Construction Navale
Le premier navire sans équipage prend forme

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Le premier navire sans équipage prend forme

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« Ce sera l’avenir du transport maritime, j’en suis certain ». Michael Mäkinen, président de Rolls-Royce Marine, n’use même pas du conditionnel : les navires sans équipage navigueront dans quelques années. « Les choses se sont accélérées ces deux dernières années. On le voit dans les autres secteurs des transports : l’automobile, les drones, les technologies sont matures. Ce sera bientôt au tour du shipping ». Et Rolls-Royce s’est fermement positionné sur ce nouveau créneau en prenant la tête, en 2015, du projet AAWA (Advanced Autonomous Waterborne Applications Intiative), lancé par Tekes, l’agence publique finlandaise pour l’innovation. Le groupe britannique, dont une grosse partie de l’expertise nautique civile est basée en Norvège, s’est entouré, cette fois-ci, de partenaires industriels et académiques finlandais. C’est donc logiquement dans le cadre symbolique de Finlandia, le grand centre de congrès dessiné par Alvar Aalto au cœur d’Helsinki, que nous avons assisté il y a quelques jours à la présentation des premières avancées du projet.

 

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(© ROLLS ROYCE)

 

« Uber of the seas »

« Nous sommes dans une période passionnante. Les cartes sont rebattues : des  technologies de ruptures sont en train de s’imposer grâce à la digitalisation, l’internet des objets, le big data, l’industrie 4.0… et en même temps, on voit que les modes de consommation évoluent avec de nouveaux modèles de consommation comme Uber ou AirBnb… nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère et, dans notre domaine, de celle du bateau intelligent, qui sera un élément performant dans une chaine logistique repensée, avec de nouveaux types d’acteurs du transport », s’enthousiasme Oskar Levander, vice-président de Rolls-Royce en charge de l’innovation, fervent partisan du projet depuis plusieurs années. « C’est précisément pour ces nouveaux types d’utilisateurs de navires que cette nouvelle génération est pensée ». Un bateau capable d’analyser ce qui l’entoure, de réagir de manière adéquate, de s’auto-surveiller pour détecter une éventuelle défaillance, « qui permette de rendre le transport maritime plus sûr et plus efficace, d’optimiser la consommation de fuel et l’utilisation de la flotte », ajoute Oskar Levander.  

L’exemple automobile

A l’heure des Google Cars et des Tesla Auto-Pilot, les équipes d’AAWA en sont certaines, le projet est technologiquement faisable et viable. Après avoir défini le concept de navire autonome, les chercheurs et ingénieurs du projet sont désormais passés à la deuxième phase, qui devrait les occuper jusqu’en 2017, de spécifications d’un modèle prototype. « Les technologies pour réaliser des navires autonomes et contrôlés à distance existent déjà. A nous de trouver la manière optimale de les combiner efficacement et à un coût raisonnable », détaille Jonne Pokoinen, spécialiste en senseurs et en intégration de données à l’université de Turku.

 

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La Google Car (© GOOGLE)

 

L’intégration de différents senseurs

Le premier chantier consiste en la création d’un système permettant au bateau de disposer d’une perception de la situation environnante en temps réel. « Pour cela, il faut s’appuyer sur différents types de senseurs, puisque chacun a ses atouts et défauts ». Il y a les senseurs « passifs », la caméra (peu chère, avec une bonne résolution, mais uniquement diurne et par beau temps), ou sa version thermique qui permet une vision nocturne et par mauvais temps, mais qui est onéreuse et dont la résolution est médiocre. Puis il y a les moyens actifs comme le radar, qui fonctionne par tous les temps, donne la distance à la cible mais qui ne permet pas d’identification, ou le LIDAR (télédétecteur par laser), efficace de nuit et quelles que soient les conditions météo, qui permet une cartographie 3D mais qui est très cher.

Localiser précisément et faire de l’anti-collision

« Nous pouvons apprendre beaucoup de l’intégration de senseurs réalisés sur les prototypes automobiles », poursuit Jonne Pokoinen, « Tesla utilise, par exemple, des caméras et des radars courte distance alors que Google Car y ajoute un Lidar ». Une fois les données des senseurs acquises, on y intègre celles des centrales inertielles de la voiture ainsi que les données GPS, ce qui permet une localisation du véhicule ainsi que l’estimation de la pose. Ajoutée à une carte détaillée 3D de l’environnement, le véhicule peut s’orienter, rouler et éviter les obstacles et collisions. « Dans notre approche marine, nous commencerons par tester l’approche de Tesla avec radar, y compris longue distance, et caméra. Nous ajouterons les données GPS et inertielles, ainsi que la météo pour déterminer la localisation et l’estimation de la pose. On intégrera ensuite les données de la carte électronique ». Pour cela, une cartographie très fiable sera nécessaire, puisque couplée aux senseurs, c’est elle qui va servir de base à la réaction dynamique. « Pour l’anti-collision, nous pouvons également intégrer le système de positionnement dynamique, qui marche bien puisqu’il sait comment le bateau se comporte ».

