Les navires autonomes : quand les bateaux de plaisance croiseront des navires de commerce sans équipage

Economie
Mardi 23 février 2021 à 16h00

A l’époque de la marine à voile, les équipages étaient nombreux pour manœuvrer les « cathédrales de toile » des grands Clippers, puis avec la motorisation, l’automatisation et la conteneurisation, les équipages se sont réduits inexorablement…Désormais la question n’est pas de savoir si un navire peut se passer de son équipage, mais la question est quand cela arrivera, et à l’ère du numérique, de l’intelligence artificielle et des communications satellites, de nombreux projets se penchent sur la mise en œuvre de navires autonomes capables de naviguer en haute mer sans présence humaine à bord.

Les futurs navires autonomes Rolls Royce ©Rolls Royce
A l’époque de la marine à voile, les équipages étaient nombreux pour manœuvrer les « cathédrales de toile » des grands Clippers, puis avec la motorisation, l’automatisation et la conteneurisation, les équipages se sont réduits inexorablement…Désormais la question n’est pas de savoir si un navire peut se passer de son équipage, mais la question est quand cela arrivera, et à l’ère du numérique, de l’intelligence artificielle et des communications satellites, de nombreux projets se penchent sur la mise en œuvre de navires autonomes capables de naviguer en haute mer sans présence humaine à bord.

Dans cet univers, qui n’est plus de la science-fiction, la terminologie s’est inventée et il faut désormais comprendre les sigles NSE (Navire Sans Equipage), et ONSE (Opérateur Navire Sans Equipage).

En matière maritime, l’autonomie a déjà touché le domaine militaire, le secteur pétrolier et gazier, ainsi que le domaine scientifique où les drones maritimes permettent d’ores et déjà d’effectuer des surveillances, des relevés de données océanographiques. Dans ces secteurs, les drones maritimes sont pour la plupart reliés à un navire ou à un bâtiment dit « mère » et sont considérés comme des accessoires du bâtiment « mère »

Leurs exploitation et statut n’ont pas, jusqu’alors, soulevé de complexité particulière.

C’est totalement différent dans le cadre de navire sans équipage et autonome, et les groupes de recherche se projettent sur des navires autonomes de type vraquiers, porte-conteneurs ou pétroliers. Les navires sont largement plus imposants, et n’ont pas vocation à être reliés à un bâtiment « mère ».

La notion d’autonomie peut renvoyer d’une part à l’aspect énergétique. Il est alors question de l’autonomie au regard de la propulsion du navire, mais nous ne développerons pas cet aspect dans cet article.

La notion de navire autonome peut également s’apprécier au regard de l’autonomie de conduite. Il est alors question des navires sans équipage, ou « unmanned ship ». La technologie va permettre de remplacer l’intervention humaine de l’équipage, d’où l’utilisation du terme « smart shipping ». Le navire possède sa propre intelligence, lui permettant d’analyser seul l’environnement dans lequel il se déplace grâce à une série de capteurs, de prendre lui-même les décisions et de mettre en œuvre les actions que le système à bord aura déterminé en fonction de plusieurs facteurs allant des règles internationales pour prévenir les abordages en mer (RIPAM), en passant par les considérations météorologiques et l’optimisation des routes.

Face au développement de l’autonomisation dans le domaine, un ensemble de termes se développent pour caractériser cette nouvelle réalité. Ainsi on trouve désormais les notions de smart shipping, autonomous vessel, remote ship, unmanned vessel, remotely operated vehicle (ROV), unmanned surface vehicle (USV), drones, voire même ghost ship.

Si la pluralité de ces notions renvoie à une même innovation, celle de l’autonomisation de la navigation, elle caractérise surtout la diversité des degrés d’autonomie qui peuvent s’appliquer. La notion de « smart ship » sera employée afin de définir un navire autonome à la fois en énergie et en équipage.

