Le Bateau Qui Sait Ce Qu’Il Fait

Ouvrez le menu de n’importe quel instrument marin moderne et vous y trouverez la même longue liste de commutateurs dont vous êtes censé assurer le suivi dans votre tête. Veille mouillage activée / désactivée. Mode navigation hauturière. Affichage jour / nuit. Seuils d’alerte côtiers ou hauturiers. En route ou au mouillage. Mode visibilité réduite. Mode approche. Mode course.

Chacun de ces commutateurs représente, dans un sens bien réel, un pari que vous vous souviendrez de l’actionner au bon moment. Ce pari est placé contre les deux choses qui, lorsqu’une traversée se prolonge, sont les premières à faire défaut : votre mémoire et votre discipline.

Le Problème des « Modes »

Le problème avec un bateau plein de modes, c’est qu’il n’existe que deux façons pour la boucle homme–instrument de dysfonctionner, et toutes deux sont fâcheuses.

L’alarme se déclenche alors qu’elle ne le devrait pas. Vous avez quitté la baie au moteur aux premières lueurs du jour, avec l’alarme de mouillage toujours armée. Cinq minutes plus tard, elle vous signale, car d’après elle, le bateau a chassé de presque un mille. Vous la faites taire. Vous la faites taire à nouveau. Après la troisième mise au silence, votre relation avec l’alarme de mouillage a changé de façon définitive — elle est devenue une chose qui sonne pour rien. Deux mois plus tard, la nuit où le bateau chasse réellement, la même sonnerie retentira, et la partie de votre cerveau chargée des alarmes du bord tendra automatiquement la main vers le bouton de mise au silence.

L’alarme ne se déclenche pas alors qu’elle le devrait. Vous avez mouillé au crépuscule, filé la chaîne, ouvert une bouteille de vin, et oublié d’armer la veille de mouillage. Le bateau chasse à trois heures du matin. Personne ne le sait.

Ces deux défaillances partagent une cause commune : l’instrument ne savait pas ce que faisait le bateau. Il comptait sur vous pour le lui indiquer. Et lors d’une longue traversée, avec un équipage fatigué, cette dépendance constitue précisément le mode de défaillance.

Le Changement de Paradigme — Tout Ce Dont le Bateau a Besoin est Déjà sur le Bus

L’argument sur lequel repose la détection de contexte autonome du Galvanic Voice est simple. Chaque signal qui permettrait à un observateur extérieur de dire « ce voilier là-bas est au mouillage » ou « ce voilier navigue au plus près » est déjà présent, sous forme lisible par machine, sur le bus NMEA 2000 du bord — le bus de données standard du secteur défini formellement sous la norme IEC 61162-3.

• La vitesse GPS sur le fond indique au bateau s’il est en mouvement, et à quelle vitesse.
• Le régime moteur, transmis par la passerelle moteur, indique au bateau si le moteur thermique est en marche.
• La dispersion des positions GPS, intégrée sur quelques minutes, indique au bateau s’il est amarré contre un quai (bruit gaussien autour d’un point fixe) ou s’il évite au mouillage (un schéma bien plus large et non gaussien, le bateau suivant le vent et le courant de marée).
• Le cap combiné à l’angle de vent apparent indique au bateau s’il est fixe par rapport à un quai ou s’il tourne avec le vent.
• Le tirant d’eau sous la quille, la présence d’alimentation à quai sur l’entrée courant alternatif, et les signaux de pilonnement, tangage et roulis provenant du capteur d’assiette viennent compléter cet ensemble de données.

Chacun de ces signaux pris isolément serait ambigu. Fusionnés ensemble, avec un filtrage et une hystérésis appropriés, ils ne le sont plus. La fusion est réalisée à l’aide d’un filtre de Kalman (Kalman, Trans. ASME J. Basic Eng., 1960), le même estimateur récursif qui permet aux aéronefs de voler avec des capteurs imparfaits et que nous utilisons par ailleurs dans le système pour le polaire empirique et la logique d’évitement de collision AIS.

Ce que le Bateau Décide Effectivement

Le classificateur condense les flux de données ci-dessus en l’un d’un petit ensemble d’états opérationnels. L’implémentation actuelle en comporte cinq — plus un honnête inconnu pour la fenêtre d’initialisation, avant que suffisamment de données se soient accumulées pour permettre une décision fiable :

• AU PORT — amarré ou à quai contre un ponton ; vitesse proche de zéro avec le schéma GPS d’un point fixe.
• AU MOUILLAGE — à l’arrêt mais évitant sur la chaîne, le cap suivant le vent, le GPS décrivant un arc plutôt qu’un point.
• EN ROUTE_MOTEUR — en déplacement sous moteur, le régime confirmant que la voilure est sous le pont.
• EN ROUTE_VOILE — en déplacement moteur coupé, la gîte et la géométrie du vent apparent conformes à une propulsion vélique.
• VOILE_MOTEUR — les deux simultanément ; le polaire empirique issu de Galvanic Polars constitue la référence à partir de laquelle la contribution du moteur à la vitesse de progression est détectée (le polaire représente la vérité terrain par eaux calmes, moteur coupé ; une vitesse supérieure à celle que le polaire prédit pour le vent et l’état de la mer du jour, avec un régime moteur non nul, constitue la signature).

