil :
Formation : Vous êtes titulaire d'un diplôme de master ou d'ingénieur en robotique ou dans un domaine connexe.

Compétences :
Maîtrise de techniques de calculs appliquées à la mécatronique et plus particulièrement à la robotique, et de logiciels associés (p. ex. Matlab/Simulink).
Maîtrise de la modélisation cinématique et dynamique en robotique.
Connaissances approfondies en programmation (C++, Python, …).
Connaissances en robotique à câbles et/ou en robotique agricole.
Connaissances en méthodologie de simulation numérique et d’expérimentation.
Connaissances générales des algorithmes utilisés en robotique pour la commande, le traitement du signal, la vision, la planification.
Connaissances générales des capteurs (caméras, capteurs d'efforts, codeurs, centrale inertielle) et actionneurs utilisés en robotique et de leur mise en œuvre.
Maîtrise de la langue française.
Pratique de l'anglais dans le cadre d'activités de recherche.

Qualités personnelles :
Rigueur et méthode.
Esprit d'équipe et capacité à collaborer.
Curiosité et goût pour la recherche.

Pour postuler, merci de soumettre votre CV et votre lettre de motivation.

Mots-clés : robotique, robots à câbles, structure légère, robotique pour l’agriculture, modélisation, simulations et expérimentations.

Contexte de travail

Cette thèse s’inscrit dans le projet ANR LiSCaR - Lightweight Structure Cable-driven parallel Robot – qui porte sur l'analyse et la conception intégrées de Robots Parallèles à Câbles (RPC) de grande dimension et de structures légères. L'objectif global du projet est de rassembler la modélisation et la conception de la structure légère et du RPC dans une méthodologie commune, plutôt que de les considérer le RPC et sa structure de soutien comme deux systèmes distincts. En particulier, les structures légères à cadre fermé de grande dimension seront examinées. Ces deux caractéristiques (grande taille et légèreté) vont de pair avec une modélisation des grands déplacements qui sera intégrée dans le cadre d'une analyse géométrique non-linéaire. En outre, l'optimisation de la topologie de la structure en couplant les raideurs géométriques et élastiques sera abordée comme un développement théorique clé du projet. Une méthodologie pour dériver des modèles simplifiés des structures de support légères du RPC sera développée pour permettre des calculs rapides exécutés en temps réel au sein de la commande des mouvements du RPC. En guise de démonstration pratique des résultats du projet, une structure de soutien ultra-légère pour un prototype de RPC de grande dimension, utilisé dans les démonstrations de tâches agricoles, sera produite et installée dans un grand champ sur le site de l'INRAE.
La thèse se déroulera au Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), dans l’équipe DEXTER du département de robotique. Le LIRMM est une unité mixte de recherche, dépendant conjointement de l'Université Montpellier (UM) et du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Il est situé sur le Campus Saint-Priest de l'UM. Ses activités de recherche positionnent pleinement le LIRMM au cœur des sciences et technologies de l'information, de la communication et des systèmes. Ainsi, de l'information aux systèmes, de la technologie à l'humain et aux usages, les activités de recherche du LIRMM concernent : la conception et la vérification de systèmes intégrés, mobiles, communicants, la modélisation de systèmes complexes à base d'agents, les études en algorithmique, bioinformatique, interactions homme-machine, robotique, etc.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.