Optimiser le commerce maritime grâce à la vision par ordinateur dans les ports

Plus de 90 % des marchandises étant transportées par voie maritime, les ports sont des plaques tournantes essentielles du commerce mondial. Ils servent de liaisons vitales entre la terre et la mer. Les ports traitent souvent des cargaisons de valeur, comme des matières premières, des produits manufacturés et des biens de consommation, ce qui en fait des maillons clés de la chaîne d’approvisionnement internationale.

Au fil des ans, les technologies de pointe ont transformé la manière dont nous exploitons et gérons les ports dans le monde entier. Ces innovations ont rendu la gestion portuaire plus rapide, plus sûre et plus fiable. Les innovations récentes dans les ports font souvent appel à l’intelligence artificielle (AI).

En particulier, la vision par ordinateur (CV), un sous-ensemble de l’AI, transforme considérablement les opérations portuaires. L’AI fondée sur la vision permet aux systèmes informatiques de voir et de comprendre les informations visuelles en temps réel. En analysant des images et des vidéos, les modèles de vision par ordinateur comme Ultralytics YOLO11 peuvent identifier des schémas, détecter des objets et suivre des mouvements en temps réel. Les informations issues de l’analyse d’images permettent des opérations plus efficaces et plus précises, ce qui offre un grand potentiel pour la gestion portuaire.

Par exemple, le port de Rotterdam, qui est le plus grand port maritime d’Europe, utilise des systèmes de vision par ordinateur pour optimiser les calendriers de maintenance. Ses systèmes alimentés par l’AI utilisent la vidéosurveillance en direct pour surveiller les navires et les équipements portuaires, aidant ainsi le personnel portuaire à prévoir les besoins de maintenance. Une surveillance régulière prolonge la durée de fonctionnement des équipements et rend les opérations portuaires plus fluides et plus rapides.

Dans cet article, nous allons découvrir différents exemples de ports intelligents qui exploitent la technologie de vision par ordinateur. Nous examinerons également les avantages et les inconvénients de l’utilisation de cette innovation dans les ports, tout en étudiant ses perspectives d’avenir. C’est parti !

L’importance des ports intelligents#

Les ports reçoivent chaque jour d’immenses quantités de marchandises et doivent relever des défis tels que l’efficacité des opérations, la sécurité des travailleurs, la réduction des embouteillages et les intempéries. Même un retard d’une heure peut coûter cher aux compagnies maritimes.

Il existe par exemple des coûts liés à un déchargement trop long de la cargaison (surestaries), au maintien des conteneurs trop longtemps après leur déchargement (frais d’immobilisation), au stockage prolongé des marchandises dans le port (frais de stockage) et à l’arrivée tardive des navires (frais de retard). Pour éviter ces pénalités coûteuses, les compagnies maritimes cherchent à planifier soigneusement leurs calendriers, leurs temps de trajet et leurs activités portuaires.

Pour gérer les opérations portuaires tout en relevant ces défis, les compagnies maritimes et les autorités portuaires se tournent de plus en plus vers des solutions automatisées avancées pilotées par l’AI. En ce qui concerne la vision par ordinateur, les modèles de vision peuvent être entraînés sur de vastes jeux de données composés d’images et de séquences vidéo d’opérations portuaires.

Les modèles entraînés peuvent être utilisés pour des tâches telles que la détection et le suivi des conteneurs de marchandises pendant leur chargement et leur déchargement. La vision par ordinateur peut également renforcer la sécurité portuaire en suivant les employés qui déplacent des conteneurs lourds.

Applications de la vision par ordinateur dans les ports#

Maintenant que nous avons compris pourquoi les technologies d’AI et de vision par ordinateur sont importantes et utiles dans les ports, examinons de plus près quelques exemples de ports intelligents illustrant les usages possibles de la vision par ordinateur.

