ECDIS : Les précautions d'emploi

[ Le bon usage des cartes marines | Les précautions d'emploi relatives au GPS | Les précautions d'emploi relatives au  système ECDIS ]

	Le bon usage des cartes marines
(extrait lettre du SHOM N°14)

La documentation nautique est soumise à un contrôle rigoureux, assumé par les Services Hydrographqiues officiels, et est tenue à jour afin d'éviter les risques propres au domaine maritime : contrairement au milieu terrestre, les fonds marins ne sont pas directement accessibles à l'observation et le navigateur n'a pas d'autre choix que de se fier aux documents nautiques pour déterminer les éléments d'une route sûre entre deux points.

Le bon usage de ces produits, et notamment la carte marine, implique d’avoir conscience des divers processus de confection qui entraînent volontairement ou non des écarts entre la réalité (le domaine maritime) et la perception que peuvent en avoir les usagers à la lecture des documents mis à leur disposition.

  OBSERVATION ET MESURE DU DOMAINE MARITIME (monde réel)

Le domaine maritime est d'une extrême complexité et il est impossible de définir un modèle de données exhaustif apte à prendre en compte tous ses aspects. Contrairement à ce qui se passe, au moins partiellement sur terre où dans une large mesure une photographie aérienne contient la plus grande partie de la réalité physique de l'objet à représenter, en mer il faut deviner ce qu'on ne voit pas. L'eau est en effet un milieu opaque à presque tous les rayonnements familiers : pour découvrir ce qui se passe sous la couche liquide et mesurer les profondeurs, on utilise essentiellement des techniques acoustiques (moyen le plus fiable et le mieux éprouvé aujourd'hui). La représentation qu'on obtient du fond marin est donc déformée et limitée par cet intermédiaire acoustique et par l'influence importante de la colonne d'eau.
L'observation du monde réel implique donc un processus d'abstraction adapté à des objectifs particuliers. Seule une partie de la réalité est sélectionnée, en privilégiant certains aspects et en délaissant d'autres. En schématisant, on peut considérer qu'un tel filtre agit selon des axes thématiques (sécurité de la navigation...), temporel (variabilité temporelle des phénomènes...) et spatial (résolution d'acquisition...).

- Le modèle de communication cartographique adapté au domaine maritime - (Voir figure)

LA CARTOGRAPHIE MARINE

Une carte offre une représentation plane, graphique et symbolique particulière de l'espace. C'est avant tout un mode de communication visuel et non un simple type de représentation. Son contenu est donc essentiellement déterminé par ce que l'on veut signifier : une perception contextuelle de l'espace géographique.
A ce titre, la carte marine est une représentation thématique de l'environnement, dont le thème est la navigation ; la sécurité y est privilégiée.
Les règles qui gouvernent son élaboration se déduisent logiquement de l'usage auquel elle est destinée et du souci primordial de la concision. Ainsi, la représentation du relief sous-marin ne vise pas à en donner une image exacte mais privilégie tout ce qui peut constituer un danger pour le navigateur (hauts-fonds, épaves, zones mal connues), tant dans la sélection des informations que dans leur symbolisation, afin de concilier clarté du document et sécurité de la navigation.
Les informations reportées sur la carte sont issues de la compilation de nombreux documents provenant de divers producteurs de données (missions hydro-océanographiques du SHOM, DDE, ports autonomes...). Les objectifs de ces producteurs étant parfois différents le cartographe doit réaliser une fusion intelligente de ces données de manière à assurer la sécurité de la navigation.
Les données ainsi exploitées sont ensuite simplifiées afin de les représenter dans un espace plus petit, à l’échelle de la carte,  tout en conservant au mieux leurs caractéristiques tant géométriques que descriptives. Ce processus est appelé généralisation cartographique. Elle a pour objectif principal l'efficacité de communication en s'assurant que les objets représentés sont facilement identifiables et interprétables.
Parmi les transformations appliquées pour parvenir à ce résultat on peut citer le lissage qui consiste à éliminer les détails inutiles et la caricature qui permet d'accentuer les formes caractéristiques. De plus, certains objets ont une importance sémantique qui n'est pas proportionnelle  à leur emprise  géométrique. On est alors obligé soit d'exagérer leur géométrie soit de leur associer une symbolisation qui permet de les mettre en valeur visuellement.
C’est tout l’art du cartographe marin qui doit avoir un sens pratique de l’usage qui sera fait de ses produits, que de modifier sans la dénaturer cette nature physique afin d’accroître la sécurité.

