Quand les machines prennent des risques : comment la navigation de précision rend l'automatisation plus sûre

L'automatisation est souvent présentée comme un moyen d'accélérer les opérations industrielles et d'en améliorer la productivité. Mais il existe une autre raison, tout aussi importante, d'automatiser : les personnes ne devraient pas toujours devoir se trouver là où le risque est le plus élevé.
 

Les mines, les ports, les chantiers de construction, les routes, les entrepôts et autres environnements industriels peuvent impliquer l’utilisation d’engins lourds, de véhicules en mouvement, une visibilité réduite, un terrain instable, de la circulation et des conditions d’exploitation complexes. Les machines autonomes et télécommandées peuvent prendre en charge certaines de ces tâches, réduisant ainsi la nécessité pour les personnes de rester directement dans les zones d’exploitation dangereuses.
 

Mais pour que l’automatisation soit utile, les machines doivent savoir où elles se trouvent, où elles vont et comment elles se déplacent. C’est là que la navigation précise devient fondamentale, et c’est pourquoi la sécurité de l’automatisation commence par la couche de positionnement plutôt que par la machine elle-même.

L'automatisation commence par savoir où l'on en est

Une machine autonome ne peut pas prendre de décisions de navigation sûres sans un positionnement fiable. Elle doit connaître sa position, son cap, sa vitesse et ses mouvements par rapport à son environnement.
 

Le GNSS fournit des informations de positionnement, tandis que les capteurs inertiels mesurent le mouvement et l'orientation. En combinant ces sources, les systèmes hybrides GNSS+INS peuvent conserver les informations de navigation même lorsque les signaux satellites sont temporairement faibles ou indisponibles. La technologie GNSS+INS de CHC Navigation utilise cette combinaison pour soutenir les véhicules autonomes, la robotique, l'automatisation industrielle, les opérations portuaires, l'exploitation minière et d'autres applications exigeantes.
 

L’objectif est simple : donner à la machine une perception fiable de sa position, afin que le système d’automatisation puisse prendre de meilleures décisions.

Véhicules autonomes : protéger les personnes contre les dangers liés à la circulation

Les véhicules routiers, les robots mobiles, les véhicules industriels et autres plateformes autonomes évoluent de plus en plus souvent dans des environnements où les personnes et les machines peuvent se côtoyer. Un opérateur humain est capable d’analyser en permanence l’environnement et de corriger la trajectoire du véhicule. Un système autonome doit quant à lui obtenir ces informations grâce à des capteurs et à des technologies de localisation ; une navigation GNSS+INS précise contribue à fournir la base de localisation dont sa pile d’autonomie a besoin.
 

Le CHCNAV CGI-230, par exemple, combine les technologies GNSS, INS et de navigation à l'estime pour assurer une localisation continue du véhicule dans le cadre d'applications de mobilité autonome, assistée et robotisée. Notre précédent article sur le GNSS et la conduite autonome examine comment ce positionnement se comporte en situation de stress.

L'avantage en matière de sécurité ne réside pas simplement dans le fait que le véhicule puisse rouler tout seul. Il tient au fait que l'automatisation peut potentiellement soulager les conducteurs des tâches de conduite répétitives ou dangereuses, tout en fournissant au système autonome les informations de position dont il a besoin pour suivre la trajectoire prévue.

Ports : réduire l'exposition des personnes dans un environnement en constante évolution

Les ports comptent parmi les environnements les plus complexes en matière d’automatisation. Conteneurs, grues, camions, véhicules de terminal, navires, personnel et infrastructures évoluent tous dans une zone relativement restreinte. Les véhicules à guidage automatique et les tracteurs de terminal autonomes peuvent déplacer des conteneurs sans qu’un conducteur doive se trouver à bord de chaque véhicule.
 

Mais l’automatisation portuaire exige une navigation extrêmement fiable. Les structures métalliques, les conteneurs empilés, les grues et autres infrastructures peuvent obstruer ou dégrader les signaux GNSS. Le CHCNAV CGI-610 combine un système GNSS à double antenne avec un système de navigation inertielle étroitement couplé afin de fournir des informations de position, d’attitude et de vitesse à haute fréquence, ce qui permet aux intégrateurs de systèmes de construire des véhicules autonomes capables de maintenir leur solution de navigation dans des environnements portuaires difficiles. Notre article sur les véhicules autonomes dans les opérations portuaires aborde ce déploiement plus en détail.

