Résumé
Les robots humanoïdes sont l'objet de nombreuses études depuis plusieurs décennies et leur déploiement à grande échelle dans des contextes industriels n'a jamais été aussi proche.En particulier, leur forme similaire à celle de l'humain en fait des candidats parfaits pour la réalisation de tâches à faible valeur ajoutée dans des environnements difficiles d'accès pour d'autres plateformes mobiles.Ainsi, on les voit apparaître dans les usines où les contacts avec les membres supérieurs, souvent non utilisés, sont requis et ont des conséquences importantes sur l'équilibre.Dans cette thèse, nous abordons les problématiques de la robotique humanoïde liées à l'équilibre multi-contacts et à l'utilisation des membres supérieurs du robot.Tout d'abord l'équilibre multi-contacts est étudié au travers d'un modèle centroidal permettant des calculs rapides.Pour cela, une région d'équilibre dans laquelle doit se trouver le centre de masse est utilisée.Sa forme dépend de la position des contacts du robot ainsi que des accélérations du centre de masse tolérées.Afin de pouvoir l'utiliser en ligne, une méthode améliorant son calcul est proposée.Elle est alors intégrée au contrôle du robot humanoïde HRP-4.Ensuite, plusieurs approches d'équilibre en multi-contacts sont comparées à la méthode précédente.En particulier, une approximation de la région d'équilibre du centre de masse par son centre de Chebyshev et la boule associée est étudiée.Dans un second temps, les capacités des robots humanoïdes sont étendues en leur intégrant des échangeurs d'outils.Le robot pourra alors changer ses effecteurs de manière autonome, que ce soit les mains, les pieds ou encore la tête.Une étude des modèles d'échangeurs disponibles dans le commerce est réalisée.Deux modèles sont intégrés à la plateforme humanoïdes HRP-4.Nous établissons alors le cahier des charges d'un échangeur d'outils plus adapté aux contraintes d'un robot humanoïde.Enfin, à partir de ces contraintes, une nouvelle conception d'échangeur d'outil est proposée.Elle profite de la dextérité du robot humanoïde pour verrouiller et déverrouiller les effecteurs sans nécessiter l'ajout d'actionneur supplémentaires.Le résultat est démontré de nouveau sur le robot HRP-4.