- exemple de généralisation cartographique- (voir figure)

LES USAGERS

Conscient de cette généralisation contextuelle, destinée à améliorer la lisibilité de la carte tout en assurant la sécurité de la navigation, le navigateur doit exploiter la carte marine destinée à ses objectifs. A chaque type de navigation doit correspondre une carte à une échelle adaptée. Par l'absurde, il serait absolument faux de croire que la carte 6989 au 1:345 000 (adaptée à la navigation au large de la côte) assure la sécurité de la navigation lors de l'entrée dans le port de Brest. Et cela d'autant plus que la représentation, en zone côtière, y sera partielle, minimale voire nulle.
En revanche, la carte 7401 à l’échelle de 1:22 500 doit être utilisée afin d'assurer ce type de navigation.

Par ailleurs, au-delà de sa fonction première d'assurer la navigation en toute sécurité, la carte marine est exploitée comme référence géographique par d'autres catégories d'exploitants : pêcheurs, plongeurs...
Dans ce cas, elle ne répond pas toujours aux attentes puisque la généralisation est strictement orientée vers la sécurité de la navigation alors que ces usagers s'intéressent davantage à une morphologie précise du fond pour laquelle les creux ont autant d'importance que les hauts-fonds et les dangers.

  CONCLUSION

Afin de répondre précisément aux besoins d’un usager particulier, il est donc nécessaire de définir un produit spécifique mettant en œuvre des principes de généralisation adaptés (conservation des caractéristiques géomorphologiques de l'espace, communication d’une information sédimentologique fine...). Cela a également des conséquences sur les mesures, puisque dès la phase d'observation et de mesures, il est nécessaire de faire des choix en fonction des objectifs.
L’idéal serait de définir une base numérique qui aurait en charge la gestion des informations géographiques décrivant au plus près le monde réel et qui, en fonction des utilisations, permettrait de visualiser certaines informations avec un niveau de généralisation différent selon les objectifs.
C’est ce qui pourrait être atteint, à moyen terme, à partir des systèmes de visualisation de cartes marines électroniques (ECDIS) en cours de développement. A partir d’une référence géographique commune, celle des cartes marines, il sera possible de définir des produits contenant de l’information spécifique à certaines activités : c’est l’ESIS pour les activités d’exploitation de la mer, le WECDIS pour les activités militaires...

Les précautions d'emploi relatives au GPS

Extrait : Les guides du SHOM :  "GPS et navigation maritime"  (édition 3 du 25 mars 2000) (940 ROA)
Voir également le guide du SHOM : "L’hydrographie, les documents nautiques, leurs imperfections et leur bon usage" (001FNOA)

LE GPS ET L’IMPRÉCISION DES CARTES MARINES

Les dangers immergés et l'emploi du GPS

Le navigateur équipé d'un récepteur GPS, en particulier en mode différentiel, et qui aura bien pris en compte le décalage entre le WGS 84 et le système géodésique de sa carte ne devra cependant pas user inconsidérément de l'excellente qualité de son positionnement. Il n'oubliera pas que la position des dangers immergés portés sur les cartes est connue avec une précision généralement inférieure à celle de son propre système de navigation. En effet, pour les zones où l'hydrographie est antérieure à 1950, un danger immergé ou un haut-fond en vue de terre peut être situé sur la carte à plus de 100 m de sa position réelle, l'erreur pouvant atteindre ou dépasser 300 m plus au large. Ce n'est qu'après l'avènement des systèmes de radiolocalisation que les Hydrographes ont été en mesure de situer les hauts-fonds sur tout le plateau continental avec une précision horizontale de l'ordre de 10 m, c'est à dire avec une précision comparable à celle du DGPS.
Il y a donc un risque certain pour le navigateur qui, conscient de l'excellente qualité de son point GPS, voudrait serrer les hauts-fonds de trop près. Si, enhardi par la précision de l'ordre le 10 m de son GPS différentiel, il adoptait une route passant théoriquement à 100 m d'un haut-fond cartographié, toutes les conditions pour un éventuel talonnage seraient réunies. C'est pourquoi l'utilisateur du GPS devra continuer à suivre la bonne vieille règle du pouce.

