Sympa, on connait le nom du cargo qui passe bien avant de le voir. On peut même l’appeler par son nom à la VHF.

AIS : - je t’informe - tu m’écoutes - on se voit …

AIS classe B avec GPS et splitter d’antenne (doc.Raym.).

Affichage de l’AIS boite noire sur le chartplotter (doc.Raym.).

Un tableau intéressant sur la vitesse des «cargos».

Début de l’AIS récepteur : le NASA. Près de Gibraltar, cela déboule de partout !

VHF avec récepteur AIS et écran intégré.

La grenouille qui voulait se faire aussi grosse que le boeuf. Mais c’est tout.

Les satellites captent les bateaux et transmettent aux stations terrestres.

Instantané des seuls bateaux de plaisance AIS CL.B sur Marine Traffic le 27/12/2019.

Instantané de tous les navires au même moment… Non vous n’êtes pas seuls au monde.

Organisation du temps d’émission en « Slots ».

AIS : réseau unifonctionnel

VDES : un réseau de communication multi fonctionnel et bidirectionnel entre tous les intervenants.

AESM un ensemble de moyen de surveillance.

Pollution par rejet d’hydrocarbure (doc.ESA).

Trace d’une route très suspecte. Transbordement ?

Surveillance des techniques de pêche.

Architecture de l’e-Navigation.

A.I.S. (Automatic Identification System)

et autres petites choses…

Navigation

Au départ (2002), ce système a été développé pour faciliter le contrôle des navires dans les passages délicats (Manche par ex.). Ce n’est pas initialement un système anti-collision. On l’utilise comme tel aujourd’hui mais pour éviter des déboires, il faut bien comprendre comment il fonctionne.


L’AIS, ça fonctionne comment ?


Pour faire simple, le système est composé de 2 éléments :

Sur le navire émetteur : une boite noire reliée à la VHF émet automatiquement des informations concernant ce navire sur une fréquence VHF propre au système AIS et partagée par tous les navires.

Sur le navire récepteur : un décodeur AIS reliée au récepteur VHF permet de recevoir et de décoder les infos émises par les boites noires des navires émetteurs. Ce décodeur est soit doté d’un écran « genre radar » qui affiche sa position au centre et celles des bateaux émetteurs autour de nous, soit il injecte toutes ces données sur un BUS Ethernet NMEA qui relayera les informations sur le charplotter du bord (ou éventuellement une tablette avec un logiciel de navigation).


Dans ce cas-ci, le navire récepteur ne fait que recevoir des informations. Il existe également un boitier AIS qui est à la fois émetteur et récepteur (aussi appelé « transpondeur »). Il reçoit la position et les informations des autres navires et émet également la position et les informations de votre propre navire. Le transpondeur AIS a tendance à supplanter aujourd’hui les simples récepteurs/décodeurs. On comprend bien que si nous sommes tous équipés d’un émetteur/récepteur, la sécurité sera améliorée. Ceci implique quelques précautions techniques bien maitrisées aujourd’hui (antenne VHF). Suivant sa sophistication, le transpondeur intègrera son propre GPS ou sera relié au GPS du bord.


Qui est équipé ?


L’AIS émetteur/récepteur de classe A équipe obligatoirement aujourd'hui tous les navires de plus de 300 tonneaux, une partie de la flotte de pêche (plus de 15m ou plus de 10 m si pêche entre les «rails» de route des cargos) et tout navire de plus de 20 m aux USA. C’est du matériel professionnel qui émet toutes les 10 secondes (toutes les 3 min. au mouillage) à 12,5 W pour une portée d’une vingtaine de milles si la propagation des ondes VHF ne sont pas perturbées.


La petite plaisance et la petite pêche n’ont pas l’obligation de s’équiper. Elles peuvent se contenter d’un simple récepteur AIS ou d’un AIS émetteur/récepteur de classe B. C’est du matériel moins puissant (2W) qui émet toutes les 30 secondes porte à +- 7 milles. Il existe aussi un Classe B+ émettant à 5W (SOTDMA).


L’émission est requise sur tous les bateaux équipés en classe A sauf les militaires (discrétion obligatoire). Ce n’est pas le cas pour les autres (mode muet). Mais pourquoi installer un AIS Classe B un sur votre voilier si ce n’est pas pour l’utiliser en émission et vous faire voir des autres navires ?

