Navigation intelligente – Des cartes papier à la réalité augmentée

Je relaye ici, en français, un article publié dans le magazine britannique Yachting Monthly (¹) le 30 mars dernier. Le sujet traite du débat entre cartes papier et navigation électronique, en énonçant de nombreuses vérités, mais également parfois une ou deux contre-vérités. Le propos a le mérite de présenter des arguments contrastés, et de recueillir l’avis de professionnels reconnus de la navigation de plaisance du Royaume-Uni. Puisque le confinement nous en impose le temps, profitons-en pour nous impregner de cette instructive lecture…

Navigation intelligente – Des cartes papier à la réalité augmentée

Yachting Monthly 30 mars 2020 (¹

La plupart d’entre nous navigue à l’aide d’appareils multifonctions, de smartphones et de tablettes, ou même de drones. Mais les systèmes électroniques peuvent-ils se substituer à la navigation sur papier ?

Viendra-t-il un moment où les cartes papier seront obsolètes ?

L’électronique marine a progressé rapidement au cours de la dernière décennie. Les tables à cartes ont rétréci ou disparu complètement, et on ne trouve plus les différents équipements qui affichent le GPS, le radar et l’AIS sur des écrans séparés. De nos jours, la plupart des plaisanciers disposent d’une station électronique marine avec un écran central multifonction (MFD) répété sur le bateau. Et si la batterie tombe en panne, il y a toujours des smartphones et des tablettes de sauvegarde, du moins aussi longtemps que vous pouvez les garder chargés. Cela signifie-t-il que les cartes papier sont redondantes ?

« C’est un sujet intéressant », déclare Lucy Wilson, de l’éditeur nautique Imray (²). « Nos cartes papier ne sont certainement pas en déclin, mais le type de produits que les gens veulent change. Les ventes de grandes feuilles sont stables, mais nous augmentons la gamme de cartes et de pochettes de petit format ».

Imray reçoit également une demande croissante de cartes imprimées à la demande, ce qui laisse entendre que les gens veulent des cartes à jour sans avoir à les corriger à la main. Il est clair que les skippers veulent toujours des cartes papier pour planifier leurs traversées — même le traceur de cartes le plus sophistiqué est limité par la taille de son écran — mais en mer, les cartes électroniques sont reines. Imray a produit sa première application de cartographie numérique pour smartphones et tablettes en 2009 (aujourd’hui regroupée en une seule, Imray Navigator) et vend en haute saison jusqu’à 14.000 packs de cartes. L’éditeur produit également des cartes pour des tiers tels que Raymarine, Humminbird et Navionics, bien qu’elles soient toujours en format raster.

« Contrairement aux cartes vectorielles, il s’agit de copies exactes des versions papier, qui ont fait l’objet d’un processus éditorial », explique Lucy, « Il y a un niveau d’information que nous avons retiré des cartes du service hydrographique (³) pour le rendre plus convivial pour le navigateur. Par exemple, nous ne montrons pas les épaves de plus de 30 mètres de profondeur car elles ne sont pas pertinentes. Cependant, les caractéristiques des feux sont toujours indiquées, quel que soit le niveau de zoom, et il n’est pas possible qu’un banc de sable disparaisse soudainement ». Les cartes vectorielles, en revanche, sont assemblées numériquement et présentées par couches. Au fur et à mesure que vous zoomez, les informations changent, ce qui permet de zoomer à un niveau qui perd des détails importants.

Tom Cunliffe souligne que ces choses sont plus courantes qu’on ne le pense. Il raconte le cas d’un plaisancier qui s’est échoué sur un récif de la mer de Corail, qui, selon lui, n’était pas cartographié. Tom a consulté la version ARCS de la carte de l’océan Pacifique et le récif était là, à la vue de tous. Le skipper avait planifié son passage sur une carte vectorielle de plaisance et n’avait pas fait un zoom suffisamment serré. « Une douzaine de yachts feraient naufrage chaque année sur les récifs du groupe des Fidji » explique Tom. Il semble raisonnable de supposer qu’au moins certains d’entre eux sont tombés dans le même piège. L’époque où vous n’aviez qu’un traceur de cartes pour indiquer votre position sur une carte électronique est révolue.