Celle de navire autonome « autonomous ship » est employée pour caractériser un navire qui aura vocation à naviguer seul grâce à un ordinateur de bord, sans aucune assistance humaine à bord ou à terre. Le terme de navire sans équipage (NSE) ou « unmanned vessel » vise pour sa part un navire naviguant sans équipage, sans marin à son bord, mais en contact à terre avec un centre de contrôle capable d’intervenir à tout moment en cas de besoin et pour les opérations complexes qui ne pourront être effectuées par le navire seul. On parlera de navire téléguidé ou opéré à distance « remote vessel » lorsque le navire naviguera sans capitaine ni marin à bord, mais sera contrôlé à distance et entièrement opéré à partir d’un centre à terre par un officier de la marine marchande, en charge de la navigation, ainsi que divers opérateurs en charge de la maintenance à distance du navire. La notion de drones maritimes est quant à elle utilisée pour parler des petits équipements pilotés à distance, mais souvent reliés à un navire « mère » et considérés comme leur accessoire.

Face à ce développement, Le Lloyd’s Register tient désormais à jour un guide relatif aux différents niveaux d’autonomie (AL – Autonomy levels). Sept niveaux d’autonomie ont été identifié par le Lloyd’s, allant du niveau 0 correspondant à un degré nul d’autonomie, au niveau 6 où l’autonomie est complète et aucun contrôle n’est opéré sur le système. Entre ces deux niveaux, le degré d’intervention humaine sur le système est échelonné.

Les promoteurs de la navigation sans équipage assurent que le concept est garant d’une sécurisation de la navigation, d’une augmentation de la rentabilité de l’exploitation maritime, et de la préservation environnementale. Ce qui justifierait l’attractivité des navires sans équipage dans l’industrie du transport maritime. Mais face à ces potentialités attractives, le navire sans équipage pose de réels questionnements quant au cadre légal. En effet un navire sans équipage est tout simplement illégal dans le contexte maritime normatif, en ce qu’il ne satisfait pas à la condition de navigabilité (« un navire doit être doté d’un équipage suffisant et compétent »).

Passons en revue un certain nombre de ces projets pour nous donner un aperçu des avancées.

Deux approches distinctes ont initié les études et le développement de ces navires en Europe (d’autres projets sont menés dans d’autres pays, dont la Chine notamment).

D’une part une étude portée par la Communauté Européenne (lancé en 2012) et baptisé projet MUNIN (pour Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks). Ce projet se base sur les technologies actuelles d'aide à la navigation : radar, AIS, ECDIS, caméra et caméra infra-rouge, LIDAR (i.e. mesures laser), etc…

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© project MUNIN – Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks

Toutes ces informations sont transmises en temps réel dans une unité centrale (UC), qui coordonne les mouvements et la trajectoire du navire en prenant en compte l’ensemble des données pour disposer de la meilleure connaissance situationnelle, comprenant également les conditions météorologiques, le plan de route, le trafic maritime avoisinant, et agissant aussi en conformité avec les règles du RIPAM (Règlement International pour Prévenir les Abordages en Mer).

A cela s’ajoute pour toute la partie technique et propulsion, un système de contrôle et de surveillance des machines (Engine monitoring and control system).

Le centre de contrôle à terre aura vocation à intervenir seulement lorsque les systèmes du bord ne seront plus en mesure de gérer une situation avec suffisamment de sécurité. A défaut de nécessité, le navire n’aura pas besoin de faire appel à l’intervention de l’opérateur à terre puisque les systèmes du bord exploiteront seuls le navire.

Les facteurs d’intervention du centre de contrôle sont liés à la météorologie, aux vagues, au trafic ou encore à la visibilité. En cas d’urgence le navire entre dans un mode spécial et la navigation sera pilotée de la terre par l’officier de quart.

Ainsi dans ce concept, on s’appuie sur le centre de contrôle à terre pour gérer les situations complexes qui sortent des limites des situations programmées.

