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La présence de 4000 passagers à bord d'un navire de croisière nécessite, à l'établissement des plans, des études poussées non seulement des mouvements de foule à l'embarquement afin de dimensionner les accès en conséquence, mais aussi de l'évaluation du temps nécessaire à l'évacuation, et de la prévention des risques de bousculade et de panique. Cet aspect primordial de la sécurité nous a incités à publier, en raison de son intérêt technique et sans intention publicitaire, la philosophie du logiciel ODIGO créé par la société PRINCIPIA R&D, que nous remercions ici pour son aimable concours.
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Les navires de croisière accueillent de plus en plus de passagers. Tant le chantier naval que l'armateur doivent prendre en compte les mouvements de foule à bord pour optimiser la conception du navire aussi bien pour les procédures d'urgence que pour l'opération du navire.
ODIGO est un outil logiciel original et puissant, fondé sur la méthode multi-agent, qui offre à l'utilisateur des fonctions complètes et intégrées pour simuler les mouvements de foule à bord des navires. Il inclut un pré-traitement, un moteur de simulation et un post-traitement intégrés dans un même outil. Il permet à la fois de vérifier et d'optimiser une conception vis-à-vis des règlements.
Le moteur de simulation, qui utilise une méthode multi-agent hybride réactive/cognitive, fonctionne avec une maîtrise du temps par pas de temps. A chaque pas de temps, tous les agents décident une action à partir de leurs connaissances (expertise), de leur perception de l'environnement (croyances) et des objectifs qu'ils se sont fixés (buts). Un superviseur est en charge de l'exécution des actions des agents avec gestion éventuelle des conflits. Ce logiciel permet de modéliser la géométrie du navire, la population et des scénarios fondés sur l'occurrence d'événements.
Schéma de principe d'un agent ODIGO
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Les résultats présentés par ODIGO sont à la fois quantitatifs (temps nécessaires aux trajets, densité de passagers dans une zone donnée, flux au travers de portes…) et qualitatifs (repérage des goulots d'étranglement, choix des routes par les passagers…).
Le développement de cet outil a été initié dans le cadre d'un projet de R&D, partiellement financé par le Ministère de l'Industrie, dont les principaux partenaires étaient Principia Marine, les Chantiers de l'Atlantique et le Bureau Véritas. Le logiciel a été entièrement développé dans le cadre du projet et ne dépend que des libraires graphiques utilisées pour les pré et post-traitements (QT et VTK). Ces librairies graphiques sont disponibles pour les environnements UNIX et Windows, ce qui assure la portabilité du produit qui cependant n'est actuellement disponible que sous l'environnement Windows. Ce projet a débuté en 2000 et la première version de démonstration a été mise à disposition en 2003. La version industrielle actuellement disponible a été finalisée en 2004. L'effort consenti pour mener ce projet à son terme est de l'ordre de 600 jours-ingénieurs.
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Les outils de simulation du comportement humain doivent prendre en compte son caractère aléatoire (affectation des caractéristiques aux agents, distribution spatiale des agents…). Ainsi, deux simulations utilisant un même jeu de données ne doivent pas fournir exactement le même résultat. C'est la raison pour laquelle une étude industrielle comporte toujours plusieurs simulations d'une même configuration et seules des valeurs statistiques (minima, maxima, moyennes et écarts types) sont analysées en post-traitement.
La validation de tels outils pose toujours un problème. Une directive de l'OMI (Organisation Maritime Internationale) recommande des tests conçus pour les valider. ODIGO a passé avec succès ces onze tests.
L'utilisation actuelle de ODIGO concerne la simulation de l'évacuation des navires. Cependant, il peut aussi être utilisé pour simuler d'autres situations dans lesquelles les mouvements de foule à bord sont critiques (embarquement/débarquement, sortie des salles de spectacle…). Son architecture permet de représenter la géométrie de n'importe quel type de lieu public et d'adapter l'attitude des agents en introduisant de nouveaux modèles de comportement.
Etudes industrielles
Le logiciel ODIGO est actuellement installé dans des bureaux d'étude des Chantiers de l'Atlantique à Saint-Nazaire. Il est principalement utilisé par les architectes navals et par le personnel du service projet en charge de la sécurité à bord.
Deux études principales, réalisées avec ODIGO, peuvent être citées.
Evacuation du Queen Mary 2
Cette étude, réalisée pour la Cunard (armateur du Queen Mary 2), visait à démontrer l'intérêt de l'utilisation d'un outil de simulation de l'évacuation dans le cadre d'un projet de grand navire de croisière transatlantique. L'étude a consisté à étudier séparément le rassemblement des passagers au pont d'embarquement (en ne modélisant que la tranche la plus critique) et l'embarquement dans les canots de sauvetage. La phase de rassemblement a été simulée sur un cas d'évacuation de nuit et un cas de jour.
Rassemblement de jour :
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Position des passagers au départ
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Cheminements empruntés
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Embarquement de jour :
Position des passagers au départ
Cheminements empruntés
Cette étude a permis de démontrer, outre le bien fondé de l'approche par simulation, que les délais d'évacuation du navire offraient une importante marge de sécurité par rapport aux obligations réglementaires.
Optimisation des largeurs d'escalier à bord du Queen Mary 2
Cette étude, réalisée dans le cadre du projet de R&D européen INTERSHIP, visait à démontrer que des largeurs d'escalier imposées par les règlements pouvaient être réduites (et donc gagner de la place à bord) tout en respectant les limites réglementaires en matière de temps d'évacuation.
La diminution des largeurs d'escalier dans les ponts supérieurs a augmenté, comme il était prévisible, le temps d’évacuation de ces ponts, et leur évacuation s'est ainsi trouvée ralentie. Mais le fait de retenir les passagers des ponts supérieurs plus longtemps évite qu'ils ne se présentent trop rapidement dans des embouteillages se produisant à l'entrée des zones de rassemblement. Le temps d'évacuation total, au lieu de se trouver augmenté, se trouve même légèrement réduit. Aucune formule réglementaire n'est aujourd'hui en mesure de représenter ce constat que seul un logiciel de simulation peut mettre en évidence.
Modèle de la zone incendie 4 augmentée d'une partie de la zone incendie 5