La réalité augmentée vous permet de combiner la vidéo et les outils de navigation

Les cartes électroniques, telles que Navionics et C-Map, offrent une planification automatique de la route en utilisant certains des paramètres de votre navire, et elles signalent les restrictions de hauteur ou de largeur. Vous pouvez également régler les marées sur les vives-eaux ou les mortes-eaux pour augmenter la précision. Cependant, comme l’a découvert Duncan Kent de Yachting Monthly, lorsqu’il a mis les traceurs de cartes en test, les itinéraires évitent les bas-fonds dangereux mais ignorent les marées, les vents, les zones de remous, les zones de tir et une pléthore de renseignements locaux essentiels. « Je n’aurais jamais laissé le pilote automatique prendre le contrôle, » a-t-il conclu. « Passer au milieu des remous de courants de Portland Bill sans connaître la marée ou le vent ? Non merci ! »

Sur la douzaine de skippers à qui nous avons parlé au début de l’ARC 2018, cependant, un seul bateau — une yole des années 1930 — s’appuyait sur des cartes papier. Les autres utilisaient des cartes électroniques comme principale source de navigation.

Les smartphones et les tablettes

Les appareils mobiles reprennent de plus en plus de fonctions qui étaient auparavant l’apanage des appareils multifonctions. Avec la bonne application et les fonctionnalités sans fil appropriées, vous pouvez contrôler des systèmes complexes tels que des traceurs de cartes, des sondeurs, des radars, des pilotes automatiques, des caméras thermiques et même des moteurs marins. Mais pourriez-vous vous débrouiller uniquement avec un appareil mobile ?

Le passage de Linux aux logiciels Android a ouvert la voie à de nouvelles applications de navigation sur les traceurs de cartes autant que sur les smartphones

Une promenade dans le centre de test Raymarine ne le suggère pas. C’est là que vous réalisez quels produits sont utilisés pour la marinisation (et pourquoi ils coûtent si cher). Dans une installation sortie tout droit d’un décor de James Bond, le vaste complexe de salles teste et vieillit les produits à l’aide d’une série impressionnante de tuyaux géants, de chambres à eau et à brouillard salin. Il y a des salles blanches, des chambres noires, des salles sous vide, et même des fours surdimensionnés qui cuisinent toutes sortes de gadgets.

Si vous avez déjà fait tomber un téléphone dans l’eau ou l’avez tenu en plein soleil, vous verrez à quelle vitesse il se déteriore (). Un appareil multifonction, en revanche, ne le devrait pas, et il existe des classeurs remplis de directives de sécurité européennes pour vous assurer qu’il ne ne se déteriore.

L’alimentation électrique, en revanche, tombe en panne, comme l’a constaté la skippeuse paralympique Hannah Strodel cette année lors du Tour de Grande-Bretagne et d’Irlande. « Tous nos appareils électriques ont lâché progressivement au fur et à mesure que nous progressions autour du pays », a-t-elle déclaré. « Sur la côte Est, il ne nous restait plus rien à part une position VHF, des feux de navigation d’urgence et des torches, alors le fait de pouvoir naviguer à l’ancienne [avec des cartes Imray] a été absolument salvateur ! »

Outre la nécessité d’une recharge constante, l’autre limite des appareils mobiles est le GPS. Il n’est pas possible de savoir, à partir des spécifications d’un produit, si un smartphone ou un GPS pour tablette fonctionne hors ligne et, si c’est le cas, s’il est utile. En effet, le système de localisation des smartphones combine le GPS avec la triangulation à partir des tours de téléphonie mobile, le Wi-Fi et le suivi de votre dernière position connue. Bien qu’il y ait de nombreux endroits où vous puissiez naviguer à portée de smartphone, une fois que vous êtes en dehors de ces endroits, sans système GPS assisté, vous pourriez constater qu’il faut de 15 minutes à une éternité pour obtenir cette première position ().

