La délégation de PolyOrbite avec leur prototype NESSIE lors de la compétition CIRC.

PolyOrbite, dont les activités ont trait à la conception et la fabrication d’un satellite CubeSat et d’une astromobile (rover, en anglais), compte quelques 70 membres, dont 35 qui se concentrent au développement de l’astromobile. Ce sont 10 étudiantes et étudiants qui se sont envolés en Alberta cette année.

Une astromobile est un véhicule conçu afin d'explorer et d'étudier la surface d'un astre. Un tel véhicule est généralement téléguidé à partir d'un centre de contrôle, mais est partiellement autonome. Une astromobile est utilisée généralement à des fins de recherche scientifique, notamment en imagerie, pour le prélèvement d'échantillons, etc.

« Un projet comme la production d’une astromobile capable d'effectuer des tâches scientifiques ou techniques, à distance tout en gardant une grande précision fait appel à tous les génies offerts à Polytechnique », s’enthousiasme Hubert Pilote, directeur administratif du département Rover de PolyOrbite en 2022-2023 et étudiant au baccalauréat en génie aérospatial. « Du génie mécanique au génie chimique ou géologique en passant par les génies informatique et logiciel, tout le monde y trouve sa place. Ce genre de compétition nous donne un aperçu de la réalité du domaine qui nous passionnent toutes et tous! »

Le thème de cette cinquième édition du CIRC, « Disaster has struck the Martian settlement! » (Traduction : « Un désastre a frappé la colonie martienne! », NDLR), portait sur la réalisation d’une mission sur la planète Mars à la suite d’un accident dans un complexe nucléaire. La compétition se tenait dans la région des badlands en Alberta, qui est connue pour être riche en fossiles et pour sa particularité, avec ses allures désertiques, à ressembler à Mars.

Une astromobile aux technologies innovantes

Après leur « baptême de terrain » en 2021, les membres de PolyOrbite ont travaillé d’arrache-pied pour leur deuxième participation à la compétition et ont dévoilé un tout nouveau prototype intitulé New Endearing System for Sophisticated Interplanetary Exploration, dont l’acronyme NESSIE se veut un clin d’œil à la ressemblance de l’astromobile avec le légendaire monstre du loch Ness.

« Pendant les milliers d'heures que nous avons mis sur ce projet, nous avons rencontré des difficultés tout au long du processus, que ce soit lors de la conception, de la fabrication ou lors des épreuves de simulation », souligne Hubert Pilote. « Les erreurs que nous avons commises et les problèmes que nous avons rencontrés sont maintenant de l'expérience que nous avons acquise et qui vont faire de nous de meilleurs ingénieurs et ingénieures. »

Détails techniques de NESSIE :

• Poids : 45 kg, l’astromobile le plus léger à la compétition, grâce à l’utilisation de peu de vis et d’acier
• 6 roues à crampons de très petit diamètre, imprimées en 3D à Polytechnique, inspirées du style de roues des astromobiles présentement sur Mars
• 5 caméras
• Bras articulé installé à l’avant
• Structure en aluminium
• Batteries de plomb rechargeables avec une autonomie de plusieurs heures
• Ordinateur de bord principal : carte Jetson TX2
• Ordinateurs secondaires : cartes Arduino
• Antennes sur l’astromobile et sur la station au sol pour un contrôle à distance, avec un délai d’une à deux secondes

De nombreuses nouvelles technologies ont été développées par les membres de PolyOrbite pour construire ce nouveau prototype comme :

• Un système de suspensions à bogie oscillant (rocker-bogie en anglais) permettant d’escalader tout type de terrain, fabriqué chez Protocase;
• Un bras robotique nommé R3X, doté de 6 axes rotatifs, imprimé en nylon et en acide polylactique (PLA), avec quelques pièces en aluminium, qui est capable de soulever 1 kg. Soulignons que ce bras a été assemblé et retravaillé entièrement par des finissantes et finissants de Polytechnique dans le cadre d’un projet final en génie mécanique et en génie électrique;
• Une pince multifonctions pour le bras robotique, conçue, imprimée et assemblée entièrement au PolyFab Normand Brais, qui intègre notamment une technologie de doigts autoadaptatifs développée par le professeur titulaire Lionel Birglen du Département de génie mécanique de Polytechnique;
• Un capteur GNSS doté d’un accélérateur et d’un gyroscope, permettant ainsi une mesure précise de l’orientation et de la position GPS de l’astromobile;
• Un algorithme de déplacement autonome et d’évitement des obstacles basé sur l’utilisation de deux sonars qui détectent les obstacles par ultrasons;
• Un circuit imprimé conçu par PolyOrbite pour faciliter les branchements entre les contrôleurs des moteurs et l’ordinateur de bord;
• Un algorithme de vision par ordinateur utilisé pour détecter les codes ArUco à partir de n’importe quelle caméra sur l’astromobile;
• Des antennes utilisant les bandes de fréquence 2,4 GHz pour limiter l’impact des obstacles sur le terrain sur la force du signal entre le astromobile et la station au sol;
• Un système de refroidissement par ventilateurs.

« PolyOrbite a su se démarquer à la compétition avec son rocker-bogie couleur rouge vif! Il a épaté les représentants de Protocase qui étaient sur les lieux. Notre bras robotique et la pince multifonctions ont également impressionné les autres équipes » souligne Katherine Zamudio-Turcotte, directrice générale de PolyOrbite en 2022-2023 et étudiante au baccalauréat en génie informatique.

Parmi les améliorations que les membres de PolyOrbite souhaitent apporter pour la prochaine compétition, soulignons le développement d’un bras robotique conçu entièrement par les membres de la société technique, doté de six axes et fabriqué en fibre de carbone pour assurer une bonne résistance tout en minimisant le poids, ou encore l’utilisation de l’intelligence artificielle à bord de l’astromobile, tant pour maximiser la précision des déplacements que pour permettre au bras robotique de reconnaître et prendre lui-même des objets.

« Ce qui fait notre force, c’est notre créativité et notre désir d’innover. Nous allons discuter avec les professeurs et les professeures de Polytechnique pour avoir des aperçus sur les technologies les plus avancées dans le domaine de la robotique. Nous expérimentons avec des matériaux et des technologies d’impression 3D assez variées. On ne manque pas d’idées pour améliorer notre prochain prototype! », conclut Katherine Zamudio-Turcotte.

Félicitations aux membres de PolyOrbite!

En savoir plus

Site de la société technique PolyOrbite
Site du défi Canadian International Rover Challenge (en anglais)