Le système AIS (Automatic Identification System)

Le système SIA (Système d'Identification Automatic)

Présentation de Michel BADET
Dernière MAJ : 08/09/2010

Le système AIS est utilisable en mer, sur les plans d'eaux et sur les voies d'eau intérieurs .

Le système AIS peut-être également couplé à un système de pilotage automatique.

D'après la convention SOLAS, les navires ayant obligation de posséder le système AIS (en émission et réception) à bord sont :

• Les bateaux d'au moins 300 tonneaux effectuant des navigations internationales.
• Les cargos d'au moins 500 tonneaux indépendamment de leur zone de navigation.
• Les navires à passagers indépendamment de leur taille.

En comparaison au radar :

• L'AIS est beaucoup plus simple d'utilisation (visualisation de la position des bateaux sur une cartographie).
• L'AIS permet d'avoir des infos précises sur un navire ce qui n'est pas possible avec le radar.
• L'AIS est nettement moins cher qu'un radar.
• L'AIS ne permet pas de détecter les objets ou bateaux non équipés d'un transpondeur AIS.

Le système AIS ne remplace pas le radar. Il est d'ailleurs moins complet mais il vient le compléter.

Terminologie

• AIS : Automatic Identification System (formulation anglaise de SIA).
• ASN : Appel Sélectif Numérique (formulation française de DSC).
• DSC : Digital Selective Calling (formulation anglaise de ASN).
• ETA : Estimated Time of Arrival. Heure prévue d'arrivée à destination.
• IMO ship identification number : Numéro unique par pays (7 chiffres) rattaché à un navire.
• MOB : Man overboard. Indication d'un homme à la mer nécessitant une intervention d'urgence.
• MMSI : Maritime Mobile Service Identity. Numéro unique de 9 chiffres rattaché à un navire.
• Radio call sign : Indicatif d'appel radio international (7 caractères) assigné à un navire.
• SIA : Système d'Identification Automatique (formulation française de AIS)
• Transpondeur AIS : Emetteur AIS.

Dans le système AIS, il a deux types d'équipements :

L'émetteur AIS ou transpondeur AIS
Les transpondeurs AIS sont les équipements permettant d'émettre des messages AIS.
Actuellement, les transpondeurs sont principalement présents sur les gros bateaux soumis ou non à obligation.
Pour le plaisancier, des transpondeurs de classe B commencent à arriver sur le marché mais à des coûts encore élevés.

Les différents types de transpondeurs AIS

Système AIS classe A :
Type utilisé sur les navires soumis aux conventions SOLAS (cargos marine marchande ...).
Ils permettent la transmission d'informations sur leurs caractéristiques, leur position, leur tirant d'eau, leur type de cargaison et leur destination.
La puissance d'émission des transpondeurs classe A est de 12,5W (par défaut) ou de 2W (opération dans une zone spécifique).
La portée en classe A est d'environ 20 nm.

Système AIS Classe B :
Type utilisé sur les navires non soumis aux conventions SOLAS (bateaux de pêche de moins de 15 m, bateaux de plaisance ...).
Les transpondeurs de classe B ont été spécifiés comme une version moins coûteuse et de portée plus limitée (entre 5 et 10 nm) que les transpondeurs de la classe A.
La fréquence d'émission des messages est plus faible qu'avec les transpondeurs de classe A.
La puissance d'émission des transpondeurs classe B est de 2W (par défaut).

Station de base :
Installations comprenant des fonctionnalités AIS complexes (contrôle et gestion du système, interrogation individuelle des transpondeurs pour obtenir les statuts ...).

Aides à la navigation :
Transpondeurs et récepteurs AIS installés pour collecter et transmettre des informations sur la mer, la météo et également servir de relais pour étendre la couverture du système AIS. Ces équipements peuvent se trouver dans des phares, des bouées ...

Le récepteur AIS
Les récepteurs AIS permettent de capter les messages AIS émis par les transpondeurs AIS.
Tous les récepteurs AIS captent les messages des transpondeurs de classe A et  B.
Les récepteurs AIS commencent à se démocratiser jusque dans la navigation de plaisance.

Le système AIS utilise deux fréquences VHF (161,975 MHz : canal maritime 87B et 162,025 MHz : canal maritime 88B) qui sont réservées au niveau mondial pour ce système. Ces deux canaux ne sont pas sélectionnables sur une VHF standard ce qui évite tout conflit avec les liaisons voie.
Le rôle des signaux AIS est de transmettre et recevoir des informations nautiques afin d'éviter les incompréhensions entre navigateurs et d'éviter de surcharger les canaux VHF.
Le radar fournit des informations basiques sur les obstacles. L'AIS fournit des informations supplémentaires sur la navigation des bateaux environnants (s'ils sont équipés de transpondeur AIS). L'AIS communique des données très précises comme la vitesse et le cap réel des bateaux (informations dites dynamiques) mais également des données comme l'identification, la taille, la destination ... (informations dites statiques).