Utiliser la vision par ordinateur pour maintenir la sécurité portuaire#

Les modèles de vision par ordinateur, comme Ultralytics YOLO11 et Ultralytics YOLOv8, peuvent suivre les travailleurs et garantir le respect des protocoles de sécurité. Comment cela fonctionne-t-il ? YOLO11 et YOLOv8 prennent tous deux en charge diverses tâches de vision par ordinateur, comme la détection d’objets, qui identifie et classe les objets dans une image ou une vidéo, et le suivi d’objets, qui surveille le déplacement de ces objets au fil du temps.

Ces tâches peuvent être utilisées dans différents cas d’usage liés à la sécurité des travailleurs. Un bon exemple consiste à utiliser la détection d’objets pour détecter les équipements de protection individuelle (EPI) portés par les employés du port, comme les casques et les gilets.

Fig. 1 Exemple d’utilisation d’Ultralytics YOLOv8 pour détecter les EPI afin de garantir la sécurité portuaire.

De même, les systèmes de ports intelligents intégrant des fonctionnalités de vision par ordinateur comme le suivi d’objets peuvent servir à surveiller la position des travailleurs et à suivre leurs mouvements en temps réel afin de détecter les dangers et de prévenir les accidents.

En analysant les images vidéo en direct, les modèles de vision peuvent identifier des dangers potentiels, comme des objets qui tombent ou des travailleurs entrant dans des zones à risque. Le système peut même être configuré pour envoyer des alertes instantanées si un travailleur pénètre accidentellement dans une zone réglementée ou s’approche trop près de machines lourdes.

Navigation et surveillance des navires grâce à l’AI dans les ports#

Les solutions de vision par ordinateur peuvent jouer un rôle important dans l’amélioration de la navigation maritime. Les systèmes maritimes intégrant la vision par ordinateur, les transmissions du système d’identification automatique (AIS) (signaux du navire contenant son identité, sa position, sa vitesse, etc.) et d’autres capteurs avancés peuvent fournir des informations sur la position du navire. À partir de ces informations, le système d’AI peut établir pour le navire un itinéraire idéal, moins encombré et économe en carburant. Ces informations permettent également à l’équipage de préparer le port aux opérations de chargement et de déchargement sans aucun temps d’attente.

Les techniques de vision par ordinateur comme la détection d’objets peuvent être utilisées par les autorités portuaires pour détecter et suivre des objets en mer afin de garantir une navigation sûre. Par exemple, le Gulf of Maine Research Institute de Portland utilise des systèmes de caméras fondés sur l’AI pour la navigation et la sécurité des navires. Les caméras utilisent la vision par ordinateur pour détecter les navires, les bateaux, les bouées, les personnes et autres dangers maritimes, même la nuit ou dans le brouillard. En détectant les obstacles en mer, les opérateurs des navires peuvent éviter les accidents et naviguer plus facilement.

Fig. 2 L’AI dans le secteur maritime : une caméra dotée de vision par ordinateur détectant des objets en mer.

La manutention des marchandises facilitée par la numérisation des ports#

La manutention des marchandises est l’une des opérations les plus complexes dans les ports en raison de l’utilisation de machines lourdes et du risque de chute d’objets. Des études montrent que plus de 63 % des accidents portuaires surviennent pendant les manœuvres de cargaison et les opérations de chargement ou de déchargement. Ces accidents peuvent être évités en réduisant la nécessité pour les travailleurs de se trouver près des conteneurs ou des équipements portuaires lourds pour lire des étiquettes ou vérifier d’éventuels dommages.

Les systèmes de vision peuvent contribuer à cela en reconnaissant les étiquettes sur les conteneurs, en analysant leur taille, leur type, leur poids, leurs scellés et leurs destinations, ou en détectant tout dommage structurel. Le Piraeus Container Terminal (PCT) en Grèce en est un exemple intéressant. Ce port utilise des caméras intégrant l’AI fondée sur la vision pour vérifier si les scellés des conteneurs sont intacts. Le système capture des images de l’avant de chaque conteneur pendant le chargement ou le déchargement. La détection d’objets est ensuite appliquée aux images pour localiser les scellés des conteneurs. Si un scellé est manquant ou endommagé, une alerte est déclenchée afin d’avertir les autorités portuaires, qui peuvent mener une enquête plus approfondie.

