Thèse Développement d'Un Drone de Surface Autonome à Propulsion Solaire et Vélique avec Foils pour l'Observation Océanique de Longue Durée H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : I2S - Information, Structures, Systèmes Laboratoire de recherche : LMGC - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil Direction de la thèse : Loic DARIDON ORCID 0000000310560100 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-10-12T23:59:59 Développement d'un drone de surface autonome à propulsion solaire et vélique avec foils pour l'observation océanique longue durée

L'observation des milieux marins et lagunaires constitue un enjeu majeur pour la compréhension des dynamiques océaniques, le suivi des effets du changement climatique et la gestion durable des zones côtières. Malgré les progrès de l'instrumentation océanographique, la réalisation de mesures continues sur de longues durées reste limitée par les contraintes énergétiques et opérationnelles des plateformes actuelles. Dans ce contexte, le projet SoSud vise à développer un drone de surface autonome à faible consommation énergétique capable de réaliser des missions d'observation environnementale sur de longues périodes.

La plateforme proposée associe plusieurs technologies innovantes : une aile rigide orientable inspirée des systèmes de wing foil assurant la propulsion vélique et supportant des panneaux photovoltaïques, des foils en T permettant de réduire la traînée hydrodynamique, ainsi que des moteurs électriques réversibles pouvant fonctionner comme propulseurs ou hydrogénérateurs pour la récupération d'énergie. L'ensemble est piloté par un système embarqué de contrôle et de décision permettant d'adapter le comportement du drone aux conditions environnementales et aux objectifs de mission. Une configuration dans laquelle l'aile peut se replier sur le pont sera également étudiée afin d'améliorer la compacité et la robustesse du système.

L'originalité du projet réside dans l'intégration de ces différentes technologies au sein d'une même plateforme dédiée à l'observation environnementale. Si chacune de ces briques a déjà fait l'objet d'études spécifiques, leur couplage soulève plusieurs défis scientifiques majeurs. Le premier concerne les interactions entre l'aérodynamique de l'aile, l'hydrodynamique des foils et les lois de commande associées. Le second porte sur la gestion énergétique d'un système exploitant simultanément plusieurs sources d'énergie renouvelable. Enfin, le développement d'un jumeau numérique intégrant les aspects mécaniques, énergétiques et décisionnels constitue un enjeu central pour la conception, la validation et l'optimisation de la plateforme.

Les travaux de thèse porteront sur la modélisation couplée aérodynamique-hydrodynamique, le développement de lois de commande robustes pour le pilotage de l'aile et la régulation des foils, ainsi que sur l'optimisation énergétique et la planification de trajectoires en fonction des conditions environnementales. Le jumeau numérique développé servira à la fois d'outil de conception et d'aide à la décision embarquée.

Le projet s'appuie sur deux prototypes déjà disponibles : un quadri-foiler propulsé électriquement et une aile robotisée à échelle réelle. Il mobilise les compétences complémentaires du LMGC en mécanique et simulation numérique, du LIRMM en automatique, robotique et intelligence artificielle, et de l'IES en électronique de puissance, énergie et instrumentation. Des collaborations avec l'IMFT et MARBEC viendront compléter cet environnement scientifique. Inscrite dans l'Axe 2 du GDR OMER et soutenue par le programme CNRS MITI, cette thèse contribuera au développement de nouvelles plateformes autonomes d'observation océanique tout en faisant progresser les connaissances dans les domaines de la dynamique des systèmes marins, du contrôle embarqué et de la gestion énergétique. Le projet Sosud s'inscrit dans la recherche d'innovations pour la navigation durable et autonome. Il vise à développer un drone de surface hybride, combinant propulsion vélique robotisée, motorisation électrique et foils auto-régulés pour réduire la consommation énergétique. Le projet s'appuie sur les savoir-faire du LMGC, LIRMM et IES, intégrant simulation, robotique et gestion énergétique. Les travaux de thèse permettront de finaliser la commande de l'aile et la motorisation, et de réaliser des tests expérimentaux. L'objectif est de démontrer la performance et l'efficacité de la plateforme, avec un fort potentiel de valorisation scientifique et technologique.

The Sosud project focuses on innovations for sustainable and autonomous maritime navigation. It aims to develop a hybrid surface drone, combining robotic sail propulsion, electric motorization, and self-regulating foils to reduce energy consumption. The project leverages the expertise of LMGC, LIRMM, and IES, integrating simulation, robotics, and energy management. The thesis work will finalize the wing sail control and motorization, and carry out experimental tests. The goal is to demonstrate the platform's performance and efficiency, with strong potential for scientific and technological valorization

**Profil recherché**

Le ou la candidat(e) devra être titulaire d'un diplôme de niveau Master 2 ou équivalent en mécanique, robotique, automatique, énergétique, génie maritime ou dans un domaine proche des sciences de l'ingénieur. Une formation à l'interface de plusieurs de ces disciplines sera particulièrement appréciée.

Le sujet étant fortement multidisciplinaire, le candidat devra démontrer de solides compétences en modélisation et analyse de systèmes physiques ainsi qu'un goût marqué pour la recherche expérimentale. Des connaissances en mécanique des fluides, dynamique des systèmes, automatique, commande, robotique ou systèmes énergétiques constitueront un atout. Une expérience dans le domaine des véhicules autonomes, des systèmes marins, des énergies renouvelables ou des technologies véliques sera appréciée mais n'est pas indispensable.

Le doctorant sera amené à développer des modèles numériques, à participer à la conception et à l'instrumentation de prototypes, à réaliser des essais expérimentaux et à analyser les données obtenues. Une bonne maîtrise des outils de calcul scientifique et de programmation (Python, Matlab/Simulink ou équivalent) est donc attendue. Des compétences en simulation numérique, optimisation, traitement de données ou intelligence artificielle constitueront un avantage supplémentaire.

Le projet reposant sur une collaboration étroite entre plusieurs laboratoires, le candidat devra faire preuve d'autonomie, d'initiative et de capacité à travailler au sein d'équipes interdisciplinaires. De bonnes qualités rédactionnelles et de communication scientifique sont également requises. Une maîtrise satisfaisante de l'anglais scientifique, à l'écrit comme à l'oral, est nécessaire pour la conduite du projet et la valorisation des résultats sous forme de publications et de présentations dans des conférences internationales.

Une sensibilité pour les problématiques liées à l'environnement marin, à l'observation océanographique, aux systèmes autonomes ou à la décarbonation du transport maritime constituera un élément favorable à la candidature.

• Python
• Programmation
• Anglais
• Intelligence artificielle
• Autonomie
• Gestion énergétique
• Pro-activité
• Électronique de puissance
• Mécanique des fluides
• MATLAB
• SimuLink
• Instrumentation
• Robotique