Isabelle Quidu, habilitée à diriger des recherches

A l’instar des mammifères marins, l’homme a développé des systèmes sonar capables de percevoir l’environnement marin sur des distances plus ou moins longues et avec plus ou moins de détails en fonction de ses besoins. Le principal besoin auquel s’intéresse Isabelle Quidu est la reconnaissance automatique de cibles sous-marines, qu’elles soient posées sur le fond ou flottantes entre deux eaux, pour des applications militaires et civiles étendues.

Isabelle Quidu, enseignante et chercheure, maître de conférences et spécialiste du traitement d’images sonars, a rejoint l’ENSTA Bretagne en 2005, après avoir exercé des fonctions d’ingénieure de recherche études amont chez Thales. Elle est rattachée au laboratoire Lab-STICC (UMR CNRS 6285) où elle pilote l’équipe PRASYS (Perception, Robotique, SYStèmes autonomes). Ses recherches l’ont conduite à tisser des partenariats forts avec d’autres laboratoires de référence sur la thématique, au Canada et en Norvège.

En plus de ses missions d’enseignement aux élèves ingénieurs de l’ENSTA Bretagne, le défi quotidien d’Isabelle Quidu est de faire avancer la connaissance et de créer des outils d’aide à la décision pour faciliter les opérations, militaires et civiles, pour la détection d’objets, d’anomalies ou d’obstacles en mer.

Les applications couvrent par exemple la détection de mines sous-marines, d’engins explosifs improvisés ou d’épaves, et s’étend à l’inspection d’ouvrages maritimes immergés ou encore à la détection d’obstacles dans la colonne d’eau pour assurer la navigation autonome de robots sous- marins. Du fait de leur flexibilité et de leur discrétion, les robots autonomes sont aujourd’hui des alliés précieux des opérateurs.

Les recherches d’Isabelle ciblent la mise au point d’algorithmes de traitement des images sonar HF (haute fréquence) fiables, adaptés à différentes combinaisons de capteurs acoustiques, et aptes à traiter, en temps réel, une quantité de plus en plus importante de données issues de sonars de plus en plus perfectionnés.

Férue de sciences et technologies marines, comme bon nombre de ses collègues de l’ENSTA Bretagne, Isabelle est experte du traitement d’images sonar et de ses spécificités : géométrie d’acquisition, phénomènes physiques sous-jacents, environnement marin variable. Elle bénéficie également d’une connaissance fine des modes de fonctionnement des capteurs acoustiques, qu’il s’agisse de sonar latéral, de sonar frontal, ou des dernières générations de sonars à antenne synthétique qui offrent de bien meilleures résolutions quelle que soit la distance d’observation.

Isabelle a présenté ses travaux de recherche en suivant la chronologie de perfectionnement au fil des années des systèmes d’imagerie et des algorithmes de traitement associés pour répondre à l’évolution de la menace, dans le domaine de la chasse aux mines notamment.

Outre la reconnaissance de cibles sur le fond marin, la problématique de la détection d’obstacles s’est imposée plus récemment afin de permettre à des drones sous-marins d’autonomie croissante de mener leur mission en toute sécurité et ce, quelle que soit leur immersion.

Initialement destiné aux opérateurs, l’usage des images sonar haute fréquence est aujourd’hui à adapter face au flot croissant de données à traiter et à l’automatisation progressive des tâches à bord de drones sous-marins.

La discrétion, la souplesse et la sécurité de ces véhicules ouvrent de nombreuses possibilités, dans les domaines militaire et civil. Les gains importants de performance attendus, en fiabilité de détection comme en couverture des zones explorées, incitent de nombreux acteurs académiques et industriels, et l’ENSTA Bretagne en particulier, à concevoir des systèmes ou meutes de drones coopérants, qui associent drones de surface et robots sous-marins autonomes.

Cette adaptation à la robotique mobile sous-marine exigera l’étude des mécanismes de perceptionaction dans un environnement incertain et peu structuré avec une communication limitée et induit un changement complet de méthodologie pour l’organisation des missions et le traitement des données.

Isabelle Quidu s’est pleinement emparée du sujet et a entamé depuis 2016 une étape nouvelle et ambitieuse de son parcours, en assurant au sein du laboratoire Lab-STICC, le pilotage d’une nouvelle équipe dédiée à la perception et à l’action de systèmes autonomes, dénommée PRASYS (Perception, Robotique, SYStèmes autonomes).