Une IA pour réduire sa consommation de carburant en mer

Être capable de prévoir les courants marins à fine échelle grâce à l’in­tel­li­gence arti­fi­cielle (IA). C’est le pari que se sont lancé trois océa­no­graphes en 2021. Trois ans après, leur start-up – Amphi­trite –, créée au sein de l’École poly­tech­nique, est encore en plein déve­lop­pe­ment, et les premiers résul­tats sont là. Leurs logi­ciels de trai­te­ment des données satel­lites peuvent prévoir préci­sé­ment les courants océa­niques, à une échéance de six jours, et propo­ser des trajets opti­maux aux navires commer­ciaux.

L’IA, une véri­table révo­lu­tion pour la navi­ga­tion ? 

Aujour­d’hui, les marins utilisent le plus souvent des modèles numé­riques, tels que Weather4D ou Time­Zero, en vue d’évi­ter les impor­tants aléas météo­ro­lo­giques, comme les tempêtes. Elles sont faci­le­ment prévi­sibles grâce à leur taille, attei­gnant parfois une longueur de 2 000 km. « La modé­li­sa­tion numé­rique fonc­tionne plutôt bien pour la météo, mais beau­coup moins bien pour l’océan, qui contient de nombreux tour­billons de petites échelles », explique Alexandre Stegner, l’un des créa­teurs d’Am­phi­trite. Les logi­ciels, mis au point par son équipe, étudient les courants marins à une échelle de 2 kilo­mètres. Un degré de préci­sion néces­saire pour faire du routage pointu.

«  Ce qui nous inté­resse, c’est l’im­pact des courants sur les navires, déve­loppe l’océa­no­graphe. Ce type de routage permet aux embar­ca­tions d’évi­ter les contre-courants et des ralen­tis­se­ments exces­sifs. Parfois, il suffit de se déca­ler légè­re­ment par rapport à son trajet initial pour être du bon côté des courants. »

Ce chan­ge­ment d’iti­né­raire est très subtil : des données précises et fiables sont impé­ra­tives pour ajus­ter au mieux la trajec­toire du navire. Or, sans intel­li­gence arti­fi­cielle pour trai­ter de multiples données satel­lites, ce niveau de préci­sion n’est pas attei­gnable. « Pour certains modèles numé­riques, nous obser­vons que, la moitié du temps, les résul­tats ne coïn­cident pas. Grâce à notre tech­no­lo­gie, les taux de fiabi­lité atteints sont nette­ment plus élevés. » 

Comment fonc­tionne l’IA pour prédire les courants océa­niques ?

Amphi­trite fusionne de multiples obser­va­tions satel­lites (hauteur de la mer, tempé­ra­ture de surface et couleur de l’eau) en utili­sant des méthodes de trai­te­ment d’images basées sur l’in­tel­li­gence arti­fi­cielle et l’ap­pren­tis­sage profond. Cette tech­no­lo­gie recons­truit préci­sé­ment les courants océa­niques. 

Le résul­tat sert à créer une trajec­toire opti­mi­sée, avec des prévi­sions à cinq jours et actua­li­sées toutes les 24 heures. « La dyna­mique des courants est rela­ti­ve­ment lente, et donc la situa­tion ne va pas évoluer radi­ca­le­ment en 24 ou 48 heures  », précise Alexandre Stegner.

Déjà des résul­tats les émis­sions de gaz à effet de serre en mer

Quel inté­rêt pour un bateau de trou­ver le meilleur courant en utili­sant Amphi­trite ? « Soit il gagne du temps, soit il réduit sa vitesse et conserve son heure au port d’ar­ri­vée. Dans les deux cas, il va dimi­nuer sa consom­ma­tion de carbu­rant », explique l’océa­no­graphe. Le trans­port mari­time assure envi­ron 90 % du fret mondial. Le fonc­tion­ne­ment des ports repose sur une impor­tante logis­tique afin d’évi­ter les embou­teillages. Les navires marchands doivent parfois attendre leur tour et conti­nuent, à l’ar­rêt, à faire tour­ner leur moteur. Grâce au routage fin, il est possible de mieux anti­ci­per l’heure d’ar­ri­vée et d’évi­ter ces situa­tions. En outre, la réduc­tion de la vitesse limite les émis­sions de gaz à effet de serre et la pollu­tion sonore sous-marine. 