Une marge de sécurité à prendre : la règle du pouce (1)

De façon générale, le navigateur prend deux marges de sécurité, l'une verticale que l'on appelle couramment le pied de pilote, l'autre horizontale qui consiste à passer à une distance suffisante des dangers immergés. L’utilisateur du GPS devra continuer à prendre ces deux marges, et pour la seconde appliquer la règle du pouce : il tracera, chaque fois que possible, sa route de façon à passer à plus d'un pouce des dangers immergés, à l'échelle de la carte dont il se sert.
Cette règle est un peu sévère dans les approches portuaires qui ont fait l'objet de levés récents. Dans ces zones, le navigateur sera en mesure de profiter pleinement et lucidement de la précision du GPS.

La carte électronique faisant partie d'un système intégré de navigation permettra de faire apparaître de façon continue la position du navire sur un système de visualisation de cartes marines (ECDIS : Electronic Chart Display and Information System). En raison de la vocation internationale de l'ECDIS, la base de données numériques cartographiques correspondante sera nécessairement rapportée au WGS 84. Le système de localisation le plus fréquemment associé à l'ECDIS sera le GPS en mode différentiel. Ainsi on verra apparaître sur l'ECDIS la position absolue du navire connue à 10 m près, alors que bon nombre des données cartographiques apparaissant sur l'écran du système comporteront des incertitudes sur la position bien supérieures, incertitudes dont les ordres de grandeur viennent d'être rappelés. Bien que les données pour ECDIS contiendront des informations sur leur qualité permettant au navigateur d'apprécier la confiance qu'il doit leur accorder (information objective sur l’origine des données bathymétriques et information subjective sur la qualité des données bathymétriques en regard de l’usage de la carte), les risques précédemment décrits demeureront donc.
La tentation de passer près des dangers sera plus grande lorsque le GPS sera associé à la carte électronique que lorsqu'on ne dispose que d'une carte papier. Dans le premier cas la position du navire apparaîtra en effet de façon automatique, instantanée et continue dans son environnement nautique. Dans le second, le report du point prenant du temps, le navigateur sera plus prudent.
Il faudra de nombreuses années pour reprendre les levés hydrographiques anciens dans les zones fréquentées par la navigation internationale afin d'atteindre une précision de position de toutes les données cartographiques supérieure ou égale à celle que donne le GPS en mode différentiel. En attendant, le navigateur utilisant la carte électronique ne devra pas réduire sa marge de sécurité. Il est à noter que l'ECDIS permettra des agrandissements (zoom) dans les limites compatibles avec l'échelle des levés de la zone. Il est clair qu'un zoom exagéré constitue un risque inacceptable, ne serait-ce que parce qu'il permet de contourner la règle du pouce de façon parfaitement illicite.

Visualisation de la position sur un écran (micro-ordinateur...)

Le report automatique de la position GPS sur une carte numérisée présente les mêmes dangers. Tous les problèmes d'exploitation exposés précédemment pour la carte papier demeurent, même dans la meilleure configuration technique des représentations numériques.
Des problèmes particuliers peuvent également survenir, liés à l'emploi de produits numériques non officiels : renseignement sur le décalage du système géodésique non accessible faute d'avoir été numérisé, ou produit transformé de manière approximative pour tenter de le rapporter à un pseudo-WGS 84.

Les précautions d'emploi relatives au système ECDIS

L'emploi de l'ECDIS doit alléger le travail systématique en passerelle, il ne remplace en aucune matière le sens marin du navigateur et ne substitue pas à la veille optique :

"LA NAVIGATION, QUI EST UNE SCIENCE MAIS AUSSI UN ART, NE SERA JAMAIS UNE AFFAIRE DE BOÎTE NOIRE."

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