Fig. 3 Le terminal à conteneurs du Pirée en Grèce est un bon exemple de port intelligent.

Surveillance et contrôle des accès dans les ports intelligents#

Les tâches de sécurité et de surveillance dans les ports nécessitent une attention constante. Les ressources humaines nécessaires pour surveiller l’ensemble du site et des opérations d’un port sont considérables. Même le plus petit port du monde, Depoe Bay dans l’Oregon, s’étend sur six acres. L’espace immense et les conteneurs empilés très près les uns des autres rendent pratiquement impossible une surveillance humaine et manuelle 24 heures sur 24.

Grâce à la vision par ordinateur, les opérations portuaires peuvent être surveillées à plusieurs points d’accès et toute entrée non autorisée peut être repérée instantanément. Les technologies de reconnaissance optique de caractères (OCR) et de reconnaissance automatique des plaques d’immatriculation (ANPR) peuvent lire les plaques d’immatriculation des véhicules entrant dans les ports et en sortant afin de détecter les véhicules non autorisés. Pour renforcer la sécurité, des systèmes de reconnaissance faciale peuvent également être utilisés pour vérifier les identités des conducteurs et des passagers à l’intérieur des véhicules.

Fig. 4 Exemple d’utilisation de la vision par ordinateur pour lire la plaque d’immatriculation d’une voiture.

Par exemple, le port de Valence en Espagne utilise un système de vision par ordinateur composé de drones autonomes, d’une connectivité 5G et d’un casque de réalité augmentée (AR) pour surveiller la sécurité du port. Des drones autonomes patrouillent régulièrement dans le port, et le flux vidéo est analysé par des systèmes fondés sur la vision via le réseau 5G. Les modèles de vision par ordinateur recherchent les intrusions ou activités suspectes. Lorsqu’un événement inhabituel est détecté, des alertes sont générées. Grâce au casque de réalité augmentée, l’équipe de sécurité peut même examiner la zone signalée afin d’évaluer la gravité de l’incident.

Détecter les déversements d’hydrocarbures grâce à l’AI fondée sur la vision#

Les déversements d’hydrocarbures représentent une menace environnementale importante, en particulier pendant les opérations portuaires de chargement et de déchargement. Des études indiquent qu’environ 29 % des déversements d’hydrocarbures de petite et moyenne ampleur (7 à 700 tonnes) surviennent pendant ces activités. Même si ces déversements ne sont pas toujours facilement visibles et peuvent sembler inoffensifs, leurs conséquences environnementales peuvent être graves.

La surveillance manuelle de ces déversements est particulièrement difficile dans les grandes zones portuaires. Pour résoudre ce problème, des caméras avancées de détection de l’eau équipées d’un logiciel de vision par ordinateur peuvent fournir une solution efficace. En analysant les images vidéo, ces systèmes peuvent détecter les déversements d’hydrocarbures en temps réel, ce qui permet d’intervenir et de lancer rapidement les opérations de nettoyage.

Fig. 5 Exemple de port intelligent : détecter les déversements d’hydrocarbures dans l’océan.

En réalité, le port d’Anvers, deuxième plus grand port d’Europe, utilise la technologie de vision par ordinateur pour atténuer l’impact des déversements d’hydrocarbures. Des drones télécommandés surveillent les zones aquatiques environnantes. Équipés de fonctionnalités de vision par ordinateur, ces drones peuvent détecter les déversements d’hydrocarbures dans les zones portuaires voisines. Les autorités portuaires peuvent ainsi identifier rapidement les zones de déversement concentré et intervenir, améliorant par conséquent la qualité de l’eau le long des côtes.

