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Seafar, pionnier belge de la navigation autonome
Des navires autonomes et semi-autonomes naviguent déjà sur nos voies navigables intérieures.
Dans l’industrie, on pense parfois que la pénurie de personnel est une chose à laquelle nous sommes les seuls à être confrontés. Rien n’est moins vrai car la navigation intérieure est aussi aux prises avec une pénurie criante de capitaines et de personnel d’équipage. Le transfert entre le transport fluvial et routier rend la pénurie encore plus aiguë. La solution avancée par Seafar, la société belge spécialisée dans la gestion des navires, est aujourd’hui appréciée dans le monde entier.
Louis-Robert Cool est le moteur de cette entreprise innovante. Il est juriste de formation et la première question que nous lui posons semble logique : « Comment quelqu’un comme vous avec un tel bagage se retrouve-t-il dans la navigation intérieure ? Louis-Robert Cool: « J’ai toujours eu une passion pour le transport maritime et la technologie. Après mes études, j’ai travaillé chez une entreprise qui concevait des algorithmes pour la navigation offshore, notamment pour la défense et les applications géographiques. Après cette première expérience, je suis parti en recherche dans le secteur civil, la navigation intérieure et le cabotage. Je voulais savoir si la navigation autonome pouvait signifier quelque chose dans ces secteurs. J’ai rapidement eu écho de plaintes de la navigation intérieure : il est très difficile de trouver des personnes qui veulent encore naviguer sur de tels navires. Habiter sur un bateau n’est pas évident et les régimes de travail sont souvent difficiles à cause du calendrier serré. »
« Dans le même temps, une autre évolution va dans le sens opposé : nos gouvernements veulent réduire le transport routier au profit de la navigation intérieure. C’est indiqué dans le Green Deal et cela se reflète dans les grands projets d’infrastructure comme le projet Seine-Escaut. À cela, les voies d’eau sont rendues navigables pour des bâtiments ayant des tonnages jusqu’à 4.500 tonnes et 3 couches de conteneurs. »
Un système en couches et trois piliers
« En 2018, j’ai perçu une opportunité de satisfaire les deux évolutions. J’ai réuni quelques ingénieurs et nous avons développé une solution permettant aux navires de naviguer de manière autonome. Il y a trois grands volets à cela. »
« Le premier, que nous appelons ‘parallel bridge’, consiste à capter et à visualiser tout ce que voit, entend et ressent un capitaine sur son navire. Les systèmes existants sont dupliqués et le second système – le Seafar Control System – est à terre. Nous pouvons reprendre le contrôle du navire, bien qu’il y ait toujours un ‘kill switch’ entre les deux systèmes. En d’autres termes, on peut remettre le navire en ordre avec un capitaine
de chair et de sang. En principe, il est possible de piloter plusieurs navires avec un seul opérateur depuis la terre. »
« C’est possible car nous pouvons visualiser toutes les données disponibles – les mesures de capteurs, les alarmes, les avertissements – du navire depuis notre salle de contrôle. La plupart des moteurs de navires modernes sont équipés des protocoles de communication courants comme Canbus. Quand le moteur est plus ancien et n’a pas ces options de communication, nous recherchons d’autres solutions. Nous pouvons notamment garder un œil sur la température du moteur via une surveillance par caméra. Nous pouvons capter et analyser les bruits de la salle des machines, et lire et convertir les signaux analogiques sans problème. »
« La navigation autonome ne veut pas dire un fonctionnement permanent sans intervention humaine. Il y a un contrôle humain à distance en certains points. Il est un fait qu’il faut moins de main d’œuvre pour faire piloter les navires. Nous visons un opérateur pour trois navires mais cela dépend de la situation. Si les voies navigables sont fort fréquentées, comme le canal Albert, ce sera plutôt un opérateur pour deux navires. Il en va de même pour les lieux où la navigation de plaisance est intense, comme au Westhoek. Il y a là-bas plus de mouillages privés et les bateaux de tourisme naviguent souvent sans transpondeur AIS (voyez les abréviations plus loin). Ils sont donc difficiles à détecter. »
