Sécuriser les routes maritimes grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle (IA)

L’intelligence artificielle, ou IA, continue de prendre le monde d’assaut. Cependant, son impact ne se limite pas aux simples conversations via les chatbots et assistants virtuels. Elle est plutôt utilisée dans diverses industries pour réduire les coûts et les risques d’erreur humaine, ainsi que pour améliorer l’efficacité, favoriser une plus grande durabilité et introduire de meilleures mesures de sécurité.

Le secteur maritime est l’une de ces industries où l’IA montre un potentiel immense et révolutionne son mode de fonctionnement, ce qui revêt une grande importance puisque l’industrie maritime est responsable du transport de plus de 90 % du commerce mondial.

Compte tenu de l’importance du secteur maritime dans le commerce mondial et du désir des entreprises de rester compétitives, l’utilisation d’algorithmes d’apprentissage automatique dans les opérations d’expédition est cruciale. Dans une économie mondiale complexe et difficile, même de petites améliorations peuvent générer des avantages substantiels.

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L’étendue de l’IA dans l’industrie du transport maritime

Comme nous le savons, les routes maritimes revêtent une importance immense dans l’économie mondiale en raison de leur rentabilité et de leur respect de l’environnement. Cela nécessite des moyens de transport sûrs et efficaces pour déplacer les marchandises entre les pays du monde entier. Ainsi, il devient essentiel d’utiliser l’IA pour sécuriser ces routes.

Dans ce contexte, les technologies avancées sont exploitées pour collecter, analyser, surveiller et répondre aux divers défis auxquels les lignes de transport maritime sont confrontées. Par exemple, les systèmes alimentés par l’IA fournissent des données en temps réel pour les itinéraires des navires et améliorent la navigation, tandis qu’une surveillance constante grâce aux capteurs empêche les menaces de sécurité. De plus, les algorithmes d’IA analysent les données afin de prévoir les besoins de maintenance, réduisant ainsi les temps d’arrêt et garantissant que les navires fonctionnent à pleine performance.

Comme NauticExpo l’a estimé il y a quelques années, le chiffre d’affaires du transport maritime de fret mondial pourrait dépasser 200 milliards de dollars d’ici 2023, mais pour que cela se réalise, l’industrie « devra ajouter l’IA à son arsenal de technologies numériques ».

Dans l’industrie du transport maritime, l’IA peut aider les compagnies d’expédition à automatiser les tâches, améliorer la planification, optimiser les opérations, prendre de meilleures décisions et accroître la sécurité. Elle contribue également à la planification de la distribution, à la rationalisation des opérations de chargement et de déchargement, à la programmation intelligente et à l’adaptation aux réalités du marché et à la demande. De plus, l’utilisation de l’IA peut être d’une grande aide pour les contrôles de navigation, la sécurisation des systèmes de communication et l’amélioration des réponses d’urgence, contribuant ainsi à la sécurité globale du transport maritime.

Une enquête menée par Navis a révélé qu’un grand nombre de participants s’accordent à dire que l’IA pourrait être impliquée dans l’automatisation des processus, notamment pour l’affectation des équipements de manutention de conteneurs et les systèmes de pontage. D’autres participants voient également l’utilisation de l’IA dans les actions recommandées, la prévision des volumes de portes ainsi que le chargement des navires. Cependant, le manque de technologie et d’expertise constitue le principal défi lié à l’IA, ce qui est compréhensible étant donné que la technologie est encore nouvelle.

Pour y remédier, les entreprises ont déjà commencé à prendre des mesures. Par exemple, Orient Overseas Container Line (OOCL) a collaboré avec la branche de recherche asiatique de Microsoft afin d’améliorer les opérations du réseau d’expédition grâce à l’IA. Dans le cadre du partenariat, l’idée a été de former des développeurs IA via l’apprentissage automatique et des sessions de formation intensives.

Utiliser les données pour la sécurité

Il est important de noter que l’IA efficace dépend des données — tout, de l’apprentissage à la prédiction, nécessite des ensembles de données diversifiés et massifs pour bien fonctionner. Ainsi, à mesure que l’industrie maritime s’améliore dans la gestion de jeux de données complexes et volumineux, elle peut créer de nouveaux systèmes d’IA pour aider les humains à exploiter les navires de manière beaucoup plus efficace et sécurisée.