La traversée de l’Atlantique a radicalement changé avec les nouveaux outils de navigation

La Royal Yacht Association (RYA) conseille aux étudiants de ne pas se fier à une seule méthode de localisation et de vérifier constamment leur position par une autre technique. James Stevens, ancien chef examinateur de la RYA, admet que l’utilisation universelle de la navigation électronique fait que de nombreux skippers sont « résolument grincheux » lorsqu’il s’agit de cartographie traditionnelle. « Les examinateurs ne sont pas du tout convaincus par les candidats qui ne peuvent naviguer que sur un écran et qui ne sont pas capables de mettre à jour leur cap et leur stratégie lorsque les conditions changent », prévient-il.

Même sur un yacht équipé de tout le matériel électronique, il est important de comprendre les principes de la navigation, notamment parce que cela vous permet de vérifier que l’affichage apparemment précis vous dit la vérité.

Le grand débat : avez-vous besoin d’une sauvegarde papier ?

James Stevens

James Stevens est un ancien instructeur et examinateur en chef de la RYA

« La RYA a introduit la navigation électronique dans ses programmes il y a plus de 20 ans. Les étudiants qui suivent les cours à terre de la RYA reçoivent des cartes papier et électroniques spécialement commandées avec un simulateur de traceur de cartes qui peut être téléchargé sur un ordinateur à domicile. La RYA a toujours soutenu que les navigateurs doivent enregistrer leur position électronique et la vérifier par un autre moyen. Cette vérification peut être visuelle, par profondeur, par radar ou au moins par un relevé approximatif sur une carte papier afin de vérifier que la position électronique est dans la bonne direction et que le nombre de milles par rapport à la précédente est correct.

La RYA, réalisant que les plaisanciers ne veulent pas passer des semaines en classe, a introduit une formation de courte durée à terre qui peut être suivie en ligne et qui donne juste assez d’informations sur les cartes de base pour effectuer de courtes navigations à l’aide du GPS. À un niveau supérieur, les capitaines de yacht sont examinés sur leur capacité à utiliser des cartes papier et électroniques. Ils doivent être capables de comprendre les fonctions du traceur et, par exemple, de saisir des waypoints ainsi que d’effectuer un travail cartographique traditionnel. Un yachtmaster océanique est réputé naviguer par GPS mais doit également pouvoir obtenir des positions par sextant. »

Pete Green

(Instructeur Yachtmaster, Ocean Yachtmaster et directeur général de Halcyon Yachts – International Yacht Delivery)

« Dans le monde du convoyage, nous avons affaire à un large éventail de bateaux, certains mieux équipés que d’autres. Nos convoyeurs sont habitués à emporter des outils de base, du matériel de navigation et parfois même des casseroles. Avec les progrès technologiques considérables que nous avons connus au cours de la dernière décennie, il est de plus en plus facile de contourner les cartes papier. La plupart des yachts sont équipés de traceurs de cartes intégrés, mais nous utilisons également une tablette de sauvegarde fonctionnant avec Navionics, sans parler du smartphone que chaque équipage transporte inévitablement avec son logiciel de navigation. J’ai toujours des cartes en papier, mais je ne me souviens pas de la dernière fois où j’ai dû les utiliser.

L’industrie de l’aviation repose uniquement sur les cockpits électroniques depuis plus de 10 ans maintenant et je pense que la communauté des navigateurs peut facilement suivre le mouvement. »

Norman Kean

(Rédacteur en chef du guide nautique « Sailing Directions » de l’Irish Cruising Club)

« Le concept de « carte » va devenir obsolète. La carte papier reste la principale source d’information à partir de laquelle les cartes électroniques du marché de la plaisance tirent leurs données. Mais la carte papier est en voie de disparition.

J’utilise tout le temps des cartes électroniques, mais quand je veux avoir une vue d’ensemble, je prends le papier. C’est littéralement une œuvre d’art. Chaque nom, sonorité et symbole qui y figure a été choisi par un expert humain, la clarté étant une priorité absolue. Peut-être que nous finirons par utiliser des cartes raster. Mais la taille de l’écran sera toujours un problème. En attendant, les cartes vectorielles utilisent un ” affichage différé “, votre traceur ne contient pas de cartes, mais seulement des données, et il dessine la carte qu’il pense que vous voulez, à la demande. C’est un tour de force informatique assez étonnant, mais il se termine par des noms de lieux bizarrement choisis, souvent au mauvais endroit, des endroits peu profonds sans sondes précises, des îles et des rochers qui disparaissent lorsque vous effectuez un zoom arrière et des détails qui donnent une fausse impression de précision lorsque vous zoomez trop. Encore une fois, je penche pour le papier.

