Sécuriser une route - compréhension des effets de zoom. partie 1

Cartes vectorielles et les effets de zoom

Impensable : le navigateur de « Team Vestras » se plante

Crédit photo : NCG Operations Room – MRCC Mauritius

Table des chapitres partie 1

• Exemples d’erreur de navigation, liés au zoom
  • Team Vestas s’échoue sur un récif perdu au milieu de l’océan Indien
  • Le Marion Dufresne II talonne sur une île connue de l’archipel de Crozet.
  • Le patrouilleur de la douane ARAFENUA s’échoue sur l’atoll de Tikei
• Définitions du zoom pour la cartographie électronique
  • La notion d’échelles cartographiques
  • La digitalisation des cartes électroniques
  • Imbrication de couches hétérogènes
• Vers la partie 2 - Effets pervers de la déformation d’un zoom
• Vers la partie 3 - Etude de cas
• Vers la partie 4 - Etablir une route

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Exemples d’erreur de navigation, liés au zoom

Premier exemple : Team Vestas s’échoue sur les hauts fond de Cargados Carajos Shoals

En Décembre 2014, au cours de la Volvo Océan Race le voilier Team Vestas Wind dans l’étape Le cap – Abu Dhabi, s’est échoué violemment sur un récif perdu au milieu de l’océan Indien, l’archipel de Saint-Brandon, également connu sous le nom de Cargados Carajos Shoals, à environ 430 km au nord-est de l’île Maurice : 16° 49’ 01’’ S 059° 30’ 21’’ E
Une enquête sur l’accident a révélé que le navigateur, n’avait pas suffisamment zoomé sur le système de navigation du bateau pour voir le récif exposé.

carte Raster

les 6 vignettes ci dessus montrent 6 stades de zoom pour la zone des Cargados Carajos Shoals, échelonnées d’une échelle de 1:18.700.000 à 1:72.000.

• Dès l’échelle de 1:18.700.000 les hauts fonds sont figurés
• A l’échelle de 1:247.000 on voit apparaitre les valeurs des sondes
• A l’échelle de 1:72.000 le détail des sondes fait apparaitre la ligne des 50 et 100 m
• La ligne de sonde des 50 m se situe à 4 milles au large. Avec une veille attentionnée, ils avaient le temps d’anticiper.

L’erreur du seul « Vestas »

Ces relevés sont fait à partir de CM93 (2014), basiques de chez basique. Il parait incroyable qu’un bateau moderne, skippé par des professionnels qualifiés ne soit pas équipé d’une cartographie expertisée. La seule réponse logique est que la route n’avait pas été préparée, ou mal préparée (ils étaient sous la menace d’un ouragan). La simple présence à bord d’une carte raster aurait permis de lever le doute.

Il existe d’autres exemples probants d’erreur d’utilisation des cartes vectorielles, toutes provoquées par des égarements individuels liés à une impréparation de routes, ou, pire par des erreurs d’interprétations, et toutes provoquées par des professionnels qualifiés : le talonnage du Marion Dufresne II et l’échouage de la vedette des douanes. Voir : ICI

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Deuxième exemple : le MARION DUFRESNE II talonne sur l’île de la Possession

L’oubli terrible du WP 28

• Le 04/11/2012, à 08H56, le MARION DUFRESNE II talonne, pourtant :
  • Le navire est récent
  • Le navire est bien entretenu
  • L’équipage est qualifié, connait le bateau et la région
  • Ces brisants bien que mal décris, sont connus
  • Le matériel de navigation est performant
    • Pour les 7 GPS du bord, l’ellipsoïde de référence est toujours le WGS 84
    • Une table traçante « Nautoplot », et une carte papier SHOM 6497 a été positionnée et corrigée correctement pour que son système géodésique ancien, le système géodésique IGN 62, corresponde aux coordonnées géodésiques du GPS. Il s’agit d’une carte au 1:75 000. Seule l’arrivée sur la baie du Marin à l’Est de l’île offre une précision de détail suffisante, au 1:10 000.
    • Un ECS (système de navigation TRANSAS) dont l’indicateur est placé à droite de la table traçante, est connecté au compas gyroscopique actif, au loch doppler et au GPS. Sur une affichette apposée à gauche du clavier de contrôle, il est précisé que l’ECS n’est pas un moyen approuvé de navigation. La carte « ARCS » (Admiralty Raster Chart Service), reprend les informations de la carte SHOM 6497, avec une erreur : la ligne de sonde des 100 m est fiabilisée en trait plein alors que celle du SHOM en pointillé indique une incertitude sur son tracé. Il n’existe à ce jour aucune ENC ou RNC à moyenne ou grande échelle couvrant l’archipel de Crozet.

L’enquête du BEA mer montrera :

“Les changements de route anticipés par rapport à la route tracée, suivie approximativement, constituent un facteur aggravant. Cependant, le fait que le commandant ait arrêté la giration, lorsqu’il s’est rendu compte de la manœuvre engagée, a sauvé le navire.”

