Soutenance mémoire
L’espace maritime, espace de rigueur, de liberté et de risques
Notre planète bleue tient son surnom de l’immensité de la surface terrestre couverte par des océans, mers, lacs et autres sources d’eau : plus de 71 % du globe. L’homme et la mer ont toujours eu un lien très étroit au cours de l’histoire de notre civilisation. Depuis l’Antiquité, elle représente l’origine de la vie sur Terre, mais aussi un milieu étranger à la nature humaine et terrestre. Les explorateurs, auteurs et poètes ont toujours vu en elle une source d’inspiration, mais aussi de crainte et d’émerveillement. En témoignent les nombreuses créatures représentées sur les anciennes cartes d’exploration maritimes, les portulans. Utilisées entre le XIIIème et le XVIIIème siècle, ces cartes de navigation repéraient les ports, ainsi que les dangers de navigation qui les entouraient : rochers affleurant, courants, etc. Afin de mettre au point de telles cartes, les navigateurs se basaient simplement sur leur propre perception de la côte maritime lors de leurs déplacements le long du littoral (cabotage), aidés de boussoles, de sextants et d’alidades. La carte et la mer étaient alors déjà étroitement liées pour l’exploration du monde, ainsi que pour la gestion des risques de navigation. Aujourd’hui encore, l’espace maritime reste un environnement de grand intérêt pour l’homme. Il joue en effet un rôle majeur dans les problématiques économiques, politiques et environnementales, notamment pour les problématiques énergétiques.
Chaque année, plus de 7,5 milliards de tonnes de marchandises sont transportées dans le monde par voie maritime. De 2010 à 2011, le trafic maritime mondial progresse ainsi de 4 %, pour atteindre un record historique de 8,7 milliards de tonnes, selon un rapport de l’ONU lors de la Conférence des Nations Unies sur le Commerce et le Développement (UNCTAD) (Division on Technology and Logistics 2013). Selon ce même rapport, la valeur de ces exports mondiaux transportés par voie maritime atteint 18,2 mille milliards de dollars en 2011. L’Europe est elle-même le premier pôle d’échange par voie maritime, représentant 23 % des échanges mondiaux en tonnage. Quant au nombre de passagers maritimes, recensé en 2010, il montre néanmoins une légère baisse depuis plusieurs années : lors de cette année, l’UE a par exemple compté 400 millions de voyageurs maritimes, soit une baisse de 2,2 % par rapport à 2009 .
Toutefois, l’espace maritime doit obéir à de nombreuses règles, qui contraignent son utilisation. Comme l’a si bien écrit Victor Hugo, « la mer est un espace de rigueur et de liberté ». Cette rigueur de l’espace maritime se traduit par une vaste réglementation nationale et internationale. Au niveau international, les sources de règlementation sont gérées par l’Organisation Maritime Internationale (OMI), créée en 1948. Un exemple notoire de collaboration internationale pour la gestion d’évènements majeur a été le naufrage de l’Erika (12 décembre 1999), un accident majeur de cette dernière décennie, qui a eu lieu dans les eaux internationales. Cette catastrophe a montré l’extrême nécessité d’une collaboration internationale au niveau de la règlementation maritime et des interventions des pouvoirs publics à mener lors d’un tel évènement (Muller et al. 2000). Les eaux internationales, ou haute mer, représentent les zones maritimes qui n’obéissent à l’autorité d’aucun Etat, soit 64 % des océans. Elles commencent à la limite des zones économiques exclusives (ZEE) des Etats côtiers, espace soumis au régime juridique établi par le pays (200 milles marins). Celui-ci concerne les droits souverains aux fins d’exploration, d’exploitation de gestion des ressources naturelles maritimes. De nombreuses autres zones règlementées pour le contrôle juridique de l’espace maritime ont été mises en place, au-delà des eaux territoriales et en complément des ZEE : les zones de pêche de la FAO, les zones de protection de pêche (ZPP), les zones de protection écologique (ZPE). Motivée par des intérêts écologiques et touristiques, la juridiction internationale reconnait aussi des aires marines protégées (AMP) pour la protection de la faune et la flore.