« Le second pilier important est la navigation. Pour la mener à bien, des dizaines de capteurs sont implémentés sur et autour du navire : LIDAR, Radar, AIS, IMU, caméra, GNSS,... ils sont les yeux du navire et fournissent de l’information vitale sur sa position mais aussi sur la position d’autres navires et objets à proximité. En plus du radar, il y a le LIDAR, un terme peut-être connu de vos lecteurs, dont la technologie est mise en œuvre dans les AGV de l’industrie. La grande différence entre les deux applications réside dans les distances, qui sont plus longues chez nous. Nous n’utilisons pas le LIDAR pour détecter des objets mais pour mesurer des distances. Nous scannons la distance jusqu’aux rivages et autres objets fixes et pour déterminer notre emplacement exact. Nous comparons cette position à d’autres systèmes de localisation comme le GPS. À côté de cela, nous utilisons le LIDAR pour manœuvrer minutieusement dans des espaces clos comme les écluses. Pour la détection d’objets, nous utilisons le radar et la caméra. »
« Le troisième volet de la navigation autonome est la communication pour laquelle nous utilisons la 4G et la 5G pour établir la connexion entre le navire et la salle de contrôle. Je n’ai pas besoin de vous dire que la 5G est d’une importance vitale pour des raisons de sécurité. La connexion entre la salle de contrôle et le navire ne peut jamais être interrompue. »
Transformation et nouvelle construction
Louis-Robert Cool: « Les navires actuellement équipés de nos systèmes sont des navires existants que nous avons transformés. Plusieurs navires (semi)autonomes naviguent aujourd’hui sur les voies navigables intérieures. Dans le Westhoek il y a 4 Watertrucks, des navires de 38 mètres de long pouvant transporter 300 tonnes de vrac. Ils naviguent de manière totalement autonome. 2 navires naviguent aussi sur le canal Albert entre Liège et Anvers. Ils font 110 mètres de long et il y a un équipage à bord mais plus de capitaine. Les tâches typiques comme l’amarrage aux écluses sont réalisées par les matelots. Pour le premier type de navire, un matelot mobile réalise ce travail pour plusieurs navires et effectue des tâches de maintenance. C’est efficient car un seul matelot peut travailler sur plusieurs navires. Un autre navire navigue sur le tronçon Escaut et un autre sur le canal Louvain-Dyle. Nous construisons actuellement des navires dans le cadre du projet Riverdrones. Il s’agit de dix navires de 106 mètres de long. En soi, la propulsion ou la structure générale n’est pas différente de celle d’un navire standard. »
« L’absence d’un capitaine à bord offre l’avantage supplémentaire de ne plus devoir prévoir de logement pour lui et l’équipage. L’espace libéré est utilisé pour transporter plus de marchandises. Ici aussi, nous réalisons un gain d’efficience grâce à la technologie. »
Impact du trajet sur le fonctionnement
Un canal relativement droit est-il plus facile à naviguer qu’une rivière sinueuse ? Louis-Robert Cool: « Les trajets choisis et les navires déployés sont très divers. C’est conscient. Nous avions listé quelques conditions au préalable qu’il fallait absolument respecter. Une exigence importante était qu’aucune modification ne pouvait être apportée à la voie navigable proprement dite. Notre système devait être construit pour pouvoir naviguer sur n’importe quelle voie navigable. Nous ne voulions pas d’un système de guidage avec des éléments à appliquer depuis la terre. »
Les informations collectées sont envoyées à la salle de contrôle de Seafar et permettent de piloter le navire depuis la terre. Idéalement, un opérateur peut gérer 3 navires simultanément.
« Nous choisissons actuellement des trajets fixes mais c’est principalement pour des raisons opérationnelles. Cela nous permet de créer plus facilement de l’autonomie: durant 50% du temps, la navigation est autonome selon les données du navire et leur traitement à la salle de contrôle. Le passage sous un pont est une situation typique où une assistance humaine est requise. Le navire approche, détecte l’obstacle et prend automatiquement contact avec l’opérateur. Celui-ci reprend la main et après avoir passé le pont, il redonne le contrôle au contrôleur de trafic qui remet le navire en mode autonome. »
Construire un tel système en partant de zéro : y-a-t-il eu des obstacles imprévus ?