Le roulier Ciudad de Cadiz, armé par le groupe Louis Drey­fus Arma­teurs, a testé Amphi­trite. « Doré­na­vant, il utilise notre solu­tion de manière quoti­dienne  », s’en­thou­siasme Alexandre Stegner. Lors du tout premier test, réalisé le 8 avril 2023, le roulier a effec­tué son trajet habi­tuel de Naples (Italie) à Tanger (Maroc), soit quelque 1 000 milles nautiques (envi­ron 1 850 km), en gagnant 70 minutes sur l’heure d’ar­ri­vée au port de desti­na­tion et en rédui­sant sa consom­ma­tion de carbu­rant de 5 %.

Amphi­trite pour­suit son déve­lop­pe­ment grâce à de nouveaux parte­na­riats et des tests menés avec de grandes compa­gnies mari­time, comme la CMA-CGM, Orange Marine, Cargill ou Gena­vir. Le logi­ciel est donc adapté à la navi­ga­tion des cargos. Aujour­d’hui, une version simpli­fiée de cet outil est acces­sible en mode démons­tra­tion sur Inter­net : l’Ocean Bulle­tin. Il calcule l’im­pact des courants pour les grands trajets de port à port en mer Médi­ter­ra­née et four­nit une route opti­mi­sée. Détail impor­tant : il n’est pas conçu pour amélio­rer la trajec­toire d’un navire navi­guant sous voile ou même d’un bateau de plai­sance.

Essayez Amphi­trite sur https://bulle­tin.amphi­trite.fr

L’IA, un océan de possibilités…

Des logi­ciels dédiés à une utili­sa­tion mari­time et faisant appel à l’in­tel­li­gence arti­fi­cielle sont en déve­lop­pe­ment, sur de nombreuses théma­tiques. Tour d’ho­ri­zon.

Amphi­trite

La connais­sance fine des courants marins permet égale­ment de prédire les zones d’ac­cu­mu­la­tion des plas­tiques. Amphi­trite a réalisé des tests en parte­na­riat avec The Ocean Clean Up, une ONG qui nettoie les océans, pour pouvoir guider lors ses membres de la récu­pé­ra­tions de déchets plas­tiques. « C’est impor­tant pour nous de mettre la tech­no­lo­gie au service de l’en­vi­ron­ne­ment », explique Alexandre Stegner.

Deep Sea

L’in­tel­li­gence arti­fi­cielle comme outil de main­te­nance de son bateau ? C’est l’idée de Deep Sea. En entrant les données spéci­fiques à l’em­bar­ca­tion, l’IA propose des moyens d’op­ti­mi­ser la consom­ma­tion du bateau en interne : elle noti­fie à l’équi­page diverses modi­fi­ca­tions méca­niques à effec­tuer afin que le navire consomme moins. Cette tech­no­lo­gie de pointe suit l’évo­lu­tion tout au long du trajet pour propo­ser des chan­ge­ments en temps réel. Le projet a déjà été adopté par plus de 300 navires.

Global Fishing Watch

Cette ONG inter­na­tio­nale s’est fixé comme mission d’éva­luer la pres­sion de la pêche sur l’océan. Avec l’IA, elle traite à la fois les données de dépla­ce­ment de navires grâce à leurs balises, mais aussi des données satel­lites de l’océan. C’est un moyen de lutter contre les navires de pêche illé­gaux et de veiller à la préser­va­tion d’es­pèces mari­times.