Mais la rigueur imposée par cette réglementation maritime n’empêche pas la persistance de nombreux risques, en haute mer tout comme sur les espaces côtiers. Malgré une baisse notable des attaques pirates le long des côtes somaliennes en 2013 (La Presse 2014), la piraterie reste une menace très importante sur les côtes de zones sensibles, notamment dans le golfe d’Aden, le golfe de Guinée (Slate 2014) et dans la mer de Chine méridionale . Des menaces telles que la piraterie portent atteinte à la sûreté de l’espace maritime, un aspect lié à la lutte contre le terrorisme contre les équipements et les équipages, ainsi que toute activité illicite. La sécurité maritime concerne plus généralement les navires, les personnes, les états et l’environnement. L’augmentation du trafic maritime mondial provoque en effet une densité importante de navires sur les routes maritimes ou dans les ports, augmentant ainsi les risques de collision, échouement, échouage (acte volontaire), etc. L’exemple notable du naufrage du Costa Concordia au large du littoral sud de la Toscane, le 13 janvier 2012, a profondément marqué les esprits. Bien que ce navire de croisière ait adopté un détour habituel, selon les dirigeants de la compagnie, aucune autorisation n’avait été donnée pour suivre cette route.
Les acteurs de la « Sécurité et Sûreté de la Maritimisation de l’Energie »
Afin de faire face aux nombreux risques en mer qui ont été présentés précédemment, plusieurs moyens et acteurs entrent en jeu. Cela va de la mise en place de nouvelles règlementations, comme nous l’avons vu précédemment, gérées au niveau mondial par l’OMI. Dans la chaîne de la surveillance maritime, plusieurs organismes sont chargés de la gestion et de la surveillance du trafic maritime, de l’aide aux navires et personnels navigants à l’arrestation des pirates. Ces moyens mis en œuvre sont organisés de l’échelle du port (capitaineries) à l’échelle nationale. L’Action de l’État en mer (AEM) représente les moyens organisationnels mis en place sur le territoire maritime français, en matière de défense, protection et sauvegarde de l’environnement maritime. Dirigée par le Premier ministre français, ainsi que son représentant le préfet maritime, l’AEM comprend des administrations telles que la Marine nationale, la Gendarmerie nationale, les Affaires maritimes, les douanes, etc .
Dans le cadre de l’AEM, des Centres régionaux opérationnels de surveillance et de sauvetage (CROSS) sont mis en place le long des côtes françaises pour assurer la surveillance d’espaces maritimes stratégiques. Les CROSS sont intégrés au réseau international des Centres de coordination de sauvetage maritime de la convention Search and Rescue (SAR) signée à Hambourg en 1979 (IMO 2014). En France métropolitaine, les CROSS sont au nombre de 5, se partageant ainsi les eaux françaises : Gris-Nez, Jobourg, Corsen, Étel et La Garde. Deux autres CROSS sont situés dans les DOM-TOM : Antilles-Guyane et La Réunion. Ces centres de surveillance du trafic maritime sont retrouvés dans tous les états côtiers, généralement sous le nom de MRCC, pour Maritime Rescue Coordination Centre. On retrouve ces utilisateurs dans de nombreuses publications et rapports (Davenport et Risley 2006 ; van Laere et Nilsson 2009 ; Directorate-General for Maritime Affairs and Fisheries 2010 ; Lavigne et al. 2011 ; Glandrup 2013 ; Enguehard et al. 2013b) .
Les outils pour la navigation et la surveillance maritime
Au sein de cette chaîne de surveillance complexe, les informations de mobilité transmises de manière active ou passive par les navires servent de données de base pour la surveillance des déplacements des navires. En effet, l’OMI a mis en place l’obligation d’utiliser des transpondeurs AIS pour une certaine catégorie de navires : les navires de tonnage brut supérieur à 300 en déplacement international, les cargos de tonnage brut de plus 500 en déplacement non international, ainsi que tous les navires à passagers . Les informations AIS sont basées sur des échanges de messages par radio VHF, comportant des informations sur la nature du navire, son chargement, sa position et sa dynamique. Ces informations proviennent d’outils de mesure tels que les GPS / DGPS, les compas gyroscopiques et les lochs. Ces messages sont envoyés de manière régulière par les navires en déplacement, dont la fréquence dépend de leur vitesse. Néanmoins, il est important de noter les limites de la qualité de ces données, une partie étant renseignée manuellement par le chef de quart. Ces AIS sont souvent couplées à des informations Radar pour compléter et améliorer la qualité des informations reçues. Nous pouvons envisager que dans le futur, l’obligation d’utiliser les transpondeurs AIS pourra être élargie à un nombre beaucoup plus important de types de navires. Par exemple, les navires de plaisance ou les navires à grande vitesse, qui ne sont pas encore soumis à ce type de règlementation, mais sont pourtant les victimes ou les causes de nombreux accidents.