Louis-Robert Cool: « Oui, en effet. Notre prototype n’a rien à voir avec les versions actuelles. La communication et l’implémentation de l’autonomie ont par exemple été deux points sensibles. Dans le cas de la communication, il était important de la garantir dans les zones reculées. Nous avons aussi sous-estimé les performances des capteurs, au début. Nous pensions qu’avec le LIDAR, il serait aussi possible de mesurer le tirant d’eau d’un navire. Hélas, la combinaison du LIDAR et de l’eau ne fut pas un mariage réussi. Il a donc fallu chercher d’autres solutions. Le choix de tester notre solution opérationnelle sur le navire De Tuimelaar au bassin de Doel nous a fourni des informations précieuses qui nous ont grandement aidé à éliminer les obstacles. »
www.seafar.eu
Louis-Robert Cool, le CEO de Seafar.
ABRÉVIATIONS UTILISÉES
Le LIDAR ou Light Detection And Ranging (ou Laser Imaging Detection And Ranging) est une technologie qui détermine la distance par rapport à un objet ou une surface au moyen d’impulsions laser. Un signal est émis, rencontre l’objet ou la surface et renvoie l’impulsion par réflexion. La distance parcourue jusqu’à l’objet ou la surface définit le temps de vol qui s’écoule entre l’émission de l’impulsion et la réception de la réflexion de l’impulsion. La différence avec le radar est que le LIDAR utilise une lumière laser et le radar des ondes radio.
L’AIS ou système d’identification automatique est actif depuis 2003. Il est basé sur la technologie des transpondeurs qui augmente le niveau de sécurité lors d’une navigation en mer et intérieure. Le transpondeur transmet de l’information à terre et aux autres navires qui peuvent alors réagir en fonction des mouvements de tiers. Pour les eaux intérieures, l’AIS Intérieur est utilisé et complète le système de gestion du trafic et des postes de signalisation.
IMU signifie unité de mesure inertielle. Elle mesure la force spécifique d’un corps, sa vitesse angulaire et parfois l’orientation du corps, en utilisant une combinaison d’accéléromètres, de gyroscopes et parfois de magnétomètres. Les IMU sont généralement utilisées pour manœuvrer des aéronefs, des drones et des satellites.
GNSS (Global Navigation Satellite System) est un système de positionnement par satellites. Dans les années soixante, le premier système de navigation par satellite – Transit – a été développé par la marine américaine et permettait de localiser des navires dans le monde entier, indépendamment des conditions météorologiques. Il existe aujourd’hui d’autres systèmes comme le célèbre GPS (USA) et son homologue européen Galileo (UE).
BOSCH REXROTH ACADEMY ÉLARGIT SON OFFRE DE FORMATIONS AVEC HYDRAULIQUE MOBILE ET CTRLX AUTOMATION
Les derniers et nouveaux développements rapides dans les systèmes d’entraînement et de commande et leurs composants nécessitent des personnes qui connaissent l’état de l’art de la technique. La Bosch Rexroth Academy permet d’acquérir des connaissances uniques avec des cours et des formations sur mesure et une expertise pratique dans le domaine de l’hydraulique, de la pneumatique, de la technique d’entraînement et de commande électrique, la mécatronique et la technique de sécurité. Une vaste offre de formations eLearning est aussi disponible.
À partir de cette année, trois nouvelles formations viennent enrichir l’offre: • Formation de base Hydraulique Mobile • ctrlX DRIVE – système d‘entraînement compact • ctrlX CORE – mise en service et planification de projet La formation de base Hydraulique Mobile s’intéresse au monde de l’hydraulique mobile et des pompes, des moteurs, des vannes et de l’électronique. La compréhension d’un schéma hydraulique est également abordée ainsi que la fonction et le fonctionnement des composants hydrauliques mobiles. La formation ctrlX DRIVE aborde le système d’entraînement le plus compact au monde, le ctrlX AUTOMATION : comment l’utiliser dans des possibilités de combinaison pratiquement illimitées et comment les servomoteurs compacts et modulaires s’avèrent être des joueurs d’équipe précieux dans le portefeuille ctrlX. En complément à cela, la formation ctrlX CORE fournit des connaissances de base et de l’information sur la mise en service et la configuration du ctrlX CORE, le système de contrôle ultra compact pour l’automatisation.
Allez sur le site web pour avoir un aperçu complet de toutes les formations.