Les travaux de cette étude MUNIN ont été rendus en 2015 et ont conclu à la faisabilité technologique,

Autre développement, celui-là Finlandais baptisé AAWA (Advanced Autonomous Waterborne Applications) avec de nombreux acteurs dont Rolls Royce.

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© Rolls Royce

Le domaine d’application du projet AAWA se concentre dans un premier temps sur les opérations côtières, car il estime que la technologie sera pertinente sur le segment maritime à courte distance, tant que le cadre légal international n’aura pas été adapté à une navigation autonome internationale.

En définitive, le concept général de navire sans équipage, que ce soit MUNIN ou AAWA, s’articule autour de trois grands éléments architecturaux :

- Un ensemble de capteurs (advanced sensors) assurant un large éventail de données sur l’environnement du navire,

- Un système d’analyse et de navigation autonome, capable de mettre en relation l’ensemble des données collectées et de calculer la meilleure trajectoire,

- Un système de communication bord / terre, et la prise en main depuis la terre si la situation l’exige.

On remarque aussi que les différents projets se basent sur des technologies existantes. Il n’y a pas de grandes innovations technologiques, mais un assemblage de briques technologiques existantes, associées à une intelligence artificielle. Le véritable enjeu du navire autonome est basé sur la façon de mettre en relation l’ensemble des technologies existantes, afin de permettre une autonomie fiable. Technologiquement, le navire sans équipage est déjà une réalité. L’innovation technologique au regard de l’autonomisation est donc un objectif atteint aujourd’hui.

Plus récemment (septembre 2020), l’opérateur de services maritimes et offshore français SeaOwl a passé le cap technique et réglementaire et mené une démonstration d’évolution (Rade de Toulon) d’un navire téléopéré par satellite, le commandant officiait physiquement de la région parisienne.

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© SeaOwl

L’un des obstacles au développement (parmi d’autres) est lié à l’intérêt que les acteurs du monde maritime portent à ce changement. S’assurer de leurs soutiens va demander de préciser les promesses en matière de sécurité, de fiabilité et surtout de rentabilité, et de convaincre un certain nombre de protagonistes. On pourrait aussi citer les considérations politiques, les enjeux économiques, l’acceptation sociale, l’innovation technologique, les considérations environnementales, qui sont autant de potentiels moteurs au développement des navires autonomes, qu’ils peuvent être des barrières.

Les aspects environnementaux :

Il est important d’aborder la notion de « slow steaming » (marche à vitesse lente) qui consiste à réduire la vitesse du navire, afin de réduire sa consommation et de fait les émissions de gaz. C’est une technique qui fait ses preuves mais qui souffre d’inconvénients quand elle est mise en pratique à bord des navires conventionnels (c’est-à-dire des navires avec équipage). Le slow steaming rallonge le temps des voyages. Cette technique n’est donc pas adaptée à l’ensemble des transports maritimes, et notamment dans le cadre de transport de produits frais ou périssables. Mais surtout, elle n’est pas forcément viable économiquement. Les économies sur le carburant consommé qui permettent d’être réalisées avec cette technique sont largement dépassées par les coûts de l’équipage qui augmentent au prorata de la durée du voyage. Ce surcoût va aussi se retrouver au regard des affrètements de navires. A titre d’exemple, pour un même voyage effectué entre le port de Tubarao (Sud du Brésil) et Hambourg, le slow steaming permet une économie de carburant de l’ordre de 54%, toutefois, le coût de l’équipage augmentera de 45% et les coûts d’affrètement du navire augmenteront eux de 45%.

Dans le cadre de la navigation autonome, le surcoût dû à l’équipage se retrouve considérablement réduit. Le slow steaming devient alors une véritable option en faveur des navires sans équipages puisqu’il permet de réduire d’une part les coûts d’exploitation du navire en réduisant les coûts de carburant et réduire l’empreinte carbone du navire. Il est à noter aussi l’émergence des navires GNL (gaz liquéfié) et électriques poussée par les contraintes environnementales au regard des rejets de soufre.