Avantages et limites de la vision par ordinateur dans les ports#

L’adoption de la vision par ordinateur dans la gestion portuaire présente de nombreux avantages et favorise diverses solutions adaptées à des défis spécifiques. Voici un aperçu de certains de ces avantages :

• Amélioration de la logistique maritime : l’AI dans les chaînes d’approvisionnement maritimes apporte un nouveau niveau d’efficacité opérationnelle à la logistique. Les systèmes fondés sur la vision peuvent servir à surveiller l’échange de marchandises entre les voies maritimes, les services portuaires, la manutention des cargaisons, etc.

• Prise de décision fondée sur les données : grâce aux informations issues de l’analyse d’images et de vidéos, la direction du port peut prendre des décisions éclairées.

• Meilleures prévisions d’itinéraires : les systèmes d’AI fondés sur la vision peuvent analyser des données visuelles, comme les images en direct des ports et des navires, afin d’aider les algorithmes d’AI à suggérer des itinéraires optimisés.

• Réduction des coûts de main-d’œuvre : en automatisant des tâches comme la surveillance des navires, le tri des cargaisons et le suivi des navires grâce à la vision par ordinateur, les ports peuvent réduire leur dépendance à la main-d’œuvre humaine.

Bien que les solutions de CV offrent de nombreux avantages, leur mise en œuvre dans les ports présente certains défis à prendre en compte. Voici quelques limites à garder à l’esprit :

• Coûts initiaux élevés : la mise en œuvre d’applications de vision par ordinateur conformes aux normes du secteur dans les ports exige un investissement important dans le matériel, l’expertise en AI et l’infrastructure de calcul.

• Contraintes environnementales : des conditions météorologiques variables, notamment dans les zones côtières, comme la pluie et le brouillard, peuvent dégrader la qualité des images et des vidéos et entraîner de mauvaises performances des modèles d’AI.

• Diversité des tailles de conteneurs maritimes : les conteneurs maritimes varient en taille, en couleur, en étiquette et en forme, ce qui complique leur suivi par les systèmes fondés sur la vision. Les modèles de vision par ordinateur peuvent nécessiter un entraînement supplémentaire pour gérer cette diversité.

• Connexions réseau instables : une connexion réseau stable est essentielle aux systèmes de vision par ordinateur fondés sur le cloud, car les interruptions peuvent entraîner des retards, des inefficacités et des risques pour la sécurité des opérations portuaires.

L’avenir de la vision par ordinateur dans les ports#

Selon les rapports, le marché mondial des ports intelligents devrait connaître un taux de croissance annuel composé (CAGR) impressionnant de 24,16 %, pour atteindre 6,1 milliards de dollars d’ici 2033. Cette croissance souligne l’utilisation croissante de technologies avancées comme l’AI, la vision par ordinateur et l’Internet des objets (IoT) dans les opérations portuaires modernes. À mesure que les ports gagnent en efficacité et en intelligence, la vision par ordinateur jouera probablement un rôle essentiel dans l’automatisation des tâches, l’amélioration de la sécurité et l’augmentation de l’efficacité opérationnelle.

Associée à des technologies comme l’IoT, la blockchain et le big data, la vision par ordinateur devrait permettre des solutions avancées et complexes alimentées par l’AI, comme le suivi des cargaisons en temps réel et la maintenance prédictive des équipements portuaires. Ces innovations fluidifieront les opérations portuaires et favoriseront la durabilité en optimisant la consommation d’énergie et en réduisant les émissions de carbone.

Points clés à retenir sur les ports intelligents#

En intégrant la vision par ordinateur à la gestion portuaire, nous pouvons améliorer la sécurité, l’efficacité et la sûreté. De la surveillance des activités des travailleurs à l’automatisation de tâches complexes comme la manutention des cargaisons et la navigation des navires, les applications de vision par ordinateur peuvent couvrir un large éventail de besoins et relever des défis essentiels de la gestion portuaire.

La tendance à l’automatisation et aux processus pilotés par l’AI met en lumière le potentiel des solutions d’AI fondées sur la vision. En adoptant ces technologies avancées, les ports peuvent se positionner comme des leaders du secteur maritime mondial, contribuant à la croissance économique et à la durabilité environnementale.

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