L’intelligence artificielle au service du sens marin

Vice-Amiral Emmanuel Desclèves

Juin 2007

Tsunamis, El Niño, cyclones, tempêtes, vagues scélérates … La météo n’a pas fini de nous jouer des mauvais tours. Il semble même que la probabilité augmente de rencontrer du vrai mauvais temps jusque dans nos zones tempérées. Peu importe s’il faut ou non accuser le « réchauffement climatique », les faits sont là : Le vent et la mer se déchaînent plus souvent, entraînant encore nombre de catastrophes maritimes, humaines et matérielles.

Le renforcement des mesures de sécurité maritime.

Certes, les navires sont réputés plus solides et surtout plus fiables qu’autrefois. Les règlements internationaux, européens et nationaux imposent toujours plus de  sécurité, qu’il s’agisse de normes de construction, de règles de conduite et d’entretien des navires. Ces prescriptions font l’objet de plus en plus de contrôles : Etat du pavillon, autorités portuaires, sociétés de classification, armateurs, affréteurs, assureurs, experts en tous genres. On n’en finit plus de d’ausculter et de contrôler les navires.

 Par ailleurs, les dispositifs de surveillance de la circulation maritime, mis en place dans les zones à risque, sont de plus en plus efficaces. Enfin, les marins embarqués disposent désormais d’une quantité d’outils précieux d’aide à la navigation : GPS, radars ARPA, routage météo, AIS, SMDSM, …

Apparemment, tout cet appareil de renforcement de la sécurité maritime au sens large, ne suffit pas : Naufrages, fortunes de mer, échouements, pannes diverses, abordages, pertes de cargaisons, pollutions, … continuent de défrayer les chroniques maritimes à un rythme malheureusement soutenu.

Un système socio-technique complexe

Avec ses sautes d’humeur de plus en plus brutales et souvent encore imprévisibles, la météo est probablement l’une des causes aggravantes de ces catastrophes. Mais toutes les commissions d’enquêtes sur les accidents en mer convergent pour rappeler – hier comme aujourd’hui – que le facteur humain est à l’origine de la grande majorité des catastrophes.

Les marins savent bien qu’un navire en mer n’est pas simplement un objet matériel, comme une voiture ou un avion. Il s’agit de ce que les sociologues appellent un système socio-technique complexe, dans lequel sont étroitement associés un équipage et un navire, le matériel et l’homme. Par ailleurs, ce système est un espace clos, dans lequel l’équipage vit à la fois le travail, les loisirs et le repos. Enfin, les conditions de navigation – notamment du fait de la météo – peuvent parfois devenir franchement dangereuses, pour le navire comme pour l’équipage puisqu’ils sont indissociables et à la « merci des éléments ».

Évolutions

 Nous pouvons constater que les navires sont de plus en plus grands, de plus en plus rapides et de plus en plus automatisés. La pression concurrentielle et le rythme de développement économique sont là pour justifier ces évolutions, que certains considèrent d’ailleurs comme inéluctables. Il s’ensuit cependant plusieurs conséquences, dont les effets n’ont probablement pas tous fait l’objet d’études approfondies.

 Nous nous trouvons donc devant des navires de plus en plus grands, qu’un équipage très réduit est chargé de conduire et d’exploiter via un ensemble de systèmes plus ou moins « experts » très automatisés : Conduite nautique, gestion de la plate-forme au sens large, gestion de la sécurité (incendie, envahissement), gestion de la cargaison le cas échéant, sans oublier les dispositifs de routage météo. La tendance est d’ailleurs de coupler ces différents systèmes entre eux, de sorte à « optimiser » globalement la gestion du navire tout entier. Dernière phase avant la transformation en drones, sans équipage à bord ?

Pas d’équipage, donc pas de facteur humain.

Pas d’équipage, donc pas de catastrophes ?

Il y a parfois de ces vraies fausses vérités tirées de syllogismes douteux, qui auront du mal à convaincre les vrais professionnels de la mer.

 Mais l’automatisme le plus sophistiqué ne peut encore être tenu pour responsable. En revanche, le commandant l’est toujours, quelle que soit sa capacité réelle à maîtriser cet automatisme. C’est là sans doute que le vrai problème se pose.

L’homme et la machine

Autrefois, le commandant pouvait directement percevoir par l’intermédiaire de ses sens les éléments essentiels pour la sécurité de la navigation. Il ressentait physiquement l’état de la mer, les mouvements et les efforts auquel son navire était soumis.