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Troisième exemple : patrouilleur de la douane ARAFENUA s’échoue sur l’atoll de Tikei

• le 30 mai 2014 ARAFENUA s’échoue sur un atoll de l’archipel des Tuamotu.
  • Vedette rapide construite en CVR au chantier Couach à Arcachon et lancée le 25 septembre 1992. Elle a rejoint peu après Tahiti où elle est affectée à la brigade de surveillance maritime de la douane.
  • Principales caractéristiques du navire :
    • Longueur hors-tout : 32,28 m
    • Largeur : 6,48 m
    • Franc-bord : 1936 mm
    • Motorisation : 2 diesel Detroit-GM 16V92 – 1620 kW - 2 hélices
  • Équipement électronique :
    • 1 ordinateur de bord (avec logiciel de navigation « MaxSea » couplé à un GPS et un radar). Cette installation date de 2012
    • 2 GPS
    • 2 radars Furuno dont le plus récent est couplé avec le logiciel MaxSea dont il partage l’écran (overlay, fenêtres séparées ou affichage unique), le radar le plus ancien possède son propre écran plein jour
    • 1 sondeur
    • Cartographie : le patrouilleur dispose d’un équipement de cartographie électronique qui fonctionne avec le logiciel MaxSea. Cet équipement est un ECS et non pas un ECDIS. Ce n’est pas une ENC publiée par un service hydrographique officiel. En conséquence, l’équipement de cartographie électronique ne peut constituer qu’une aide à la navigation, il ne peut pas être le système primaire de navigation ou de référence.
    • Il n’existe pas de carte d’atterrissage de l’île. La carte papier la plus précise est la « 6689 – Iles Tuamotu (partie ouest) », celle utilisée pour l’approche. Elle est, vue l’échelle (1/595 000), inexploitable pour une navigation à proximité directe de Tikei. Elle a été établie d’après les renseignements bathymétriques recueillis par le SHOM jusqu’en 1977. Sa dernière mise à jour date de 2010. La référence géodésique n’apparaît pas sur cette carte. Sur une telle carte 1mm fait 595 m, l’épaisseur du trait de crayon (0,3 mm) représente 178,5 m. Un cartouche indique que la carte ne doit pas être utilisée sans consulter d’autres documents, en particulier le volume 1 du guide du navigateur pour les informations concernant les cartes marines, leur précision et leur limitation.
  • Circonstances de l’accident :
    • Il fait nuit noire et il pleut
    • Tikei est une petite ile corallienne longue de 2 milles, boisée, sans lagon, inhabitée et non balisée
    • La ligne de sonde des 1000 mètres est située à environ 0,6 mille du récif.
    • Le capitaine à la mer réunit une partie de l’équipage pour exposer la mission. A l’issue, il trace la route sur le PC MaxSea. Partant de l’extérieur de la baie des vierges de Fatu Hiva, la route tangente la ligne de sonde des 1000 mètres dans le nord-ouest de Tikei.
    • Il demande au chef de quart A de reporter cette route sur les cartes papier. La route passe à 1 mm de l’îlot de Tikéi sur la carte 6689 (soit moins de 600 m) et le point d’atterrissage n’est pas formalisé alors que c’est la première fois que l’Arafenua s’approche de Tikéi. Il apparait que les règles de prudence n’ont pas été respectées. En particulier le principal conseil pour le tracé d’une route de façon à parer les dangers qui est la « règle du pouce » voir note [1] .

L’erreur de la carte SHOM répercutée par Maxsea

• Observations du BEA mer :
  • À l’Administration de la douane :
    • de rédiger et de tenir à jour un référentiel commun pour la conduite nautique afin de faciliter la rédaction par les commandants de leurs instructions pour la mer.
    • de réaliser des audits périodiques de conduite nautique des brigades de surveillance maritime isolées.
  • À l’éditeur du logiciel MaxSea :
    • de faire apparaître sur la carte vectorielle un avertissement flagrant quand l’utilisateur emploie le zoom au-delà de l’échelle de compilation.
  • Au SHOM :
    • de proposer à l’OHI une modification de la norme pour faire apparaître sur les cartes ENC un avertissement flagrant quand l’utilisateur emploie le zoom au-delà de l’échelle de compilation.

Conséquences pratiques concrètes

• Aucune carte n’est efficace à 100%
• Il faut tracer une route en cas de doute
• Il faut critiquer cette route
• Zoomer, ne sera pas suffisant, encore faut-il Pouvoir zoomer, et savoir quoi et où zoomer...
• Comprendre comment s’organise l’affichage des cartes électroniques