L'AIS est basé sur une communication radio numérique dont le temps d'émission est partagée en théorie entre 75 bateaux maximum. Lorsqu'un grand nombre de bateaux est présent dans une zone, l'AIS réduit automatiquement son rayon d'action afin de ne prendre en compte que les signaux les plus forts c'est à dire les signaux des bateaux les plus proches.

Le système est compatible avec les systèmes VHF DSC /ASN.

La couverture du système AIS est à peu près identique à celle des autres applications VHF et dépend essentiellement de la hauteur de l'antenne. La propagation est même un peu supérieure à celle des radars ce qui peut permettre par exemple de voir derrière une courbe ou derrière une île si l'altitude du terrain n'est pas trop élevée. Une couverture courante se situe dans les 20 miles nautiques pour les transpondeurs de classe A. Si des répéteurs sont utilisés, la couverture peut être fortement augmentée.

En fonction de la vitesse de déplacement du navire équipé du transpondeur (navire au mouillage, en déplacement à petite ou vive allure), l'envoi des messages sera plus ou moins fréquent. De même les informations dynamiques sont émises plus souvent que les informations statiques.

Différents types de messages AIS :

• 01 - Position Report with SOTDMA
• 02 - Position Report with SOTDMA
• 03 - Position Report with ITDMA
• 04 - Base Station Report
• 05 - Ship static and voyage related data
• 06 - Addressed Binary Message
• 07 - Binary Acknowledge
• 08 - Binary Broadcast Message
• 09 - Standard SAR Aircraft position report
• 10 - UTC and Date inquiry
• 11 - UTC and Date response
• 12 - Addressed safety related message
• 13 - Safety related Acknowledge
• 14 - Safety related Broadcast Message
• 15 - Interrogation
• 16 - Assigned Mode Command
• 17 - GNSS Binary Broadcast Message
• 18 - Standard Class B CS Position Report
• 19 - Extended Class B Equipment Position Report
• 20 - Data Link Management
• 21 - Aids-to-navigation Report
• 22 - Channel Management
• 23 - Group Assignment Command
• 24 - Class B CS Static Data Report

Note : les CROSS, pour prévenir d'un obstacle ou autre danger peuvent être amenés à placer des balises virtuelles en simulant l'émission de balises par AIS (via l'envoi du message 21 AIS par la station du Cross).
Le balisage est de type AtoN (Aid to Navigation) virtuel (il n’existe pas physiquement de bouée sur site).
Ainsi, lorsque qu'un problème amenant un danger de navigation en un lieu est signalé, les autorités peuvent instantanément informer tout possesseur de récepteur AIS, via ce système de balise virtuelle, en attendant de se déplacer pour installer un moyen physique réel d'alerte aux navigateurs.
 

Informations statiques obtenues par le système AIS :

Il existe beaucoup de logiciels de cartographie sur PC qui permettent de recevoir les messages AIS, de visualiser les navires sur les cartes et de lire les informations AIS des navires.
Ces logiciels sur PC récupèrent les messages AIS via un raccordement à un récepteur AIS (récepteur AIS indépendant ou VHF AIS).
Il y a par exemple les logiciels MaxSea, Opencpn, Navicarte, Shipplotter ...

Exemple de traitement d'informations AIS sur le logiciel MaxSea Time Zero

Exemple de traitement d'informations AIS sur le logiciel seaPro de Navicarte

Intérêts du système

Le système AIS permet de repérer et d'identifier des navires lorsque les moyens habituels (reconnaissance visuelle ou radar) ne sont plus utilisables. C'est particulièrement intéressant de nuit et dans le brouillard.

Comme les radars, l'AIS intègre un système d'alarme de routes de collision.

La connexion entre une VHF intégrant le système AIS est un traceur (GPS avec fonction AIS ou PC avec cartographie gérant l'AIS) est très simple.

Il existe des sites Internet présentant la position des différents navires équipés du système AIS.

Site Internet Marine Traffic

SIITech

AIS Hub

MMSIspace

ShipAIS

Certains récepteurs AIS permettent l'utilisation de bracelets servant à équiper les personnes du bateau. Ces bracelets disposent d'une fonction MOB (homme à la mer) qui peut-être déclenchée manuellement par la personne où lorsque le bracelet se trouve à une certaine distance du bateau. Cette alerte d'homme à la mer permet d'avoir une visualisation AIS comme celle produite par la présence d'un navire avec un transpondeur.

Le système ne permet pas de détecter les bouées des filets, les gros nuages et tout objet flottant inhabituel.

Le gros inconvénient à ce jour est lié au fait que les petits navires ne sont pas équipés et ne peuvent donc pas être repérés ni repérer les autres bateaux par ce système. De nombreux constructeurs d'équipements proposent maintenant sur le marché des produits permettant de recevoir les messages AIS et donc de détecter les bateaux utilisant ce système. Il y a un peu moins d'équipements à prix abordables (même en classe B) pour les petits bateaux qui permettent d'émettre les messages AIS.

