RECHERCHE

Plateforme MARINS

 

 

présentation

Avec MARINS, l’ENSM conforte sa position d’acteur de référence dans le domaine de la cyber sécurité maritime et des facteurs humains. L’outil est le support à des travaux qui seront précieux à l’ensemble des acteurs de l’économie maritime

La plateforme de simulation MARINS est un des outils essentiels du Centre de Recherche de l’ENSM. Conçue à des fins de recherche et développement dans les domaines de la cybersécurité et de la connaissance de la situation, elle est dédiée aux expérimentations et aux tests qui ne pourraient pas être réalisés sur une plateforme éducative. Marins est constituée d’un simulateur de navigation et de deux passerelles de navire de commerce, permettant de simuler deux navires indépendants dans un environnement prédéfini avec des paramètres modifiables, tels que la météo ou d’autres navires.Depuis le poste instructeur, un ensemble de dysfonctionnements, de cyberattaques et d’anomalies peut être déclenché pour compromettre les données fournies par chaque sous-système.

Aussi, l’architecture de MARINS a été conçue pour interagir avec les interfaces maritimes réelles, équipements et protocoles de communication. Des systèmes réels peuvent être intégrés et testés comme en conditions opérationnelles. Les passerelles intégrées sont modulaires pour intégrer des d’équipements réels, fabriqués par des tiers qui interviennent dans les expérimentations de recherche. On peut alors tester en conditions opérationnelles des technologies innovantes et en évaluer la pertinence et l’ergonomie.

MARINS intègre de puissantes fonctionnalités d’enregistrement des expérimentations : données de scenario mais aussi données physiologiques des intervenants tels que rythme cardiaque, dilatation des pupilles…

Le risque cyber porte également sur les systèmes et leur intégrité mais aussi sur les effets d’une attaque dans la conduite d’une installation. Le pilote et les autres membres d’équipage sont confrontés à des informations altérées, voire faussées. La réaction humaine est une composante essentielle des parades aux attaques, alors que les membres d’équipage ont, ou n’ont pas, conscience de la situation. Sur ce point, MARINS est un équipement tout à fait original comme outil de recherche qui offre la possibilité de confronter des opérateurs à une cyber-attaque sur un système maritime impliquant plusieurs navires et d’en évaluer les effets en action. Un ensemble de dysfonctionnements, de cyberattaques et d’anomalies peut être déclenché depuis le poste instructeur pour compromettre la disponibilité ou l’intégrité des données fournies par chaque sous-système. Il peut s’agir par exemple de brouillage GPS, d’usurpation AIS, d’intrusion dans le réseau, d’altération des informations de conduite…

MARINS intègre de puissantes fonctionnalités d’enregistrement des expérimentations : données de scenario, actions effectuées, réponses du navire en association avec la vidéo de la passerelle, données physiologiques des intervenants tels que rythme cardiaque, dilatation des pupilles… La superposition de ces traces offre une vision multidimensionnelle de ce qui s’est joué, en rapprochant l’humain de la situation qu’il a vécue et des actions qu’il a effectuées. Cette vision enrichie ouvre de vastes perspectives de recherche et d’avancées dans la connaissance des facteurs humains et la réponse à des situations complexes.

fiche technique du SIMULATEUR DE NAVIGATION ET DE RECHERCHE MARINS

L’équipement de simulation de navigation de navires et de recherches MARINS installé à l’ENSM du Havre abrite le simulateur « Mistral 4000 Simulation live System » fabriqué par la société italienne 5Ks.

UIl comprend, un poste de commande instructeur relié à deux passerelles de navigation, indépendantes ou interconnectées, qui mettent en oeuvre l’ensemble des équipements électroniques d’une passerelle de navigation intégrée et permettent la simulation intégrale de la navigation et de la manoeuvre assistée par :

