Un exosquelette sous-marin innovant améliore l'efficacité de la plongée.
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Une équipe de recherche dirigée par le professeur Wang Qining de l'École de fabrication avancée et de robotique de l'Université de Pékin a développé le premier système d'exosquelette sous-marin portable au monde qui assiste le mouvement du genou des plongeurs, réduisant considérablement la consommation d'air et l'effort musculaire pendant les plongées.
Les résultats, publiés dans IEEE Transactions on Robotics le 14 octobre 2025, ouvrent de nouvelles possibilités pour améliorer les performances humaines en milieu sous-marin.
Défis liés aux mouvements sous-marins et à l'adaptation à l'exosquelette
Recouvrant 71 % de la surface terrestre, l'océan est un espace essentiel pour l'exploration et l'exploitation des ressources. Cependant, les déplacements sous-marins sont beaucoup plus énergivores que la marche sur terre, les plongeurs devant constamment vaincre la résistance de l'eau, ce qui limite leur endurance et leur rayon d'action. Si les exosquelettes portables se sont révélés très prometteurs pour réduire la consommation d'énergie sur terre, l'adaptation de cette technologie aux conditions sous-marines constitue un défi de longue date en raison de contraintes biomécaniques et environnementales spécifiques.
L'étude démontre que les exosquelettes motorisés peuvent optimiser le travail en milieux extrêmes, étendant ainsi leur utilisation au-delà des applications terrestres. En réduisant la charge physique des plongeurs et leur consommation d'oxygène, ces systèmes pourraient prolonger la durée des plongées, améliorer la sécurité et diminuer la fatigue, avec des applications potentielles dans la recherche marine, la construction sous-marine et la formation des plongeurs.
Comment fonctionne l'exosquelette sous-marin et quel est son impact
L'équipe de recherche a mis au point un exosquelette de genou sous-marin bilatéral à câbles qui assiste les plongeurs lors du battement de jambes. Grâce à des capteurs de mouvement et à une commande basée sur la force, le système fournit un couple d'assistance en temps réel aux genoux.
Principaux résultats concernant la cinétique, la cinématique et l'activation musculaire. Crédit : IEEE Transactions on Robotics (2025). DOI : 10.1109/tro.2025.3621405
Des tests menés auprès de six plongeurs expérimentés ont révélé des améliorations remarquables : avec l’exosquelette motorisé, leur consommation d’air a diminué de 22,7 %, l’activation de leurs quadriceps de 20,9 % et celle de leurs mollets de 20,6 %, comparativement à une plongée classique sans exosquelette. Les plongeurs se sont bien adaptés à l’assistance, affichant des mouvements naturels et une meilleure économie d’énergie.
Perspectives d'avenir pour la robotique sous-marine
Cette avancée majeure représente le premier exosquelette sous-marin portable au monde capable d'améliorer les performances de plongée et de réduire la fatigue physique. Au-delà de ses applications immédiates dans la recherche marine et les opérations sous-marines, ce système ouvre également de nouvelles perspectives pour la formation des plongeurs et la biomécanique.
En étendant la robotique portable aux environnements sous-marins, cette étude jette les bases de futurs dispositifs d'assistance qui renforceront le lien entre l'homme et l'océan.
https://newsen.pku.edu.cn/news_events/news/research/15306.html