Embarqué aujourd’hui sur un grand porte-conteneurs de plus de trois cent cinquante mètres à vingt-cinq nœuds, il ne ressent plus grand’chose sur sa passerelle climatisée et insonorisée protégée par des remparts de conteneurs. Comment souffre son navire ?  Il n’entend même plus les coups de butoir de la mer sur l’avant tribord. Il ne voit pas non plus le petit chalutier qui se trouve à un mille devant, quelque part sous la ligne des conteneurs, dans le retour de mer du radar. Le pêcheur, lui, est en difficulté parce qu’il y a réellement 6 mètres de creux et quarante-cinq nœuds de vent, de sorte qu’il a du mal à rester debout et à tenir seulement la cape.

Autrefois, la machine exécutait uniquement les ordres reçus de l’homme. Aujourd’hui, les automatismes à bord ont une autonomie de décision croissante, sur la base de logiques mathématiques internes qui ont naturellement leurs propres limites.

Le décideur se trouve donc actuellement confronté à une masse d’informations plus ou moins élaborées fournies par les ordinateurs à partir de multiples capteurs, qu’il doit trier et corréler entre elles pour en extraire des synthèses utiles qui vont lui permettre de mettre en œuvre un raisonnement décisionnel. C’est-à-dire que son cerveau va prendre ou non en compte tel ou tel élément selon les circonstances, ignorer tel autre, corréler deux ou trois informations qui lui paraîtront essentielle à ce moment précis, au regard des risques qu’il pourra aussi

Tant que tout fonctionne correctement à bord et que l’environnement du navire reste calme, pas de problème. Mais en situation difficile, notamment sur le plan des conditions météorologiques, les décisions peuvent être à la fois urgentes et complexes à prendre parce que les informations pertinentes ne sont pas nécessairement présentées comme telles sur les écrans des ordinateurs.

Reprenons l’exemple du chalutier en situation de proximité. L’information « 6 mètres de creux, 45 nœuds de vent » n’est probablement pas très importante pour l’officier de quart du porte-conteneurs, alors qu’elle est fondamentale pour le chalutier. Et donc pour gérer – des deux côtés – une situation de proximité potentiellement dangereuse.

Aides à la décision

Un certain nombre de systèmes « experts » voient actuellement le jour, destinés à présenter en passerelle des informations techniques un peu élaborées, pour aider à la décision. Ces dispositifs sont les fondements nécessaires au processus d’optimisation de la navigation dans des conditions difficiles. A partir de modélisations théoriques du navire et de l’état de la mer, et compte tenu des contraintes mesurées sur la structure, ils proposent des diagrammes de comportement du navire qui permettent en effet d’aider à la décision en termes de choix de route et de vitesse.

Mais il faut bien prendre conscience de la limite de tels équipements à relativement faible valeur ajoutée, construits sur la base de logiques binaires de tout ou rien, très réductrices, qui ne prennent en compte qu’un nombre réduit de contraintes ou de circonstances et se basent sur des données météo prévisionnelles trop théoriques.

Le phénomène du roulis paramétrique permet d’illustrer ce propos, ainsi que celui de vague déferlante dans le radier de bâtiment de guerre transportant des engins de débarquement. Dans ces deux cas, parmi d’autres, l’habituel sens marin se trouve dépassé et le commandant à la passerelle peut avoir absolument besoin d’une aide pertinente pour lui permettre de faire les bons choix. On perçoit tout l’intérêt de développer à cette fin des systèmes d’aides à la décision réellement fiables et performants, mettant en oeuvre de l’intelligence artificielle.

 Intelligence artificielle, logique floue

 Notre esprit ne fonctionne normalement pas en logique binaire « zéro – un », sauf peut-être en situation de danger. Il évolue la plupart du temps dans cet espace non figé du « ni oui – ni non » qui est fondamentalement celui du « peut-être », dans lequel il balaye en permanence de très nombreuses informations directes ou indirectes, qu’il compare à celles enregistrées dans sa mémoire. Dans une situation complexe, une base de données factuelles ne suffit pas, les informations brutes mais non corrélées ne permettant pas d’enclencher le processus décisionnel. Il faut trier ces informations, les comparer avec d’autres données, les resituer dans l’environnement présent, leur attribuer des importances relatives, les classer par priorités. C’est ce que l’intelligence artificielle des systèmes experts de dernière génération permet de faire.

Avec les logiques binaires utilisées jusque là, il était très difficile de transférer dans un système informatique l’expérience acquise par les experts. La logique floue ouvre la voie à un langage plus riche et mieux adapté comme fonction de transfert entre un savoir humain et une machine. Avec cet outil, le concepteur d’un système expert est donc beaucoup mieux armé aujourd’hui pour rassembler ces savoirs et les corréler entre eux, en fonction des données factuelles, de façon à présenter une information de qualité réellement pertinente et utile au décideur.