• Deux Radar (Radar Decca – ARPA – Bridge Master E et un radar Generic – ARPA)
• Un récepteur GPS (W-GPS Diffential)
• Un ECDIS (SIMRAD ECDIS900 – ECDIS)
• L’AIS (un émetteur/récepteur AIS)
• Le GMDSS (un récepteur IMMARSAT A-B-C– UHF – VHF)
• Un récepteur Navtex
• Un récepteur EPIRB (SAR direction Finder)
• Un écho-sondeur
• Un loch doppler,
• Des jumelles asservies en gisement (optique et de vision nocturne)
• Ainsi que les équipements de conduite :
               › commande de barre (une / deux)
               › un pilote automatique (avec commande de barre synchronisée ou indépendantes)
               › une commande de réglage de la propulsion du navire (RPM ou pas d’hélice) (un ou
                 deux moteurs), une ou deux hélices (CPP ou FPP)
• et de sécurité:
               › un récepteur EPC (alarmes Incendie, défaut de puissance)

un simulateur multi dimensions

– Dans sa dimension « simulateur de recherche » l’équipement MARINS et ses puissantes capacités d’enregistrement de data, de vidéo et de replay offrent la possibilité d’étudier le facteur humain, de simuler des dysfonctionnements des équipements pour cause de panne ou d’attaque cyber, d’intégrer et de simuler le fonctionnement d’équipements en cours de développement, mettant en oeuvre des technologies innovantes afin de mesurer la conformité de l’aptitude des équipements à répondre aux exigences des conditions d’un fonctionnement embarqué, et de mettre en évidence les plus-values obtenues.

Dans sa dimension « simulateur de navigation », les différentes capacités techniques du simulateur MARINS autorisent, des scénarios de navigation en haute mer jusque dans les eaux côtières, encombrées ou portuaires, reprenant des mises en situation réelles et complexes autant que des situations d’urgence, dans des conditions environnementales évolutives et impliquant tous les différents types de navires de commerce dont certains ont recours à l’assistance de remorqueurs

TÉMOIGNAGES

Pierre Ferrant
Président de la commission de la Recherche
« Tout comme l’ensemble de notre industrie, le monde maritime, d’importance stratégique, est en pleine évolution pour faire face aux enjeux de la transition énergétique et à l’explosion des usages du numérique. L’élaboration de réponses pertinentes à ces défis doit impérativement tenir compte des spécificités du secteur maritime. La recherche en sciences et ingénierie marines a ainsi un rôle majeur à jouer dans la levée des verrous scientifiques et technologiques et dans la diffusion de ces avancées vers les acteurs de l’économie maritime. La plateforme MARINS est un équipement original dédié à la recherche sur lequel vont pouvoir s’appuyer les travaux des équipes de l’ENSM. Dans le domaine de la cyber sécurité, la possibilité de simuler une attaque sur des systèmes permet d’en mesurer les conséquences sur la conduite d’un navire ainsi que les impacts sur la sécurité nautique et environnementale. Au-delà, cette plateforme permettra d’élaborer et de tester en situation des pratiques et méthodes de réponse à une attaque mais aussi des équipements adaptés à ces menaces. L’ENSM avec ses équipes et plateformes technologiques renforce ses capacités de recherche et d’innovation pour accompagner les acteurs du monde maritime face à ces enjeux. »

Aude Charbonnel
Professeur en sciences nautiques
« MARINS est une plateforme de simulation et de recherche collaborative mise en place à l’ENSM. Son objectif est à la fois simple et ambitieux : faire travailler en synergie des laboratoires de recherche, des industriels et des professionnels de la mer (enseignants, navigants, étudiants) sur les problématiques techniques et humaines relatives à la conduite des navires. Cette synergie se fait au plus près des réalités grâce à un simulateur de navigation dédié à la recherche et grâce à l’expertise métier de l’ENSM dans la conception, la conduite et l’analyse des simulations. La structure technique Le simulateur MARINS (Maritime Research In Navigation System) est un simulateur de navigation de l’industriel 5KS ; il est équipé de deux passerelles de navigation et d’un centre de contrôle qui permet de superviser les deux passerelles et d’extraire à posteriori, pour analyse, un certain nombres de paramètres Il permet de tester en milieu immersif autant les réactions des navigants que des procédures ou des équipements, et cela dans une démarche d’innovation. Cet outil unique en France s’inscrit dans le projet « Le Havre Smart port City », lauréat du 3e programme d’investissement d’avenir de l’état « Territoire d’innovation ». Actuellement, deux grandes thématiques sont à l’étude sur MARINS : la cybersécurité et l’hypovigilance. »