Les aspects politiques :

Un certain nombre de pays d’Europe du Nord se sont investis avec conviction dans la recherche sur les navires autonomes, Royaume-Uni, Norvège et Finlande sont en pointe dans le domaine. La Norvège a même accordé des autorisations de navigation à des navires autonomes dans le Fjord de Trondheim pour mener les tests. Les autorités norvégiennes ont de plus amendé leur règlementation afin de prendre en considération cette innovation technologique.

Les aspects économiques :

Sur les aspects coûts, le premier des facteurs est le gain de capacité. En effet, un navire sans équipage, va pouvoir se délester de l’ensemble des installations traditionnellement prévues pour ce dernier (les aménagements équipage, l’eau, l’air conditionné, le ravitaillement, l’électricité, etc…). Le fait que l’équipage n’ait plus vocation à vivre sur le navire va permettre une nouvelle approche architecturale. Le dessin va se focaliser sur l’optimisation de carène et des superstructures pour augmenter la capacité d’emport, ainsi que sur la réduction du fardage (prise au vent). D’une part la capacité des navires s’en trouvera augmentée, d’autre part le navire s’en trouvera allégé.

On estime un allègement à hauteur de 5% à vide, entrainant une baisse de consommation de 12 à 15%.

Le domaine de réduction des coûts le plus prometteur avec les navires sans équipage est en matière de coûts de main d’œuvre (manning). En effet, dans la navigation traditionnelle, le coût de l’équipage représente environ 30% des coûts d’exploitation d’un navire.

Il va sans dire que dans l’exploitation d’un navire sans équipage, ou au moins avec un navire bénéficiant d’un équipage réduit, le navire autonome offre un potentiel de réduction des coûts d’exploitation non négligeable. A noter que ce gain relatif, est surtout vrai au regard des navires autonomes, mais moindre au regard des navires contrôlés à distance. Dans le second cas, l’intervention humaine est toujours présente, mais elle s’effectue à terre, avec des effectifs réduits.

Si l’ensemble de ces facteurs a vocation sur le long terme à réduire considérablement le coût d’exploitation des navires sans équipage, la R&D de cette nouvelle technologie aura un prix, et l’investissement associé sera dans un premier temps très important. Le coût que représente une telle innovation devra être pondéré dans la balance finale.

Les aspects sociaux :

Les navires sans équipage sont vus d’un mauvais œil par les marins. A première vue, un navire sans équipage a vocation à remplacer les marins, et ils sont une menace pour la pérennité du métier de marin à bord des navires de commerce. Cependant les navires sans équipage peuvent aussi être regardés comme une réponse à la disponibilité décroissante des gens de mer compétents. Les armateurs ont de plus en plus de difficultés à trouver des marins dont les compétences répondent aux exigences croissantes des normes de l’OMI (Organisation Maritime Internationale). Un autre point de vue consiste à voir dans le développement des navires autonomes et dans la migration de l’équipage à terre un gage de qualité de vie pour les marins. A ceux qui s’inquiètent du sort de leur métier, on leur répond que l’introduction des navires autonomes suppose l’acquisition de nouvelles compétences pour lesquelles les marins seront formés. Au niveau social, les bénéfices, ou les désavantages n’en sont donc pas moins qu’une question de prisme. Pour certain, la migration de l’équipage à terre sera un gage de retour aux compétences, d’augmentation de la qualité de vie, et de sécurité, alors que pour d’autres, ce sera perçu comme une atteinte et une barrière à la passion de naviguer et d’en faire son métier.

Les aspects juridiques :

Le droit maritime se réfère à une navigation avec équipage. La notion de navire autonome est totalement étrangère aux normes maritimes à ce stade. Ainsi, l’un des enjeux majeurs qui devra être relevé en matière de navire sans équipage, est la mise en adéquation des normes juridiques maritimes avec leur exploitation.

