Andrea Cherubini est enseignant-chercheur en robotique et systèmes automatiques à l’École Centrale Nantes, au sein du laboratoire LS2N. Arrivé en septembre 2024 grâce au dispositif Connect Talent de la Région Pays de la Loire, il pilote un projet de recherche en robotique ayant des applications dans les secteurs de l’industrie et du bâtiment. Nous l’avons rencontré dans le laboratoire d'expérimentations de l'école, au cœur de sa recherche.

C’est dans le grand laboratoire LS2N, sur le campus de l’École Centrale Nantes que nous rencontrons Andrea Cherubini. Derrière lui, le robot à deux bras, sujet de ses recherches depuis janvier 2025. À sa gauche, un grand cube vitré renferme un prototype : un système composé de huit câbles conçu pour déplacer le robot au travers de différents espaces modélisés. Encore à ses prémices, cette expérimentation vise à développer un programme automatisé permettant d’actionner le robot, afin de faciliter le travail des ouvriers de l’industrie et du bâtiment.

Bien qu’Andrea Cherubini n’ait rejoint Centrale Nantes que récemment, sa carrière de chercheur en robotique et en automatique s’étend sur de nombreuses années. Originaire d’Italie, il débute son parcours de chercheur par une thèse à l’Université « La Sapienza » à Rome avant de s’installer en France, où il passe trois ans à l’Inria de Rennes. Appréciant le cadre de la recherche académique en France, il obtient ensuite un poste à l’Université de Montpellier, où il enseigne et poursuit ses travaux pendant douze ans. Passionné par l’interdisciplinarité de la robotique, il nous confie : « La robotique est très riche, car elle couvre des domaines différents de l’ingénierie ». Elle lui permet d’explorer de nouvelles technologies dans des domaines aussi variés que la mécanique, l’électronique et l’informatique. Aujourd’hui, grâce au dispositif Connect Talent de la Région Pays de la Loire, avec le soutien de Nantes Métropole, il engage une nouvelle phase de ses recherches en robotique à Centrale Nantes.

La robotique au service des opérateurs

Le projet LIGEROB, qu’Andrea pilote, vise à concevoir un programme de contrôle de robots destinés à soutenir les opérateurs dans certains domaines de l’industrie et du bâtiment. Ces secteurs sont confrontés à une pénurie de main-d’œuvre et souffrent d’un manque d’attractivité auprès des jeunes. Ils pourraient donc bénéficier de tels outils automatisés pour alléger la pénibilité de certaines tâches et rendre attrayant ces métiers auprès des jeunes curieux de nouvelles technologies. D’ailleurs, des acteurs locaux comme Naval Group ou Briand sont impliqués dans le développement de ce projet, dont ils seront les futurs bénéficiaires sur le territoire.

Comment fonctionne ce robot ?

Le robot, sujet de ce projet de recherche, dispose de deux bras mécanisés. Ces derniers lui permettent de réaliser des tâches en simultané. L’un est capable de manipuler une pièce, et l’autre de la fixer et la sceller sur une autre structure. Le robot pourra assister, par exemple, les opérateurs du bâtiment en positionnant les panneaux isolants sur les constructions. Mais pour réaliser ces tâches, il faut un système qui favorise le déplacement dans l’espace. Andrea Cherubini s’appuie donc sur l’expertise de chercheurs nantais qui ont développé un prototype de robot parallèle à câbles. Combiné au robot dextre, il rendra possible ce déplacement, et cela, avec l’aide de huit câbles, « un peu comme une marionnette géante », nous explique-t-il.

« On pourrait faire de la manipulation robotique dans des espaces très grands »

Ce prototype, on l’aperçoit dans l’aquarium en verre qui se trouve à notre gauche (voir image). Ce petit cube servira à supporter les deux bras robotisés. Ensuite, il pourra à la fois translater dans trois directions, pivoter sur lui-même et être déplacé dans l’espace à l’aide des câbles, chacun étant contrôlé par un moteur au sol. Cette approche permettra de déplacer le mécanisme dans des espaces, même très grands, à un coût raisonnable. Il suffira de l’adapter en fonction de la taille du chantier et de concevoir des câbles suffisamment robustes pour supporter les contraintes.

Développer un dispositif automatisé

Vous l’avez sans doute compris, mais le travail de recherche d’Andrea ne consiste pas en l’élaboration de robots. D’ailleurs, le robot dextre utilisé dans le cadre de ses recherches est déjà existant sur le marché et commercialisé par une entreprise allemande. En fait, son objectif est de programmer les logiciels de contrôle de ces robots pour qu’ils accomplissent des tâches spécifiques en utilisant des capteurs de vision et de force. Ces capteurs permettent au robot non seulement de « visualiser » son environnement, mais aussi de ressentir la force lorsqu’il interagit avec des objets ou avec des humains. Le but est que ces robots soient autonomes, capables de réaliser leurs mouvements sans l’intervention d’opérateurs. Ces derniers pourront agir occasionnellement pour corriger les comportements des robots, mais de manière simple. Par exemple, en touchant ou en déplaçant le bras du robot, le tout sans avoir besoin de connaissances poussées en programmation ou en robotique. Un programme donc, qu’Andrea espère être une solution innovante pour répondre aux problématiques rencontrées dans les secteurs de l’industrie et du bâtiment comme la pénurie de main-d’œuvre et les défis de productivité.

Avant de se lancer pleinement, Andrea devra constituer une équipe de doctorants et d’ingénieurs pour l’accompagner jusqu’en 2029. À moyen terme, il espère voir cette technologie se développer localement, en renforçant l’autonomie technologique de la région et en réduisant la dépendance aux achats internationaux.

Article écrit par Maéna Gérault pour EchoSciences Pays de la Loire