Jean-Pierre Clostermann
Ancien enseignant ENSM, concepteur du projet
« Le centre de recherche de l’ENSM était prévu dès 2012 dans les plans du bâtiment du quai Frissard. La taille des promotions augmentant, il a fallu dédier l’emplacement prévu à la simulation de formation des étudiants et penser à une installation supplémentaire spécifique. MARINS est né de cette reconfiguration. La Région Normandie et sa volonté de doter l’école d’un outil de recherche performant, ainsi que La CODAH, au travers du projet SMART PORT CITY, ont été les partenaires attentionnés et fiables de cette aventure. MARINS est aujourd’hui en activité et permet aux étudiants de participer et prendre goût à la recherche. Aujourd’hui, l’évolution des méthodes et de la technologie est si rapide que l’enseignement doit s’appuyer sur la recherche pour rester en phase avec l’actualité du métier. La prochaine étape sera de démocratiser la recherche à l’ENSM en encourageant la participation active des instructeurs sur simulateur pour créer une symbiose formation-recherche, particulièrement facile du fait de la proximité des simulateurs de formation, permettant d’une part l’ouverture d’esprit des étudiants et d’autre part des expérimentations crédibles du fait de cohortes conséquentes ».

Claire Giot
Chercheure ENSM
« Le laboratoire COMETE-INSERM réalise en partenariat avec l’ENSM un projet qui vise à évaluer et restaurer la vigilance des officiers de quart sur la passerelle (le poste de pilotage) du navire de commerce afin de prévenir les risques d’accidents liés à l’hypovigilance. L’expérimentation que nous avons menée sur le simulateur de navigation MARINS visait à déterminer parmi des variables physiologiques celles qui prédisent au mieux les états de vigilance responsables des baisses de performance des officiers. Des élèves-officiers volontaires ont été testés après une nuit normale et en situation de privation de sommeil. Les scénarios présentés sur le simulateur proposaient aussi bien des passages de navigation complexes, par exemple de type « anticollision », que des passages monotones ainsi que des évènements de type cyber-attaque. L’utilisation d’un simulateur nous a permis d’étudier en toute sécurité les réactions des officiers de quart dans diverses situations créées pour modifier leur niveau de vigilance. »

Francis Vanoosten
Expert maritime
« Je suis intervenu sur la plateforme expérimentale de recherche MARINS pour deux missions. Dans le cadre de l’expérimentation sur la vigilance du marin (Thèse réalisée par Claire GIOT), j’ai créé des scénario avec des simulations de panne du système de navigation et des attaques de cyber sécurité pour une dizaine de séances. J’ai observé et évalué la capacité de réaction des étudiants volontaires à faire face à des situations complexes lors des séances avec ou sans privation de sommeil. – Dans le cadre du projet collaboratif E PANEMA soutenu par l’ADEME, je suis titulaire du marché public qui a pour objet l’intégration de briques industrielles dans la plateforme Marins. Ces briques industrielles permettent d’améliorer fortement la sécurité de la navigation et d’offrir une meilleure protection de l’environnement par une diminution des collisions et une aide à la décision. La plateforme permet de tester les briques avant leur intégration industrielle à bord et de mettre en évidence les plus-values obtenues. Cette plateforme permet au plus proche des conditions réelles de tester préalablement à la commercialisation des outils innovants. »

 

LA RECHERCHE À L’ENSM

« De même qu’il n’y a pas d’enseignement supérieur, sans recherche, il ne peut pas y avoir d’accompagnement des acteurs du maritime sans recherche. L’accélération technologique, le développement numérique, les nouvelles règles environnementales, l’engagement sociétal des armateurs et de tous les industriels du secteur justifient les deux axes forts de la recherche à l’ENSM centrés sur les risques maritimes et l’efficience énergétique. Dominique Follut, qui vient de prendre les fonctions de directeur de la recherche, rassemble une équipe d’enseignants et de chercheurs mobilisés autour de ces sujets à l‘ENSM sur l’ensemble des quatre sites : Marseille, Nantes, Saint Malo et Le Havre. Le MARINS Reaserch Center ou plateforme « MARINS » est un outil précieux pour développer des expérimentations avec les acteurs du monde maritime sur tous les sujets touchant à la sécurité et à la sûreté en mer, des cyber-attaques à la fatigue du chef de quart. Composée de deux passerelles intégrées, ouvertes et adaptables, la plateforme MARINS permet de mimer le navire du futur. Je remercie la Région Normandie pour son soutien et le Smart Port City pour sa reconnaissance. Merci à tous les acteurs qui ont permis la mise en place et le développement de cette plateforme »
Caroline Grégoire, Directrice générale de l’ENSM

Pour plus d’informations :
Contact : Dominique Follut
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