Chaque transition entre états est conditionnée par une hystérésis : le bateau ne se déclare pas au mouillage dès l’instant où la vitesse tombe en dessous d’un demi-nœud, car cette même condition pourrait correspondre à un empannage involontaire dans une rafale passagère. Il attend que la vitesse reste faible pendant une fenêtre définie — actuellement deux minutes — avant que l’état ne change. Le seuil de sortie correspondant est délibérément fixé plus haut (une vitesse soutenue supérieure à 1,5 nœud en éloignement de la position de mouillage constitue le signal définitif « nous sommes partis ») afin d’éviter tout basculement entre les deux états lorsque le bateau passe au-dessus de sa propre ancre lors d’un renversement de marée.

Le Cas Difficile : Distinguer le Port du Mouillage

La plupart des transitions d’état sont simples. Le moment où le moteur démarre, le moment où la vitesse sur le fond franchit un seuil, le moment où le bateau gîte pendant plus de quelques secondes — ces événements ne sont pas ambigus. Le problème véritablement difficile est celui où le bateau ne se déplace pas, mais se trouve dans deux situations opérationnellement distinctes : amarré dans une marina, ou au mouillage dans une baie tranquille.

Dans les deux cas, la vitesse sur le fond est proche de zéro. Dans les deux cas, le vent peut être identique. Dans les deux cas, le moment de la journée peut être le même. Les conséquences, en revanche, ne pourraient être plus différentes : un bateau au mouillage nécessite une veille de mouillage armée et une alerte de chasse active ; un bateau amarré n’en a pas besoin. Un faux négatif — qualifier un véritable mouillage de « port » — est un problème de sécurité. Un faux positif — qualifier un vrai amarrage de « mouillage » — est une légère nuisance accompagnée d’un bip.

Le classificateur traduit la différence en un ensemble restreint d’indices :

• Alimentation à quai. Si l’entrée courant alternatif est sous tension, le bateau est amarré — point final. Personne ne mouille avec le câble d’alimentation à quai connecté.
• Dispersion GPS. Un bateau fixé à un quai produit un nuage gaussien de positions GPS de quelques mètres de diamètre — le bruit irréductible des récepteurs GNSS grand public. Un bateau sur l’ancre produit un schéma plus large et non gaussien, balayant le rayon d’évitage au gré des changements de vent. La forme de la distribution est elle-même le signal.
• Cap par rapport au vent. Au mouillage, le bateau suit le vent — l’angle de vent apparent reste proche de zéro tandis que le cap magnétique varie. À quai, le cap est fixe et c’est l’angle de vent apparent qui varie.
• Profondeur. Les marinas et les mouillages peuvent présenter des profondeurs similaires, mais une faible profondeur sans autre indice est caractéristique d’une marina. Une profondeur suffisante sous la quille avec un rayon d’évitage correspondant à la caténaire de la chaîne est caractéristique d’un mouillage.

Dans le Doute, le Bateau Se Déclare au Mouillage

Nous ne prétendrons pas que le classificateur est infaillible. Il existe de véritables cas limites — un voilier au mouillage par mer d’huile avec le vent pile dans l’axe peut ressembler, statistiquement, à un voilier dans une marina ; un voilier à la dérive toutes voiles affalées dans un faible courant peut ressembler, momentanément, à un voilier en route. Le classificateur peut se tromper, dans un sens comme dans l’autre, et nous en sommes honnêtes.

Le principe de conception, dans ces moments de doute, est explicite : lorsque les indices sont ambigus, le bateau se déclare au mouillage. Un faux positif (qualifier un vrai amarrage de mouillage) est un bip dont nous n’avions pas besoin, et une veille de mouillage armée pour un bateau qui ne peut pas chasser. Un faux négatif (qualifier un vrai mouillage de marina) est une veille de mouillage silencieuse pour un bateau qui peut chasser. L’asymétrie des conséquences détermine l’asymétrie du comportement par défaut. Le bateau préfère vous déranger pour rien plutôt que ne pas vous déranger pour quelque chose.