Plus récemment, des scientifiques de l’Université de Victoria et de l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague ont utilisé l’IA pour prédire l’apparition de grandes vagues scélérates qui endommagent non seulement les navires mais aussi les plates-formes pétrolières. Les chercheurs ont exploité d’énormes quantités de données massives, couvrant 700 ans de mouvements océaniques, afin de découvrir un modèle mathématique capable de prédire la probabilité de telles vagues.

« Dans l’étude, nous avons cartographié les variables causales qui créent les vagues scélérates et utilisé l’intelligence artificielle pour les intégrer dans un modèle », a déclaré Dion Häfner, ancien doctorant à l’Institut Niels Bohr et auteur de l’étude scientifique, « qui peut calculer la probabilité de formation d’une vague scélérate ».

Pour cela, les données ont été collectées à partir de bouées situées dans plus de 150 endroits différents le long des côtes américaines ainsi que des territoires d’outre-mer, 24 heures sur 24. L’étude a enregistré 100 000 vagues qualifiées de vagues scélérates. En utilisant l’apprentissage automatique, les chercheurs ont transformé l’ensemble en un algorithme. L’étude a constaté que cette vague scélérate se produit en raison d’un facteur connu sous le nom de « superposition linéaire », un phénomène existant depuis 300 ans mais désormais étayé par les données.

Ce que cela signifie pour l’industrie du transport maritime, c’est que les compagnies de cargos peuvent utiliser cet algorithme pour prédire quand le risque d’une telle vague dangereuse se présente et planifier leurs itinéraires à l’avance.

De plus, des organisations telles que la Singapore Management University (SMU), Fujitsu et l’Institute of High-Performance Computing (IHPC) d’A*STAR travaillent depuis un certain temps au développement de technologies de big data et d’IA pour la gestion du trafic des navires dans le port de Singapour ainsi que dans les voies maritimes les plus fréquentées du monde, les détroits de Singapour et de Malacca.

Ces organisations développent des technologies qui utilisent des données réelles afin d’améliorer les prévisions de congestion et d’identifier d’éventuelles collisions. L’objectif est de disposer d’une technologie de coordination du trafic maritime de prochaine génération, similaire au contrôle aérien.

Avec cette avancée des navires autonomes, selon le professeur Lau Hoong Chuin, directeur du laboratoire de la SMU et chercheur principal du Urban Computing and Engineering Centre of Excellence (UCE CoE):

« La technologie peut potentiellement bouleverser la gestion du trafic des navires afin de réduire les erreurs humaines et d’améliorer la sécurité de la navigation ».

Par ailleurs, le port de Tuas à Singapour vise à devenir le plus grand port entièrement automatisé du monde d’ici 2040 en utilisant le système de gestion du trafic des navires de prochaine génération (NGVTMS) développé par l’Autorité portuaire maritime de Singapour.

Automatiser l’industrie du transport maritime

Cela fait plus d’une décennie que l’apprentissage automatique et l’IA façonnent le paysage maritime, et cela continue de croître. L’un des domaines où le développement s’est produit est la navigation sans pilote pour certaines tâches, comme les navires autonomes traversant en toute sécurité des routes maritimes très fréquentées ou naviguant à travers des canaux de transport complexes.

Selon un rapport conjoint de 2023 de Lloyd’s Register et Thetius, cabinet de conseil en innovation maritime, les marchés de l’autonomie des navires et les systèmes pilotés par l’IA vaudront ensemble 5 milliards de dollars d’ici cinq ans.

Avec l’augmentation du nombre et de la taille des navires, le nombre de collisions potentielles a augmenté. Selon l’Agence européenne de la sécurité maritime, 4000 collisions et incidents ont été signalés chaque année entre 2014 et 2019, la grande majorité (jusqu’à 96 %) étant attribuée à l’erreur humaine.

En conséquence, des navires autonomes et télécommandés sont testés avec des capteurs grâce à l’aide de radars, LIDAR (détection et télémétrie par lumière), sonar, GPS et AIS, fournissant des données pour aider à la navigation.