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Quelle est la personne, l’organisation ou l’entreprise qui succèdera à Lieven Scheire, Jasna Rokegem et Luc Van Thillo? Le journaliste scientifique populaire, la techdesigner et l’entrepreneur de Robotland étaient les gagnants en 2019, 2020 et 2021 de l’Automation Magazine Award.
Vous êtes-vous – ou votre organisation, institution ou entreprise – distingué récemment dans le domaine de l’hydraulique, de la pneumatique, des techniques d’entraînement et/ou de l’automatisation industrielle ? Notre magazine recherche le lauréat du concours Automation Magazine Award 2022.
L’asbl InduMotion est la fédération professionnelle des entreprises spécialisées dans l’automatisation industrielle et les techniques d’entraînement (électrique, hydraulique, mécanique et pneumatique) qui, en tant que producteur, importateur officiel ou distributeur, sont actives sur le marché belge. InduMotion est aussi l’éditeur d’Automation Magazine et l’organisateur du concours annuel Automation Magazine Award.
Vous pouvez participer à l’édition 2022 du concours Automation Magazine Award en vous inscrivant par e-mail. Outre un trophée original réalisé par un robot, le lauréat remportera un diner pour deux personnes dans un restaurant étoilé, transport inclus. Le comité de rédaction de la revue sélectionnera le gagnant. La remise du prix aura lieu lors de la journée annuelle Automation Magazine Day, un événement exclusif réservé aux membres d’InduMotion asbl.
Posez votre candidature au concours Automation Magazine Award et envoyez votre mail à gerda.vankeer@indumotion.be avant le 1er août 2022. Aucune autre formalité n’est exigée.
www.indumotion.be
Journaliste scientifique Lieven Scheire (photo de droite.) a remporté le prix du magazine Automation en 2019.
« SOLARIS » GLISSE FACILEMENT SUR L'EAU GRÂCE À DES PALIERS LISSES IGLIDUR
Des paliers lisses polymères sans graisse de la société igus assurent le logement sans entretien du système de pilotage.
Une équipe d'étudiants polonais de Wrocław a mis au point un moyen de transport résolument futuriste. Le bateau de course autonome du nom de Solaris est alimenté uniquement par de l'énergie solaire. Pour que le bateau puisse glisser facilement et sans entretien sur rivières et lacs, les jeunes ingénieurs ont utilisé des paliers lisses polymères en polymère hautes performances iglidur J de la société igus pour le système de pilotage. Ces paliers offrent la stabilité nécessaire tout en réduisant le poids du bateau et en garantissant un emploi sans graisse.
Jamais les véhicules écologiques caractérisés par de faibles coûts d'exploitation et une efficacité élevée n'avaient connu telle popularité. Une équipe d'étudiants de Wrocław, la ville polonaise aux cent ponts, a mis au point un bateau de course fonctionnant à l'énergie solaire. Le projet Solaris I est mis en œuvre par l'équipe PWR Solar Boat de la faculté de génie mécanique et énergétique. Les jeunes ingénieurs ont misé entièrement sur des cellules photovoltaïques pour que la propulsion soit écologique.
Le projet comprend la mise au point, la construction et la mise en œuvre de l'embarcation. Une partie importante en était aussi la réalisation du système de contrôle électronique et d'amplification du mouvement du véhicule analogue au système fly-by-wire utilisé dans l'aviation. Les ingénieurs étaient à la recherche de paliers lisses pour la commande. Ceux-ci devaient être sans graisse, résistants à l'eau de mer, robustes et faciles à monter. La solution retenue ? Des paliers lisses iglidur signés igus.
Glisser sur l'eau sans utiliser de lubrifiant
Les paliers appliques en polymère hautes performances iglidur J sont utilisés dans le système de commande de l'étrier. « Faire appel à des paliers igus est une garantie de parfaite durabilité. Ils réduisent le poids d'ensemble du système, rendent superflu l'emploi de lubrifiants et permettent un montage simple », explique Dominika Dewor de PWR Solar Boat Team. Le projet de l'équipe a été sponsorisé par le programme Young Engineers Support (YES) de la société igus. Cette initiative destinée à l'enseignement supérieur apporte son soutien à des projets d'écoles et d'universités sous forme d'échantillons gratuits, de sponsoring et de conseil.
www.igus.be