 

L'interface de l'Autopilot de Tesla (

L'interface de l'Autopilot de Tesla (©TESLA)

 

Le capitaine virtuel, un vrai marin à terre

Même si l’instrumentation permet une autonomie de décision du navire, les équipes d’AAWA n’imaginent pas une navigation dépourvue de toute intervention humaine. « Il y a toute une échelle entre le bateau complètement télécommandé et l’autonomie totale », explique Esa Jokinen, responsable du projet Blue Ocean Team de Rolls-Royce. « Il y a de nombreuses phases différentes dans une navigation, certaines sont critiques comme les accostages ou décostages, les situations d’anti-collision ou de manœuvres urgentes en mer,  d’autres le sont moins, comme la route libre en haute mer. L’idée est de pouvoir calibrer l’autonomie du navire, qui doit pouvoir redonner la main au virtual captain ». Le capitaine virtuel, un être humain bien réel, sera de quart à terre dans un centre dédié. Il surveillera un ou plusieurs navires et c’est à lui que va incomber le planning de la navigation. « Nous définissons notre modèle de navire comme ayant une autonomie dynamique variable. L’interaction humaine est modulable : l’opérateur à terre doit choisir le mode d’autonomie approprié – qui peut aller jusqu’à la reprise de la manœuvre en manuel - ainsi que la stratégie que le navire doit adopter en cas de perte de contact. Cela demande une préparation précise et rigoureuse de la part de l’opérateur », conclut Esa Jokinen.

 

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(© ROLLS-ROYCE)

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(© ROLLS-ROYCE)

 

La robotisation et son acceptation par le secteur et la société

A côté de la prouesse technologique, l’arrivée de navires autonomes va impliquer une toute nouvelle donne en matière de navigation. « Des nouveaux risques, identifiés pour certains, inédits pour d’autres. Nous partons du postulat qu’un bateau autonome doit être au moins aussi sûr que les navires actuels », détaille Risto Jalonen, spécialiste en sécurité maritime de l’université Aalto. Une nouvelle donne économique également. « Le secteur maritime, bien que conservateur, a déjà effectué de nombreuses transitions qui ont fonctionné », explique Jouni Saarni de la Turku School of Economics. « Pour que les innovations fonctionnent, il faut qu’elles soient approuvées par l’ensemble des acteurs professionnels : chantiers, armateurs, gestionnaires nautiques, ports, chargeurs et, au bout de la chaîne, la société toute entière ». Et malgré les arguments économiques – coûts d’exploitation moindres (environ 20%), nouvelles possibilités de design, optimisation de la chaîne logistique – les réticences peuvent être nombreuses, tant de la part des professionnels que du grand public. « Il faut les prendre en compte tout en se rappelant que nous nous situons dans une tendance majeure de digitalisation et de robotisation.  Un nouvel écosystème autour des capacités autonomes est en train d’émerger, qui reconditionne, partout, les réseaux et modèles économiques ».

Le vide juridique

Il reste aussi une question majeure qui réside dans l’encadrement juridique de ce nouveau type de navigation, jusqu’ici inédit dans les textes internationaux du droit de la mer. « Il n’y a que peu de recherche juridique au sujet des navires autonomes. Seules les petites embarcations militaires ont fait l’objet de quelques considérations », constate Henrik Ringblom, professeur à l’Institut scandinave de droit maritime d’Oslo et à la faculté de Turku. Ses premières observations font état d’un statut juridique variable en fonction de lieu de navigation et du degré d’autonomie du navire. « Aucun texte de droit international ne mentionne le fait qu’un navire doit comporter un équipage, mais les Etats du pavillon peuvent disposer de leur propre définition à ce sujet, puisque ce sont eux qui définissent les rôles d’équipage. De même, les Etats du port peuvent faire obstacle à des escales de navires autonomes ». Les obligations de veille, définies par les conventions STCW et MLC ne prévoient pas explicitement que le quart doit être effectué à bord. « Beaucoup de choses peuvent être décidées au niveau local ou régional. Les pays du Nord de l’Europe, par exemple, ont déjà, au sein de leur législation, les instruments pour permettre de définir les règles de responsabilité en cas d’utilisation de navires autonomes ». Il serait cependant, selon le juriste, préférable de légiférer au niveau de l’OMI, « des discussions ont déjà été engagées, à l’initiative de la Norvège et de la Finlande notamment, pour réformer les textes dans ce sens ».

 

Le ferry Stella de Finferries, future plateforme de test des senseurs (

Le ferry Stella de Finferries, future plateforme de test des senseurs (© ROLLS-ROYCE)

 

De nombreux partenaires industriels

En Finlande, l’évaluation du projet se poursuit désormais à tous les niveaux, tant sur le plan académique que technique. Du côté des partenaires industriels, on réfléchit à des solutions adaptées : « une connectivité accrue, une augmentation de bande passante à l’arrivée dans les ports, des connexions multiples », pour Inmarsat, qui s’occupe de la partie communication, « de nouvelles recommandations adaptées à ces technologies, pour partie encore inconnues », pour le DNV-GL,  « un tout nouveau design, qu’il faut entièrement repenser sans emménagements et tout ce qui est lié à la présence de l’équipage », pour les designers de Deltamarin, « une cyber-sécurité sans faille », pour Brighthouse Intelligence, « une intégration des données sans précédent », pour NAPA…et une plateforme de test pour les senseurs, le ferry Stella de la compagnie Finferries.

Les premières navigations grandeur nature dès 2020

« Toutes les briques technologiques sont disponibles. Il nous faut désormais élaborer les algorithmes de contrôle, garantir les communications et la connectivité, puis réaliser l’intégration des senseurs et les tester », résume Markus Laurinen, coordinateur du projet AAWA. Le démonstrateur pourrait être prêt dès 2018 et le premier navire opérationnel dès 2020, pour des navigations côtières contrôlées par la terre et un équipage réduit de contrôle. Rolls-Royce table ensuite sur une échéance à 2030 pour la première navigation hauturière contrôlée puis 2035 pour les premières traversées autonomes.

 

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