En 2018, Sea Machines Robotics et la société danoise A.P. Moller-Maersk ont collaboré pour tester un système alimenté par l’IA sur un porte-conteneurs, marquant la première fois que l’industrie maritime voyait l’installation de la vision par ordinateur associée au LiDAR et à un logiciel de perception à bord afin d’améliorer et de moderniser les opérations de transit.

Pour cela, Sea Machines a adopté une solution basée sur l’IA, similaire aux systèmes d’assistance basés sur les données que l’on trouve dans les voitures, afin d’améliorer la conscience situationnelle en mer ainsi que l’identification et le suivi des objets. La solution utilise des capteurs avancés pour recueillir un flux continu d’informations provenant de l’environnement du navire, qui sont utilisées pour identifier et suivre les conflits potentiels, puis affichées de manière efficace afin de faciliter des opérations maritimes plus sûres et plus efficientes.

L’automatisation de l’industrie du transport maritime gagne une traction significative. La société japonaise Mitsui OSK Lines (MOL) et la société technologique chinoise SenseTime, connue pour sa collaboration avec Honda sur les voitures autonomes, mènent désormais des recherches pour exploiter l’IA dans les systèmes de reconnaissance d’images de navires.

Dans ce cadre, le système de SenseTime utilise des caméras ultra‑haute résolution et un GPU pour identifier automatiquement les navires dans la zone environnante afin d’éviter que de grands navires ne percutent des plus petits et d’améliorer la sécurité.

Cette technologie de reconnaissance d’images, développée en combinant l’IA d’apprentissage profond avec l’expérience maritime étendue de MOL, peut également être utilisée pour surveiller les routes maritimes.

Récemment, en novembre, Michigan Central, la branche d’innovation en mobilité de Ford et le hub technologique Newlab, ont lancé un projet pilote visant à automatiser l’industrie du transport maritime. Au cours de ce projet de huit semaines, les partenaires ont testé un navire autonome de Mythos AI qui cartographie numériquement le paysage sous‑marin du port de Monroe à Detroit et les voies navigables des Grands Lacs environnants.

En créant un jumeau numérique de la zone, le navire vise à fournir aux cargos des informations plus approfondies pour améliorer leurs processus. Les données collectées seront utilisées pour créer des routes d’expédition entièrement autonomes, former des navires autonomes à l’avenir et déployer des bateaux autonomes à faibles émissions. Geoff Douglass, PDG de Mythos AI:

« La technologie des navires autonomes va remodeler la logistique maritime. Étendre cette innovation à d’autres ports transformera les systèmes obsolètes, réduira les émissions et stimulera la croissance économique à l’échelle mondiale ».

Entreprises exploitant l’IA pour sécuriser les routes maritimes

Une enquête mondiale sur l’IA de McKinsey de 2019 a constaté une hausse d’environ 25 % d’une année sur l’autre (YoY) de l’utilisation de l’IA dans les processus métier standards à travers plusieurs domaines. La logistique, en particulier, est une industrie pilotée par l’IA grâce au grand potentiel de la technologie pour améliorer le secteur maritime en éliminant les tâches récurrentes.

Mais ce n’est pas tout. L’étude intersectorielle distincte de McKinsey sur l’adoption de l’IA a révélé que les premiers adoptants avec une stratégie proactive dans le secteur logistique bénéficiaient de marges bénéficiaires supérieures à 5 %.

L’IA peut clairement offrir des avantages considérables aux opérations d’expédition, et ceux qui passent à l’action et intègrent l’IA dans leur entreprise peuvent construire des réseaux plus efficaces, disposer d’un avantage concurrentiel et être mieux préparés pour l’avenir.

Aujourd’hui, plusieurs entreprises explorent et mettent en œuvre l’IA pour des routes maritimes sûres.

1. Rolls Royce

Rolls‑Royce est l’une de ces entreprises qui travaille sur la navigation autonome et utilise l’IA pour améliorer la navigation et la sécurité dans les opérations maritimes. Au cours des nombreuses années passées, la société a présenté plusieurs solutions visant à atténuer les risques de sécurité, notamment le système Intelligent Awareness (IA) et des navires commerciaux entièrement autonomes. Pour ses efforts, Rolls‑Royce s’est associée à Intel et Google.