Le déclin du papier finira par rendre obsolète le concept de “carte”, et le monde ne sera plus qu’un champ de données continu. Quelle opportunité pour une nouvelle génération de produits parfaitement adaptés pour remplacer le papier. Mais à l’heure actuelle, les cartes électroniques du marché de la plaisance sont tout simplement hideuses. »

Duncan Kent

(Navigateur expérimenté et rédacteur technique travaillant pour de nombreux magazines nautiques et publications numériques dans le monde entier.)

« Aussi ingénieux que soit le système de navigation électronique moderne, je ne m’appuie pas encore entièrement sur lui et je ne le laisserais certainement pas prendre le contrôle de manière autonome. Je teste et utilise des instruments de navigation depuis près de 30 ans, je connais donc leurs capacités et leurs limites. De nos jours, je ne choisirais pas de naviguer sans au moins quelques éléments électroniques de base, car cela rend la vie beaucoup plus facile et, à bien des égards, plus sûre. Mais je ne préconiserais jamais que quelqu’un aille en mer en dépendant entièrement d’une électronique vulnérable.

La cartographie numérique s’est considérablement améliorée au cours des dernières décennies, tout comme la capacité de traitement des écrans multifonctions (MFD). Aujourd’hui, il est courant d’avoir des données sur la hauteur des marées et les courants chargés dans la base de données et même une fonction de routage qui peut vous suggérer une route de A à B, ce qui peut être utile comme point de départ pour planifier une traversée.

J’utilise souvent cette fonction lors de la préparation, juste pour voir en quoi l’itinéraire recommandé diffère de ma propre version, déduite manuellement. Dans de nombreux cas, nous sommes d’accord, mais lorsqu’une navigation côtière à la voile délicate est planifiée, je trouve souvent des éléments qui ne me plaisent pas. Pour être juste, il y a beaucoup de choses que le MFD ne sait pas et ne peut donc pas calculer, comme la façon dont mon bateau se comporte dans certaines mers, les connaissances locales sur les courants de marée, les remous et autres, et si j’ai trois marins expérimentés à bord ou seulement quelques amis non navigateurs. »

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(¹Smart Navigation: From paper charts to augmented reality
(²) Imray, Laurie, Norie & Wilson Ltd
(³) United Kingdom Hydrographic Office (UKHO) Le service cartographique maritime de l’Amirauté Britannique.
() C’est oublier un peu vite les nombreuses protections étanches et antichocs disponibles sur le marché. (NDT)
() Cet argument est totalement inexact. La plupart des tablettes et smartphones est équipée de récepteurs GPS miniaturisés de très haut de gamme, capables de fonctionner de manière autonome sans assistance cellulaire. Ils supportent les réseaux GPS (USA), GLONASS (Russie) et depuis peu GALILEO (EU). Voir mon billet GPS et iPad Wi-Fi + Cellular (NDT)
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5 Replies to “Navigation intelligente – Des cartes papier à la réalité augmentée”

  1. Bonjour Alain,

    Je rejoins en tous points ton avis. L’article de Patrick Moreau dans la revue “Sauvetage” que tu cites est effectivement particulièrement édifiant. J’ai toujours considéré que la plus importante composante du sens marin est l’indispensable humilité qui consiste à douter de tout, à commencer de soi-même, et donc de multiplier les moyens d’assurer sa position. En mer, comme en montagne, la négligence, pire l’inconstance, ne pardonnent pas souvent !