Définition d’un zoom en cartographie

• Echelle : désigne le rapport entre une distance réelle, mesurée dans l’espace maritime et celle de sa représentation sur une carte. Ainsi une distance d’une valeur “1” sur un carte correspondant à un distance maritime réelle d’une valeur de “4.000”, sera dite à l’échelle 1:4000. Ainsi, le SHOM, pour ses cartes S57 à défini 6 plages de d’échelles
  • < 1:1.500.000 “Vue d’ensemble” et cartes dites “routiers ou planisphère”
  • de 1:350.000 à 1:1.500.000 carte dite “Générale”
  • de 1:90.000 à 1:350.000 carte dite “Côtière”
  • de 1:22.000 à 1:90.000 carte dite “d’Approche”
  • de 1:4.000 à :22.000 carte dite “Portuaire”
  • > à 1:4000 carte dite “d’Amarrage”
• Les faits géographiques doivent être étudiés à l’échelle adaptée, celle qui a servi à sa digitalisation. Ils pourront parfois être appréhendés à divers niveaux d’échelle (de manière dite multiscalaire) qui apparaîtront donc emboîtés les uns dans les autres. De tels changements d’échelle, par leurs effets de « zoom » avant ou arrière, peuvent révéler des réalités différentes en modifiant perceptions et représentations. Les fournisseurs de carte gère cet aspect multiscalaire de différentes façons.
  • Les cartes rasters, véritables photocopies des cartes papier d’origine, ne seront impactées que par l’effet de loupe altérant la qualité de leur lecture.
  • Les cartes vectorielles permettront une adaptation digitalisée de la lecture au niveau de zoom demandé, ce qui comporte plusieurs dangers si l’on s’écarte du niveau de digitalisation initiale
    • Un zoom grossissant à l’excès, déclenchera un autre niveau d’échelle, pouvant modifier la présentation des détails. C’est ce qui est arrivé à Team VESTAS dans le premier exemple de cet article. Ce n’est qu’à l’échelle de 1:247.000 que l’on voit apparaitre les valeurs des sondes. A l’échelle 1:514.000 elles sont totalement masquées.

Vectorielles, efficacité des découpages des zones

Chaque éditeur de cartes se constituera une série de cartes digitalisées à des échelles adaptées à la zone étudiées : simple pour les grandes plages sans difficulté à mettre en page, plus complexes et plus nombreuses pour les caps et leurs écueils. On a vu 6 niveaux types pour les S57 du SHOM, ce sera plus compliqué, avec les CM93 qui annoncent un potentiel de 9 couches en principe homogènes

• Zones Z : échelle 1:20 000 000 surface 40° x 40°, homogènes
• Zones A : échelle 1:3 000 000 surface 20° x 20°, homogènes
• Zones B : échelle 1:1 000 000 surface 10° x 10°, échelles hétérogènes, mais surfaces homogènes
• Zones C : échelle 1:200 000 surface 2° x 2°, hétérogènes elles peuvent être fragmentées et identifiées par une ID d’identification
• Zones D : échelle 1:100 000, très hétérogènes, elles peuvent être fragmentées et identifiées par une ID d’identification
• Zones E : échelle 1:20 à 30 000, échelle et surface hétérogènes
• Zones F : échelle 1:20 000, échelle et surface hétérogènes
• Zones G : échelle 1:5 000, échelle et surface hétérogènes

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Digitalisation complexe
La digitalisation ne se fait qu’après accord avec les Services hydrographiques nationaux. Mais, là aussi c’est très hétérogène, et l’origine des cartes des services nationaux peuvent venir d’autres services hydro, dont certains relevés datent du XIXème siècle. Le problème pour un éditeur de cartes vectorielles, sera alors de négocier avec plusieurs services hydrographiques ; et d’assembler un patchwork de morceaux de cartes d’origines différentes. ce qui explique les trois cas de figures ci-dessous.

• Dans le 1er cas, la baie de Seine, toutes les origines viennent du SHOM et de l’UHKO en WGS84 : les zones sont homogènes et régulières
• Dans le 2ème cas, celui de l’île de Karaman, les origines viennent du SHOM, de l’UHKO et des services italiens, les zones restent assez homogènes, les services hydrographique locaux (Yémen), ne perturbant pas les données
• Dans le 3ème cas, celui de Bodrum, on traite des données d’origines anglaise, américaine, française, italienne, grecque et... turque. ces deux dernières fournissant des informations de levés anciens, récupérées auprès des services italiens et anglais... Au résultat ; un patchwork impressionnant.

Découpe de zone en baie de Seine	Découpe de zone Mer Rouge (Karaman)	Découpe de zone en Turquie (Bodrum)

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Imbrication de couches hétérogènes
Le tricotage des zones se fera par couches. La présentation sur l’écran montrera la couche en adéquation avec le niveau de zoom. Or, il s’agit d’un mille feuilles de cellules, reclassées par zones, ces zones homogènes pour une couche données, ne le seront pas, à la verticale d’un même point, avec les zones des autres couches.

Le logiciel de lecture de cartes changera automatiquement de niveau de couche avec votre commande de zoom. Ce qui peut avoir deux effets :

• Selon le point d’observation géodésique sélectionné par le curseur, le zoom vectoriel peut changer de niveau sans que vous puissiez savoir s’il s’agit d’une absence de sonde ou d’un défaut d’affichage.
• Il enchainera les couches, en s’adaptant automatiquement à l’échelle des cellules rencontrées, si elles sont présentes jusqu’à trouver pour une couche donnée la cellule dont l’échelle sera la plus grande, si vous zoomez, ou à l’opposé la cellule dont l’échelle sera la plus petite, si vous dézoomez.

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Liens utiles

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