Il y a deux niveaux d'équipements :

• Le récepteur AIS seul sans transpondeur.
• Le transpondeur AIS de classe B avec récepteur incorporé.
  C'est l'idéal mais le coût d'achat est aujourd'hui encore très élevé.

Récepteur AIS seul sans transpondeur

Il existe 3 possibilités :

• Répondeur AIS indépendant
  Les récepteurs AIS indépendants nécessitent soit une antenne VHF dédiée soit un boîtier séparateur (splitter) qui permet d'utiliser l'antenne VHF existante et donc de la partager entre la VHF classique et le récepteur AIS mais dans cette configuration, la réception VHF risque d'être moins bonne.
  Les récepteurs AIS indépendants sans écran nécessitent obligatoirement une connexion avec un PC (avec logiciel de cartographie gérant les messages AIS) ou un GPS (avec la fonctionnalité AIS) pour visualiser la position des navires et obtenir des informations sur ceux-ci.
  Les récepteurs AIS indépendants avec écran sont bien évidement d'un coût d'achat plus élevé que les récepteurs sans écran mais ils ont l'avantage de constituer un équipement autonome (pas besoin de PC ni de GPS). Le fait d'avoir des équipements autonomes demande plus de place à bord mais présente l'avantage en cas de panne du PC ou du GPS de ne pas perdre l'intégralité des instruments de navigation.
   
• VHF ASN + AIS
  Une VHF avec AIS intégré possède généralement (comme certains récepteurs AIS indépendants) un écran présentant les messages AIS reçus ainsi qu'une visualisation simplifiée des positions des navires.
  Un avantage très important pour les VHF avec AIS intégré c'est de n'avoir besoin que d'une seule antenne VHF qui sert pour la VHF standard et le système AIS.
   
• Carte AIS additionnelle pour VHF ASN
  Certaines VHF ASN peuvent être modifiées par le constructeur pour rajouter une carte de réception AIS. C'est le cas par exemple chez ICOM [documentation Module additionnel Icom AIS] avec les modèles M505 [documentation M505] et M603 [documentation M603].

Pour les utilisateurs possédant déjà une VHF, il est possible d'acheter uniquement un récepteur AIS indépendant. Par contre avec les prix qui baissent, il peut être plus intéressant de changer sa VHF par un modèle intégrant le système AIS.

Les récepteurs AIS (indépendants ou intégrés à une VHF ASN) peuvent être raccordés à un GPS (supportant l'AIS) ou à un PC avec un logiciel de cartographie (supportant l'AIS) ce qui permet de voir sur la carte, la position des navires qui vous entourent (enfin ceux qui ont un transpondeur AIS).

Récepteur AIS indépendant NASA MARINE (avec écran)	VHF avec récepteur AIS intégré NAVICOM RT-650
Récepteur AIS indépendant Radio Océan (sans écran)	VHF 300i AIS Garmin
Exemples de récepteurs AIS indépendants : Récepteur AIS ADVANSEA AIS RX-100 Récepteur AIS avec écran NASA MARINE Radar Receiver Récepteur AIS RADIO-OCEAN AIS200	Exemples de VHS ASN avec AIS intégré : VHF Fixe Radio Ocean AIS RO4800 VHF ASN et AIS Navicom RT-650 VHF ASN et AIS Navicom RT-650 MOB VHF 300i AIS Garmin

Personnellement, je conseille de plutôt partir sur une VHF ASN avec AIS intégré que sur un récepteur AIS indépendant (1 seule antenne VHF, moins de place prise sur la console, pas besoin de splitter pour n'avoir qu'une seule antenne VHF ...).

Récepteur AIS avec transpondeur classe B

Attention : A ce jour, aucune VHF ASN avec AIS intégré n'intègre la fonction transpondeur AIS. La seule fonction AIS gérée par les VHF est la réception des messages.
Pour avoir un transpondeur AIS classe B, il faut acheter un transpondeur AIS indépendant qui inclut automatiquement la réception AIS, la localisation GPS et les raccordements des capteurs et sondes nécessaires à la construction des messages AIS.

Le coût d'un transpondeur AIS classe B comporte deux gammes de prix selon la présence ou non d'un écran de visualisation. Le transpondeur Icom MA-500TR semble d'un bon rapport qualité-prix.

Transpondeur AIS classe B Neotek TCB-200 (sans écran)	Transpondeur AIS classe B Simrad AI50 (avec écran)
Transpondeur AIS Classe B ACR (sans écran)	Transpondeur AIS Classe B Icom MA-500TR (avec écran)

Exemples de transpondeurs AIS classe B indépendants :

• Garmin AIS 600
• Icom MA-500TR. Equipement s'interfaçant avec les VHF ASN AIS Icom modèles M505 et M603 [documentation MA-500TR]
• Transpondeur AIS avec GPS SIMRAD AI50

Exemples de configurations

Exemple de montage d'une VHF incorporant une carte AIS intégré (récepteur AIS uniquement)

Exemple de montage d'une VHF AIS avec transpondeur AIS classe B et récepteur AIS