Les bateaux de pêche sont probablement tous équipés mais le mettent souvent en silencieux (pas d’émission, seulement réception) pour taire leur coin de pêche préféré.


Quelles sont les informations émises ?


Les infos diffèrent suivant le type de navire. Sur les gros navires (classe A), une série d’informations sont générées automatiquement. C’est le cas de la position, de la vitesse, etc. D’autres variables sont encodées par l’équipage, par exemple, le type de cargaison, la destination. Enfin il y a des informations fixes telles que le nom du navire, son numéro MMSI, son port d’attache ou ses dimensions.


Toutes ces informations sont émises et reçues par les AIS classe A.


Pour la plaisance classe B, c’est plus simple. On ne trouve que les informations fixes et celles générées automatiquement par le système lui-même.


Les données visibles sur votre récepteur de plaisance seront au minimum :

  • Numéro MMSI de l'émetteur (Maritime Mobile Service Identification = numéro unique pour chaque bateau équipé de matériel de communication de sécurité).
  • Nom du navire.
  • Latitude et longitude du navire
  • Statut (en route, à quai, à l'ancre, en pêche, échoué, etc…).
  • Cap sur le fond.
  • Vitesse sur le fond.


Les autres infos peuvent être éventuellement visualisées mais leur décodage dépend de la sophistication de votre AIS récepteur embarqué (dimension navire, cargaison dangereuse, destination, etc…).


A l'usage, on découvre ainsi que les navires marchands se classent en plusieurs catégories de vitesse :

  • 6 à 8 nœuds : gros chalutiers en pêche.
  • 12 à 15 nœuds : petits cargos.
  • 20 à 22 nœuds : gros cargos.
  • 28 à …45 nœuds : navires à grande vitesse (NGV en Méditerranée par ex.).


Grâce aux infos émises par les autres, votre récepteur pourra calculer de nouveaux paramètres comme par exemple :

  • Distance des navires émetteurs par rapport à nous.
  • Trace sillage et vecteur d’avance des navires émetteurs.
  • Zone de risque de collision et temps d’y arriver (ETA)
  • Alarme de danger de collision.


L’ensemble des paramètres de vitesse/direction peuvent s’afficher sur la carte d’un chartplotter ou une tablette sous forme de vecteurs compréhensibles qui vous permettent de surveiller les navires potentiellement à risque dans votre entourage.


De plus en plus d’installations fixes sont équipées d’un émetteur AIS, par exemple : phares, amers, entrée de port, même engins de pêche.


Comment cela se présente ?


Sur Caramel, nous avions acquis en 2005 un des rares et premiers récepteurs AIS : le NASA. De type « radar », peu cher et sans faille, il a fait le job sur plus de 30.000 milles nautiques. Ce type d’appareil n’existe quasi plus. On trouve aussi des VHF incorporant un écran AIS, mais c’est minimaliste.


Depuis plusieurs années, les AIS sont des boites noires associées à l’émetteur/récepteur VHF du bord. Les informations transmises par le BUS NMEA sont affichées sur le chartplotter sous la forme de vecteurs. En pointant sur le navire émetteur, on lit l’ensemble des autres informations. Beaucoup de ces boites noires intègrent maintenant un GPS et un splitter d’antenne VHF qui va gérer le partage de cette antenne entre la VHF et l’AIS (ce qui était un gros problème auparavant). Cette antenne doit se trouver idéalement en tête de mât pour maximiser sa portée.


Nous utilisons sur notre dernier bateau une chaîne Raymarine qui associe chartplotter + radar + VHF + AIS classe B. Tout ce petit monde se parle poliment en réseau et s’affiche clairement sur l’écran en couches superposées. Comme je suis un peu accro à l’électronique (…), j’ai ajouté un multiplexeur NMEA (Miniplex) avec WiFi pour recevoir toutes les données sur une tablette qui est encore plus flexible que l’Axiom de Raymarine (iPad + iSailor).













Usage de l’AIS en navigation et ses limites


Je trouve que l’AIS a changé la vie en grande traversée. Nous n’utilisions plus de radar (sauf cas particulier). L’approche dangereuse d’un autre navire de commerce (cargo) est signalée par l’AIS et je ne parle pas ici d’une alarme sonore mais de veille de l’homme ou de la femme de quart. Car nous touchons maintenant à la limite du système. 