  2. Bonjour Françis,
    Merci pour cette belle traduction qui nourrit un débat que l’actualité nautique relance de temps à autre!
    « Les systèmes électroniques peuvent-ils se substituer à la navigation sur papier »
    Avec les nuances qu’imposent la variété des situations de navigation, ma réponse est non., et pour une raison simple: la fiabilité suffisante des systèmes électroniques et de leur nécessaire alimentation électrique ne peut être assurée totalement et en toutes circonstances sur les voiliers de (petite?) plaisance.
    Il existe évidemment des moyens pour palier peu ou prou à cette insuffisante structurelle, mais aucun, à ma connaissance, ne garantit la fiabilité que nous devrions attendre d’un système de navigation auquel, somme toute, nous confions nos vies!
    C’est la raison essentielle pour laquelle, bien que j’utilise des systèmes de navigation électronique depuis une bonne vingtaine d’année maintenant, je conserve et utilise régulièrement le matériel de navigation classique: (carte, compas, sonde, almanach, sextant…) et je tiens un livre de bord manuscrit, toutes les trois heures en temps normal et plus fréquemment en pilotage ou lorsque les conditions le demandent.
    En navigation côtière je m’astreint au repérage des amers, des feux, du balisage et de leur vérification sur la carte…
    ….mais je prépare les navigations très souvent avec mon iPad, qui m’est très utile pour récupérer les cartes météos et les fichiers grib, pour faire du routage sur la base des elements recueillis soit par iridium Go soit par BLU…
    ….mais je porte ma position régulièrement sur une carte papier, en traversée une fois par jour, en pilotage au moins toutes les trois heures.
    Je partage totalement l’avis de Duncan Kent, et trouve dans l’utilisation commune des deux sources d’information que constituent le papier et l’électronique, un excellent moyen de lever le doute du navigateur!
    En conclusion je suggère la lecture de la livraison du numéro 151 de la revue de la SNSM exposant le constat qu’ont pu faire les sauveteurs de la SNS 147 lors du naufrage dramatique du First 51 Roder Mor, en janvier 2020 aux abords de l’ile de Groix. L’article dans sa totalité est consultable sur internet. Il expose l’enchainement des faits qui ont conduit le voilier d’une panne d’électricité au Portugal au naufrage sur l’ile de Groix.

  3. Merci.
    Sur chaque bateau qui navigue il y a probablement au moins un traceur avec son GPS, un AIS avec son propre GPS, un ordinateur, une tablette, plusieurs téléphones… lors de ma traversée de l’Atlantique nous étions 3 à bord, et nous avions au total 5 GPS, et 4 logiciels avec leurs carto (le traceur Raymarine, Navionics sur un téléphone, iNavx sur un autre telephone, W4D sur une tablette… pas besoin de papier, si et seulement si on a la garantie d’avoir de l’électricité et à mon humble avis c’est bien plus important de s’assurer d’avoir toujours de l’électricité.

  4. Merci Francis,

    Tu es partisan du “en même temps”; tu as réussi á mettre les deux langues en même temps, bravo!

    Dominique

  5. Très intéressant article, merci.

    Une réflexion personnelle concernant ce passage «L’industrie de l’aviation repose uniquement sur les cockpits électroniques depuis plus de 10 ans maintenant et je pense que la communauté des navigateurs peut facilement suivre le mouvement» :

    Dans un avion où il y a plusieurs moteurs, s’il y en a un qui lâche il y en a encore au moins un qui continue à alimenter l’électronique. Et sur le trajet il y a des solutions de réchappe. Et quand bien même l’électronique serait hors service, il me semble qu’il y a toujours les cadrans analogique-mécanique (sur les petits avions sûr, les gros il me semble). Je ne sais pas si on peut faire le même parallèle avec un voilier . Ou alors sur un voilier qui a deux moteurs ET toute la partie électricité/électronique qui soit absolument étanche …

    Le débat soulevé dans ce très bon article date de longtemps. Au fil du temps on essaye de faire évoluer LA réponse alors qu’il me semble plus juste d’adapter la réponse à la situation, au type de bateau, à la zone géographique, au programme de navigation, etc.

    Un passage m’incite à songer à revoir ma façon de faire sur un point : peut-être que je devrait me confectionner un autre Livre de Bord m’obligeant à avoir les informations indiquées par l’électronique ET les même informations que je relèverai autrement. Sur une navigation côtière à la journée ou demi-journée dans un endroit connu et facile ça ne sera probablement pas utile (du moins ça dépend d’où on place son curseur) mais sur plus long ça pourrait être pertinent.

    Concernant les écrans des MDF qui seront toujours trop petits (comparé à une grande cartographie papier), ça serait “amusant” qu’une entreprise planche sur un pointeur laser sur moteurs précis qui indiquerait la position sur la carte papier.

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