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Table des matières
INTRODUCTION
Contexte : maritimisation de l’énergie
L’espace maritime, espace de rigueur, de liberté et de risques
Les acteurs de la « Sécurité et Sûreté de la Maritimisation de l’Energie »
Les outils pour la navigation et la surveillance maritime
Analyse et détection des comportements à risques : les systèmes de surveillance de nouvelle génération
Problématique de recherche : aide à l’analyse géovisuelle des données de mouvement
La visualisation, une approche anthropocentrique pour la prise de décision
L’espace géographique, support de l’analyse des mouvements
Une approche formelle pour la géovisualisation
Vers un environnement d’aide à l’analyse géovisuelle
Hypothèses et objectifs
Démarche de recherche
Structure de la thèse
CHAPITRE 1 – L’ETRE HUMAIN FACE AUX COMPORTEMENTS A RISQUES
1.1. De la gestion des risques à l’aide à l’analyse
1.1.1. Les processus de gestion des risques
1.1.2. De l’aide à l’analyse à la prise de décision
1.2. L’utilisateur et l’usage des nouvelles technologies
1.2.1. Les limites de la cognition humaine face à la visualisation
1.2.2. L’acceptation de nouvelles technologies
1.3. Le rôle de l’information géographique pour la gestion des risques
1.3.1. Le processus de raisonnement par la carte
1.3.2. L’analyse des données de mouvement par la visualisation
Conclusion du Chapitre 1
CHAPITRE 2 – ANALYSE GEOVISUELLE ET FORMALISATION DE LA VISUALISATION
2.1. De la représentation de données à l’analyse géovisuelle
2.1.1. Perception de l’information
2.1.2. La cartographie, moyen représenter l’information connue
2.1.3. La visualisation d’information : explorer pour découvrir l’inconnu
2.2. Modélisation formelle des méthodes de visualisation d’information
2.2.1. Modélisation des données
2.2.2. Modélisation des méthodes de visualisation
2.2.3. Utilisation de formalisation pour une visualisation automatisée
2.3. Formaliser des connaissances : recours aux ontologies
2.3.1. Définition générale des ontologies
2.3.2. Constitution d’une ontologie
2.3.3. Raisonnement : utilisation de règles et inférence
Conclusion du Chapitre 2
CHAPITRE 3 – CONCEPTION D’UN ENVIRONNEMENT D’AIDE A L’ANALYSE GEOVISUELLE POUR LES RISQUES MARITIMES
3.1. Méthodologie proposée
3.1.1. Un environnement d’aide à l’analyse géovisuelle
3.1.2. Un système à base de connaissances pour l’analyse géovisuelle appliquée au domaine maritime
3.1.3. Méthodologie de développement de l’ontologie
3.2. Modélisation des concepts d’intérêt
3.2.1. Domaines couverts par l’ontologie
3.2.2. Modélisation du contexte d’utilisation : le domaine maritime et la situation d’utilisation
3.2.3. Modélisation des environnements d’analyse géovisuelle
3.2.4. Lien entre l’utilisateur et la visualisation
3.2.5. Ontologie globale et instances développées
3.3. Modélisation des règles d’inférence : recherche de solutions pour l’analyse géovisuelle
3.3.1. Plan d’exécution des règles
3.3.2. Ensemble de règles développées : processus de raisonnement
Conclusion du Chapitre 3
CHAPITRE 4 – EXEMPLE D’UTILISATION DE L’ENVIRONNEMENT D’AIDE A L’ANALYSE GEOVISUELLE
4.1. Plateforme web de géovisualisation maritime : FishEye
4.1.1. Rôle de la plateforme
4.1.2. Exemples de visualisations
4.1.3. Interface d’utilisation de l’environnement d’aide à l’analyse géovisuelle
4.2. Expérimentation du module
4.2.1. Amélioration de la visualisation du trafic maritime
4.2.2. Un cas d’étude : collision de navires
4.2.3. Exploration et analyse des mouvements de navires
4.3. Performance du raisonneur ontologique
4.4. Retour sur la gestion des risques
4.5. Perspective d’amélioration du module
4.5.1. Ordre de proposition des visualisations
4.5.2. Auto-évaluation du profil utilisateur
Conclusion du Chapitre 4
CONCLUSION
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