En effet, tous les navires ne sont pas équipés d’AIS émetteur (voir plus haut), notamment les plaisanciers et les petits pêcheurs de la ceinture tropicale (grande pirogue jusqu’à 40 milles au large du Sénégal, foule de pêcheurs radio-silencieux le long du Brésil). Pratiquement aucune aide électronique ne les détectera. J’ai failli éperonner un gros pneumatique de 10 m le long de l’île d’Houat par temps de brouillard. Invisible même au radar doppler sensible pour les courtes portées. Vitesse réduite et yeux écarquillés, on est tout de même passé à moins de 15 mètres du gars qui pêchait à l’ancre, peinard et sans réflecteur radar.


En choisissant un AIS classe B, on a la chance de voir tous les gros navires mais on se montre aussi à tous les coureurs d’océans qui ont un AIS seulement récepteur.


Si c’est très utile en grande traversée, ce l’est encore plus en navigation côtière ou en traversant des rails de cargos (ex. Manche ou détroit de Gibraltar). On y passe parfois en serrant les fesses… mais on peut mieux anticiper.


Il faut prendre l’AIS pour ce qu’il est  : une aide à la navigation et pas un système anti-collision absolu.



Autres moyens d’aller se faire voir …


Je parlais dans la première version de cet article du réflecteur radar actif que nous avions sur Caramel (à l’époque l’Activ’Echo de feu la société Martec IESM). Il n’existe plus beaucoup de modèles sur le marché : Echomax ou Sea-Me. Son intérêt est maintenant très relatif car il coûte pratiquement le même prix qu’un AIS classe B.


Si vous êtes intéressés par les navires autour de vous, vos proches peuvent également savoir où vous vous trouvez. C’est de plus en plus possible.


Les services maritimes et des sociétés privées ont établi des « bornes » AIS terrestres disséminées le long des côtes fréquentées par les navires. Par exemple, la Chine a terminé en 2007 l’entièreté de la couverture terrestre (AIS+radar) de ses côtes. Ces chaînes de stations sont regroupées par des centres de coordination (VTS centers).


Comme cela n’est pas suffisant pour capter les émissions AIS au large ou dans des zones plus compliquées d’accès, des constellations de satellites ont pris le relai (Orbcomm notamment) en captant vos émissions AIS verticalement grâce à des satellites spécialisés AIS en orbite basse (LEO). C’est techniquement plus compliqué (pas prévu initialement) mais ce sont des zones avec une plus faible densité de navires.


Les données sont renvoyées à terre par les satellites et l’ensemble de ces suivis est regroupé de manière mondiale.


La puissance des AIS classe A rend certaine leur « captage » par satellite. C’est moins vrai pour nos petits classe B, mais vous trouverez ci-contre deux images issues de Marine Traffic qui représentent le trafic des bateaux de plaisance sur l’Atlantique à un instant T en décembre et le trafic total au même instant. Deux constats : cela marche tout de même bien pour les voiliers équipés en classe B, ensuite le trafic total est loin d’être négligeable. Ceci montre l’importance de la veille… Près de 70.000 navires dans le monde sont suivis par AIS. 


Marine Traffic a un très beau site web qui permet de voir gratuitement ce qui intéresse les plaisanciers. Vous pouvez vous y inscrire et compléter vos données. Il existe une app « Marine Traffic » pour IOS et Android très facile d’utilisation.



Le futur très proche de l’AIS


Tout ceci marchait bien quand le nombre de transpondeurs AIS était raisonnable, mais l’équipement sur un nombre croissant de bateaux et d’installations fixes ont poussé le système au bout de ses limites de capacité de traitement. Il existe actuellement plus de 100.000 émetteurs toutes catégories.


Faisons un rapide tour du fonctionnement technique de l’AIS. Chaque émetteur partage une même fréquence VHF. Pour se comprendre et s’entendre, chaque AIS à droit à un temps d’émission fixe (slot) alors que les autres écoutent. On comprend qu’un moment, il n’y aura plus de temps disponible pour tous (slot musical ?). Le problème s’arrange un peu car la portée de l’émission VHF est réduite et que des bateaux suffisamment distants ne se gêneront pas. Techniquement, on peut réduire la bande passante et compresser un maximum les infos. Mais tôt ou tard les limites seront à nouveau atteintes.


Il faut changer de système. Voici le VDES en vue (VHF Data Exchange System).