L'objectif principal n'est pas simplement d'accélérer la manutention des conteneurs. Il s'agit de créer un environnement de travail dans lequel moins de personnes soient physiquement exposées aux véhicules et aux engins en mouvement.

Exploitation minière : l'automatisation dans un environnement dangereux

L'exploitation minière illustre parfaitement pourquoi l'automatisation peut constituer une technologie de sécurité. Les mines à ciel ouvert peuvent faire intervenir d'énormes camions de transport, des chargeuses, des terrains accidentés, de la poussière, des conditions routières changeantes, des pentes raides et des schémas de circulation complexes. Le fait que les opérateurs se trouvent à l'intérieur de chaque véhicule les expose directement à l'environnement d'exploitation, et les systèmes autonomes de transport et de chargement peuvent changer la donne.
 

Les technologies GNSS+INS de CHC Navigation fournissent des informations de positionnement et de navigation pour les applications minières autonomes. Le CGI-610, par exemple, a été déployé dans des véhicules miniers autonomes et est conçu pour fournir des informations fiables sur la position, l'attitude et la vitesse dans des environnements exigeants. L’automatisation des chargeuses minières constitue une autre application de cette même technologie hybride GNSS+INS, permettant aux chargeuses de suivre leurs trajectoires de travail tout en réduisant l’intervention humaine dans des conditions dangereuses. Notre article sur la navigation de précision pour l’exploitation minière autonome explique comment ces systèmes sont configurés.

Dans ce domaine, l'automatisation peut entraîner un changement radical. Plutôt que de se demander comment assurer davantage la sécurité des personnes dans un environnement dangereux, la question devient : dans quelle mesure peut-on réaliser cette tâche dangereuse sans y envoyer de personnel ?

Bâtiment et terrassement : moins de personnes à proximité des engins de chantier

Les chantiers de construction sont en constante évolution. Les pelles mécaniques, les bulldozers, les niveleuses, les camions et d’autres engins peuvent fonctionner simultanément, souvent à proximité des ouvriers et d’autres équipements. L’automatisation et le guidage des engins permettent de réduire le nombre d’interventions manuelles nécessaires pour certaines tâches, tandis que le positionnement précis aide les engins à déterminer leur emplacement par rapport aux trajectoires prévues, aux zones de travail ou aux modèles numériques.
 

Le CGI-610 prend en charge des applications telles que le contrôle d’engins en 3D, le guidage autonome de véhicules, l’automatisation industrielle et la robotique. Les avantages en matière de sécurité sont particulièrement importants lorsque l’automatisation réduit la nécessité pour les ouvriers d’effectuer des tâches répétitives à proximité d’engins lourds. Notre article complémentaire sur le contrôle d’engins pour tous les entrepreneurs aborde cette même évolution sous l’angle du terrassement.

C'est la précision qui rend l'autonomie envisageable

L'automatisation ne suffit pas à elle seule à garantir la sécurité d'une opération. Une machine a besoin d'informations fiables et doit pouvoir répondre en permanence à une série de questions.
 

• Où suis-je ?
   
• Dans quelle direction suis-je orientée ?
   
• À quelle vitesse vais-je ?
   
• Est-ce que je suis bien sur la trajectoire prévue ?
   
• Ma position a-t-elle changé de manière inattendue ?
   
• Puis-je continuer à fonctionner lorsque les signaux GNSS sont temporairement indisponibles ?

C’est pourquoi le positionnement est une technologie fondamentale pour les systèmes autonomes. Le GNSS fournit un positionnement absolu et l’INS fournit des informations sur le mouvement et l’orientation. Lorsque ces deux technologies sont étroitement intégrées, le système peut maintenir une solution de navigation plus continue dans des environnements où les conditions GNSS ne sont pas toujours idéales, ce qui est particulièrement utile dans les canyons urbains, les tunnels et autres zones où la réception GNSS est obstruée.

L'automatisation ne remplace pas les personnes, elle modifie leur rôle

L'automatisation industrielle ne doit pas avoir pour objectif d'écarter les personnes du processus. Elle doit permettre de confier aux personnes les tâches pour lesquelles le jugement humain est le plus précieux, tout en les préservant d'une exposition inutile aux risques physiques.
 