Les assureurs sont également très attentifs au cadre juridique, et aux changements probables à terme, liés à l’exploitation de ces navires autonomes.

Les aspects de sécurité :

On imagine très bien que ces navires autonomes doivent disposer d’un niveau de protection sans faille pour prévenir des cyberattaques sur les liaisons mer-terre afin de prévenir toute prise en main à distance de la part de tiers mal intentionnés. L’OMI a déjà publié des normes sur ces aspects.

En conclusion, tous les grands acteurs du monde maritime travaillent dans le domaine, y compris le Bureau Veritas (BV), qui œuvre au développement du smart shipping avec le projet coopératif AUTOSHIP (Autonomous Shipping Initiative for European Waters).

Le Cluster Maritime Français (www.cluster-maritime.fr), qui fédère tous les acteurs de l’écosystème maritime français, collabore activement avec l’OMI au sujet des navires autonomes et de sa réglementation.

Cependant un certain réalisme doit prévaloir, et si les systèmes intégrés sont déjà embarqués pour assister l’équipage, voire à bord de navires spécialisés (et en certaines circonstances) décider à la place de l’officier de quart, celui-ci reste encore « maître de la manœuvre » si nécessaire. La mise en exploitation d’un navire sans équipage sur des voyages océaniques dans les eaux internationales, puis dans les eaux territoriales où la souveraineté de chaque pays intervient, va requérir encore quelques années de réflexion, et de profonds changements et accords.

Les marins ont encore de beaux jours devant eux à scruter leurs écrans, mais aussi l’horizon, et sentir tangage et roulis sous leurs pieds…

Bibliographie :

Cet article a été rédigé d’après le Mémoire de Droit Maritime Master 2 de Madame Anaïs Chesneau.

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Nathalie Moreau
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Nathalie Moreau est l'atout voyage et évasion de l'équipe, elle est passionnée de croisières et de destinations nautiques. En charge du planning rédactionnel du site figaronautisme.com et des réseaux sociaux, Nathalie suit de très près l'actualité et rédige chaque jour des news et des articles pour nous dépayser et nous faire rêver aux quatre coins du monde. Avide de découvertes, vous la croiserez sur tous les salons nautiques et de voyages en quête de nouveaux sujets.
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Associant une formation d’officier C1 de la marine marchande et un MBA d’HEC, Gilles Chiorri a sillonné tous les océans lors de nombreuses courses au large ou records, dont une victoire à la Mini Transat, détenteur du Trophée Jules Verne en 2002 à bord d’Orange, et une 2ème place à La Solitaire du Figaro la même année. Il a ensuite contribué à l’organisation de nombreux évènements, comme la Coupe de l’America, les Extreme Sailing Series et des courses océaniques dont la Route du Rhum et la Solitaire du Figaro (directeur de course), la Volvo Ocean Race (team manager). Sa connaissance du monde maritime et son réseau à l’international lui donnent une bonne compréhension du milieu qui nous passionne. Il collabore avec les équipes de METEO CONSULT et Figaro Nautisme depuis plus de 20 ans.
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Sophie Savant-Ros, architecte de formation et co-fondatrice de METEO CONSULT est entre autres, directrice de l'édition des « Bloc Marine » et du site Figaronautisme.com. Sophie est passionnée de photographie, elle ne se déplace jamais sans son appareil photo et privilégie les photos de paysages marins. Elle a publié deux ouvrages consacrés à l'Ile de Porquerolles et photographie les côtes pour enrichir les « Guides Escales » de Figaro Nautisme.
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Eric Mas est l'un des fondateur de METEO CONSULT – La Chaîne Météo. Éminent spécialiste de météo, Eric est également un marin passionné qui a routé les plus grands skippers sur toutes les eaux du globe : VDH lors du premier Vendée Globe, Philippe Jeantot, Jean Maurel, Michel Desjoyeaux, Francis Joyon, et tant d'autres. Actuellement il participe au projet de Lalou Roucayrol sur son multi 50.
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