C’est un doux mélange d’AIS + Messagerie marine spécifique ASM (sécurité, avurnav, cartographie, météo, environnement, piraterie,…) + Messagerie avec accusé de réception entre navires - station terrestres - satellites. Ces échanges bidirectionnels sont réalisés sous un protocole technique d’émission/réception plus rapide et plus solide que l’AIS classique. Ceci via une bande de fréquences VHF dédiée plus importante. L’ensemble forme un réseau de communication homogène beaucoup plus complet (et complexe) que l’AIS initial, mais préservant le fonctionnement des instruments AIS existants sur nos voiliers.


Grâce à une bonne intégration du satellite dans le réseau VDES, l’ensemble du monde est couvert, y compris les régions polaires. La redondance de couverture côtière par les stations terrestres et satellites sécurise le transfert d’informations. Les informations peuvent également cibler une région précise.


En principe, le système VDES devrait être complètement opérationnel et déployé en 2020.


Big Brother is watching you…


Vous l’avez compris, la reconnaissance faciale généralisée se profile sur nos océans pour le meilleur et peut-être pour le pire. En effet, il est désormais facile de suivre la trace de n’importe quel navire autour du monde. Cela se fait déjà pour ceux à la cargaison dangereuse, ceux qui arrivent près des côtes de certains pays (USA), ceux qui naviguent avec des bateaux pourris. 


L’AIS n’est pas le seul système de suivi. L’Europe a mis en place l’AESM dont le centre de coordination est à Lisbonne. Outre l’AIS, il concentre plusieurs autres sources d’informations :

  • LRIT : tracking obligatoire 4 fois/jour de tous les bateaux de plus de 300 tonneaux via satellites de communication Iridium et Inmarsat. Concerne les 160 pays de l’OMI (Organisation Maritime Internationale). Système mondial.
  • SAFESEANET : plateforme d’échange d’informations entre de très nombreux acteurs institutionnels et maritimes, tant pour la sécurité que le contrôle et la facilitation de l’administration portuaire.
  • CLEANSEANET : un réseau en croissance de surveillance des rejets des hydrocarbures par imagerie satellite… Images recoupées avec toutes les données ci-avant > l’amende arrive directement à l’armateur comme la prune dans votre boite aux lettres. Temps de réaction après l’image satellite : 30 minutes !


L’analyse automatique de la trace et de la vitesse d’un navire permet de relever un comportement douteux (déchargement de cargaison illicite en mer). 

La trace permet aussi de détecter la technique de pêche éventuellement prohibée d’un chalutier.

L’interruption d’émission AIS est également un comportement suspect.


Cette surveillance qui finalement concerne peu le plaisancier, à un revers de médaille : les pirates des mers chaudes peuvent aussi acheter un petit récepteur AIS et situer avec précision les cargos et la nature de leur cargaison…



Et après ?


Plusieurs améliorations sont prévues pour le VDES :


  • Meilleure intégration dans le sytème de sécurité GMDSS (en français SMDSM) pour améliorer la détection et le positionnement des fortunes de mers et autres hommes à la mer (MOB).
  • Intégration d’un espace (Maritime Cloud) propre à chaque navire en connexion sécurisée et confidentielle avec tous ses intervenants dans le but d’optimiser toutes les procédures  : affinage de l’ETA, réservation d’une place à quai, des grues, procédures administratives à distance, flux tendu de déchargement porte-containers > camions, réservation de maintenance, relations avec l’armateur, l’assureur, messagerie sécurisée, Internet, directory des adresses messagerie des navires. La liste est incroyablement longue des optimisations possibles pour gagner du temps et de l’efficacité. 
  • Prémices de l’e-Navigation pour les cargos autonomes qui nécessitera un contrôle à distance très poussé des armateurs et affréteurs mais en collaboration avec les autorités pour garantir la sécurité sur les océans et aux approches des ports.



Conclusions


Le concept de l’AIS a formidablement évolué en moins de 20 ans. La communication, le contrôle, la surveillance et leur gestion informatisée permet de sauver des vies, de protéger l’environnement, de traquer le contrevenant et d’optimiser tout un pan de l’économie du transport. Ceci au prix d’un espace de liberté perdu. Faut-il s’en réjouir ou le déplorer ? Je vous laisse y réfléchir.


Surprenant où cet article vous a mené ! Non ?

Couche infos AIS sur couche cartographique (doc.Raym.).

Couche infos AIS sur couche radar (doc.Raym.).

Dernière mise à jour de l’article : septembre 2020

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