Un véhicule portuaire autonome a toujours besoin d’être supervisé. Une machine minière autonome a toujours besoin d’une stratégie d’exploitation. Un robot a toujours besoin d’un ingénieur pour concevoir et entretenir le système. Un capteur de navigation doit toujours être intégré dans une architecture d’autonomie plus large. L’automatisation modifie le lieu de travail des personnes et la nature de leurs tâches, ce qui peut constituer l’un de ses plus grands avantages en matière de sécurité.

Mise en place de la couche de navigation pour une autonomie plus sûre

CHC Navigation fournit des capteurs GNSS, des systèmes GNSS+INS, des capteurs IMU et des antennes GNSS destinés aux intégrateurs de systèmes qui développent des applications autonomes et robotiques. La gamme actuelle comprend notamment les modèles CGI-610, CGI-230, CGI-830 et CI-710, ainsi que d'autres composants de positionnement. L'ensemble de la gamme est présenté sur notre page dédiée aux solutions de navigation et de positionnement.
 

Chaque application nécessite une architecture de navigation spécifique. Un robot autonome léger peut avoir des exigences très différentes de celles d'un véhicule minier de 100 tonnes, et un tracteur portuaire peut être confronté à des défis de positionnement différents de ceux d'une engin de chantier. Mais l'exigence fondamentale reste la même : le système autonome a besoin d'informations fiables sur sa position et ses déplacements. Notre rôle consiste à fournir cette base de positionnement et de navigation afin que les intégrateurs de systèmes puissent construire autour d’elle une solution autonome complète.

L'avenir de la sécurité pourrait passer par une réduction du nombre de personnes présentes dans la zone de danger

L'avantage le plus précieux de l'automatisation ne se mesure peut-être pas en heures de fonctionnement ou en débit. Elle pourrait plutôt se mesurer en termes d’exposition évitée : chaque exploitant minier qui n’a pas besoin de prendre place à bord d’un véhicule autonome, chaque docker qui n’a pas besoin de se tenir à proximité d’engins en mouvement, chaque ouvrier du bâtiment qui peut effectuer une tâche sans pénétrer dans la zone d’intervention des engins de chantier, et chaque opération répétitive ou dangereuse liée à la conduite d’un véhicule qui peut être réalisée à distance ou de manière autonome.
 

Voici quelques exemples illustrant comment l’automatisation peut modifier la relation entre les personnes et les risques industriels.

Conclusion : privilégier la précision là où cela compte vraiment

L'automatisation ne peut pas résoudre tous les problèmes de sécurité. Les machines ont toujours besoin de capteurs adaptés, de systèmes de perception, de logiciels de commande, de réseaux de communication, de procédures opérationnelles, d'une supervision humaine et d'une ingénierie de sécurité rigoureuse. Mais une navigation précise est l'un des fondements sur lesquels repose une autonomie fiable.
 

En combinant le GNSS et la détection inertielle, CHC Navigation fournit des technologies de positionnement et de navigation destinées aux véhicules autonomes, à la robotique, aux opérations portuaires, à l’exploitation minière, à la construction et à d’autres applications industrielles. Notre vision ne se limite pas à un monde où les machines accomplissent davantage de tâches. Il s’agit d’un monde où les machines peuvent prendre en charge davantage de tâches qui exposent les personnes à des risques.

Lorsque les machines sont capables de se déplacer avec précision, les personnes peuvent s'éloigner davantage de la zone de danger. Et c'est peut-être l'une des principales raisons d'opter pour l'automatisation.

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À propos de CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) développe des solutions avancées de cartographie, de navigation et de positionnement conçues pour améliorer la productivité et l'efficacité. Au service de secteurs tels que le géospatial, l’agriculture, le contrôle des machines et l’autonomie, CHCNAV propose des technologies innovantes qui donnent les moyens d’agir aux professionnels et favorisent le progrès de l’industrie. Avec une présence mondiale s’étendant sur plus de 140 pays et une équipe de plus de 2 200 professionnels, CHC Navigation est reconnue comme un leader dans le secteur géospatial et au-delà. Pour plus d’informations sur CHC Navigation [300627.SZ], rendez-vous sur : https://navigation.chcnav.com/about/overview