Ce sujet porte sur le robot d’inspection du réseau d’eau potable PATHFINDER produit par la société française ACWA Robotics. On estime actuellement que 20 à 40% de l’eau acheminée dans le monde par les réseaux de distribution est perdue lors de ce transport, soit 32 milliards de mètres cubes par an. L’obsolescence de ces réseaux et le manque d’entretien et de renouvellement en sont les principales raisons. La connaissance de ces réseaux, leur localisation et leur état sont au cœur du problème.

Le robot PATHFINDER a donc été conçu pour se déplacer de façon autonome dans les canalisations, sans perturber la distribution aux usagers, afin de cartographier et diagnostiquer l’état de ces réseaux. Il peut passer les coudes et franchir les embranchements, dans le courant ou à contre-courant. PATHFINDER pourra fournir les informations suivantes :

- La localisation des canalisations ;

- L'évaluation exhaustive de l'état des canalisations (épaisseur, corrosion, microfissures, ovalisation...) ;

- Les données nécessaires concernant les grandeurs hydrauliques (pression, qualité, turbidité…).

Dans cette étude, le robot est composé des deux sous-systèmes suivants :

1. Un système de déplacement ;

2. Un système d’acquisition de données.

Le sujet porte principalement sur le système de déplacement et s’articule autour de 3 parties indépendantes :

Partie 1 : Vérification des performances du robot

La première partie vous propose d’appréhender le fonctionnement général du robot PATHFINDER et de faire le lien entre les solutions techniques adoptées et les performances attendues en termes de progression (adhérence aux parois, vitesse, dimensions des canalisations).

Partie 2 : Industrialisation de la couronne

La deuxième partie porte sur l’industrialisation de la « couronne » (analyse des spécifications dimensionnelles et géométriques, choix de procédés de fabrication, gamme d’usinage).

Partie 3 : Conception de la « vertèbre »

La troisième et dernière partie porte sur la conception du composant appelé « vertèbre » qui permet la translation et les rotations du robot (concevoir une pièce en optimisant le triptyque produit-procédés-matériaux, concevoir et dimensionner une liaison mécanique).

Le sujet et le corrigé de cette épreuve sont également disponibles sur le site de l’UPSTI (Union des Professeurs de Sciences et Techniques Industrielles) :

https://www.upsti.fr/espace-etudiants/annales-de-concours [9]