Ce que Cela Change pour le Barreur

Une fois que le bateau sait ce qu’il est en train de faire, chaque alerte qu’il pourrait émettre cesse d’être un paramètre pour devenir une conséquence. Le skipper cesse d’être le commutateur de modes du bateau. Concrètement :

• La veille de mouillage s’arme d’elle-même lorsque le bateau décide qu’il est véritablement au mouillage, et se désarme d’elle-même lorsque le bateau décide qu’il repart — aucun commutateur à mémoriser au crépuscule, aucun commutateur à mémoriser à l’aube.
• Les seuils d’évitement de collision se resserrent lorsque le bateau décide qu’il est en mer et s’élargissent lorsque le bateau est à quai — une cible à un mille nautique a une signification très différente lors d’une traversée de nuit et dans une marina bondée.
• Les rappels de quart, lorsque le bateau est véritablement en route, suivent une cadence adaptée au quart en cours ; au port, ils ne se déclenchent tout simplement pas.
• La journalisation des heures moteur et du groupe électrogène s’effectue parce que le bateau a constaté que le moteur tournait, et non parce que quelqu’un s’est souvenu de démarrer un chronomètre.
• Le diagramme polaire n’enregistre des données que lorsque le bateau navigue effectivement à la voile (et les données de voile-moteur sont classées séparément, comme le décrit Galvanic Polars).

Un Cas Manifeste — et une Asymétrie que le Bateau Respecte

Nous avons écrit ailleurs au sujet du marin que nous avons rencontré sur le quai d’Ortigia, à Syracuse, qui venait de terminer une traversée de nuit depuis Malte — et qui nous a confié qu’il s’était endormi à la barre, seul de quart, et avait été réveillé par un inconnu sur le rivage qui lui criait dessus parce que son bateau se dirigeait silencieusement et régulièrement vers les rochers de la côte sicilienne. La version complète de cette histoire figure dans Schrödinger’s Watchkeeper ; nous n’en reprendrons pas l’intégralité ici. La partie pertinente pour cet article est la géométrie de ce qui s’est passé. Un bateau progressant à une vitesse constante et régulière, le pilote automatique maintenant le cap, et une destination qui, au fil des heures, était devenue une côte.

Le bateau qui sait ce qu’il fait sait aussi où il le fait. Et il sait, grâce au sondeur, à la carte, au tracé GPS et au simple calcul différentiel indiquant que « ce nombre diminue et non augmente », quand la situation devient plus dangereuse, et non moins dangereuse. Cette asymétrie est la seconde chose sur laquelle le bateau agit.

S’approcher d’une côte n’est pas la même chose que s’en éloigner. Un bateau dont la distance à la côte diminue, dont la profondeur décroît, dont le CPA par rapport à un danger fixe se réduit — ce bateau appartient à une catégorie d’attention que ce même bateau progressant dans la direction opposée n’occupe pas. Le Galvanic Voice traite cette asymétrie exactement comme le ferait un skipper consciencieux : l’approche d’une côte déclenche des accusés de réception obligatoires de la part de l’équipage. L’alerte ne s’éteint pas d’elle-même. La voix parle ; une main sur la barre, un geste du poignet sur le bracelet, ou une réponse vocale explicite depuis le cockpit bouclent la boucle. Dans l’intervalle, le bateau traite le silence de la façon dont le marin d’Ortigia ne pouvait pas se permettre que le silence soit traité — comme un problème, et non comme un consentement.

La même asymétrie régit la logique de profondeur. Une profondeur qui augmente signifie que le bateau gagne des eaux plus profondes, ce qui est rarement le problème. Une profondeur qui diminue, surtout lorsque la tendance se maintient sur plusieurs minutes, signifie que le bateau s’engorge — qu’il se dirige vers des hauts-fonds qui figurent peut-être ou non sur la carte à la résolution à laquelle elle les représente. La voix annonce la profondeur uniquement lorsqu’elle diminue ; une profondeur stable ou croissante ne produit rien, car rien dans cette situation ne requiert l’attention de l’équipage. La formulation est adaptée au danger : « Réduisez la vitesse. Huit mètres de profondeur. Il a fallu quinze secondes pour diminuer d’un mètre. » Le bateau ne communique pas un chiffre — il communique une tendance.

Ce type de raisonnement asymétrique est omniprésent dans l’architecture du Galvanic Voice. Le CPA se resserre à mesure que les cibles se rapprochent ; les cadences d’alerte s’accélèrent à mesure qu’un problème se développe ; les intervalles des rappels de quart se réduisent à mesure que le bateau entre dans des zones à fort trafic ; l’accusé de réception devient obligatoire à mesure que la courbe de danger prend une mauvaise direction. Le principe que nous formulons explicitement est le suivant : le coût de l’inconvénient causé à l’équipage pour quelque chose qui s’avère sans danger est faible. Le coût de ne pas déranger l’équipage pour quelque chose qui s’avère dangereux, c’est le bateau.“>