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ASSEMASSEM : AArray of SSensors for long term SSeabEEd MMonitoring of geohazards

Jérôme Blandin, Julien Legrand

Plan de la présentationPlan de la présentation

•Les stations benthiques•ASSEM : présentation générale•La notion de réseau•Le rôle d ’ASSEM•La chaîne de communication•Le nœud ASSEM•Le COSTOF•L ’énergie•Les expériences pilotes

Les stations benthiquesLes stations benthiques

•Du grec Benthos : appartenance au fond sous marin

• Vecteur d'instrumentation

• Pas de lien physique avec la surface

• Opère de manière autonome sur le fond

DéfinitionDéfinition

Les stations benthiquesLes stations benthiques

• Domaines d'investigation: Activité biologique Paramètres physiques Activité sismique ...

MissionsMissions

Les stations benthiquesLes stations benthiques

• Engin pesant (lesté)• Descente libre ou à l'aide d'un

outil de déploiement• Eventuellement repositionné au

fond

Mise en oeuvreMise en oeuvre

Les stations benthiquesLes stations benthiques

• Actionneurs: piège à particules, cloche à mouvoir...

• Capteurs: température, conductivité, turbidité, courant, pH, résistivité, accélération...

• Photos, vidéos• .....

Contenu instrumentalContenu instrumental

Les stations benthiquesLes stations benthiques

• Consommation• Encombrement / poids• Vibrations• Stabilité dans le temps• FIABILITE

ContraintesContraintes

Le projet ASSEMLe projet ASSEM

•Projet Européen : de 2002 à 2004•Plusieurs partenaires•2 expériences pilotes•Nouveauté : notion de réseau de fond de

mer

AArray of SSensors for long term SSeabEEd MMonitoring of geohazards

La notion de réseauLa notion de réseau

La notion de réseauLa notion de réseau

•Une architecture distribuée constituée de plusieurs stations (nœuds)

•Couverture ~ 1km2•Communication

- Latérale et verticale - Bidirectionnelle

•Notion de temps réel

Le rôle d ’ASSEMLe rôle d ’ASSEM

•2 applications principales:

•Pétrolière surveillance des pentes près de zones d ’exploitation

•Sismique Etude de zone à risque et prévoyance de mouvements

•D ’autres applications envisagées ex : surveillance d ’épaves...

La chaîne de communicationLa chaîne de communication

Une chaîne complexe : Liaison série, Bus CAN, Acoustique,

GPRS, internet

3 types de communications possibles :•locale depuis le fond•depuis la surface•depuis la terre

Accès local (par sous-marin)

Liaison série inductive, sans fil

CapteurStation

Accès distant depuis la surface

StationCapteur

Lien acoustique

vertical + horizontal

Hydrophone

Hydrophone

Accès distant depuis la terre

Serveur

StationCapteur

Internet

Lien acoustique

vertical + horizontal

Lien GPRS

Utilisateur

Le nœud ASSEMASSEM

2 m 40, 600 kg

Le nœud ASSEMASSEM

Le COSTOFLe COSTOF

•Interfaçage avec les capteurs•Stockage local des données•Interfaçage acoustique

- avec les autres stations - avec la surface

•Interfaçage avec la liaison sans fil

COCOmmunication and STOSTOrage FFront-end

RôlesRôles

Unité électronique de la station

Le COSTOFLe COSTOFArchitectureArchitecture Modularité

EvolutivitéCapteurs hétérogènes, Fonctionnalités diverses,...

Architecture distribuéeBus de terrain Multi processeurs

Utilisation du bus CAN (Controller Area Network)Protocole très répandu (automobile nottament) Protocole éprouvé temps de dvpt réduit

Le COSTOFLe COSTOF

• Multi-maîtres

• Capable de réveiller des noeuds endormis

• Composants faible consommation

• Transmission de données sécurisée

• Vitesse: 1 Mbit/s sur câble de 40 m

• Facile à mettre en oeuvre

• Largement diffusé...

Le bus CANLe bus CAN

Le COSTOFLe COSTOFArchitectureArchitecture

Capteur 1

Capteur 2

Capteur 3

Capteur 6

.....

Com.locale

Com.acoust.

Carte com. locale

Carte com.

Acoust.Bus CAN

Carte capteur

1

Carte capteur

2

Carte capteur

3

Carte capteur

6

.....

COSTOF

Le COSTOFLe COSTOFLa carte passerelleLa carte passerelle

Interface réseau CAN

Mémoire Flash

Mémoire RAM

Horlogetemps réelMicro

Régulateurde tension

DriverRS232

Bus CAN

Le COSTOFLe COSTOFPhotosPhotos

L ’énergieL ’énergie

• 2 tensions distinctes : 24 V modem acoustique 12 V COSTOF + capteurs

• Piles lithium

• Remplaçables par un ROV ou un sous-marin

• Element critique de la station mode veille déterminant

L ’énergieL ’énergie

• COSTOF (12V) :100µA en veille / carte60 ma en actif / carte

• Modem (24V) :2 mA en veille3A en émission100 mA en réception

• Capteurs (12V):de 0 à quelques centaines de mA

Expériences pilotesExpériences pilotes

• Norvègemise en place : février 2004

• Grècemise en place : avril 2004

Finneidfjord (Norvège)Finneidfjord (Norvège)

Etude de la stabilité des pentes sous-marinesSituationSituation

Golfe de Corinthe (Grèce)Golfe de Corinthe (Grèce)

Etude de l ’activité sismique

SituationSituation

Golfe de Corinthe (Grèce)Golfe de Corinthe (Grèce)TopologieTopologie

Golfe de Corinthe (Grèce)Golfe de Corinthe (Grèce)

Station Aegion

A M1 ORM2

Liens acoustiques

bouée

Lien GPRS

-160 m

-380 m

TopologieTopologie

ConclusionsConclusions

• ASSEM est un projet innovant- deploiement d ’un reseau- longue durée d ’exploitation- architecture modulaire

• Extension à différents domainesbiologie, surveillance, ....

• Evolutions technologiques :Mémoire de masse (1Gbits)Messagers largables...