FleetMon dans la recherche : Utilisation des données AIS pour déterminer la puissance du sillage des navires à basse fréquence

FleetMon soutient actuellement le projet de recherche du Dr Alexandra Muscalus du Georgia Institute of Technology ("Georgia Tech") à Atlanta, en Géorgie. Elle utilise les données AIS de FleetMon pour étudier l'impact du sillage des navires à basse fréquence sur les rivages dans le champ lointain.

Alexandra Muscalus vient d'obtenir son doctorat dans le cadre du programme d'océanographie et d'ingénierie de Georgia Tech et envisage de faire carrière dans la recherche en ingénierie côtière. Ses objectifs étaient de déterminer où le sillage des navires à basse fréquence se propageait hors du chenal de navigation, à quelle distance du chenal sa signature hydrodynamique pouvait être détectée et quelle puissance il contribuait aux rivages dans le champ lointain. Le sillage des navires à basse fréquence est important, dit-elle, car il peut causer de l'érosion, poser des risques pour la sécurité publique, endommager les structures côtières et affecter les écosystèmes côtiers qui sont sensibles à l'hydrodynamique.

Résumé du projet

Ce projet suit la propagation du sillage des navires à basse fréquence d'un chenal de navigation dans un système de "champ lointain" de voies d'eau à marée secondaires connectées. Des capteurs de pression et de vitesse sont déployés à la fois dans le canal de navigation principal et dans le réseau éloigné, et les données AIS sont combinées à partir de sources multiples pour créer des trajectoires de navires à haute résolution pour le trafic du canal de navigation. Les trajectoires sont utilisées pour identifier les moments précis où les grands navires passent au-dessus de plusieurs points sources, ou les ruptures dans le canal de navigation qui peuvent permettre au sillage de se propager dans le champ lointain. La théorie des ondes longues linéaires est ensuite appliquée pour prédire le moment où le sillage se propageant le long de divers chemins à travers le réseau devrait atteindre les sites d'instruments dans le champ lointain. Ces prédictions sont comparées aux séries temporelles mesurées pour confirmer quels points sources et quelles voies transmettent effectivement le sillage. L'étude montre que le sillage se propage hors du canal à tous les points sources étudiés et peut se déplacer à au moins 11 km du canal de navigation.

Contexte du projet

Le sillage des navires à basse fréquence, parfois appelé "sillage primaire" ou "rabattement et déferlement", est un effet de sillage semblable à celui d'un mini tsunami, d'une durée de 1 à 3 minutes, produit sur les rivages près des chenaux de navigation. Une étude antérieure de mon travail de doctorat a révélé que le sillage des navires à basse fréquence est la source dominante de puissance hydrodynamique près d'un rivage en érosion rapide le long du canal de navigation dans la rivière Savannah, en Géorgie. Cette étude a également noté que le sillage des navires était la source dominante de puissance sur l'arrière d'une île faisant face au canal de navigation, ce qui implique que les effets du sillage s'étendent au-delà des rives du canal de navigation. Étant donné l'importance relative de la puissance associée au sillage, une étude de suivi a été conçue pour étudier les sources et l'étendue du sillage à basse fréquence des navires se propageant à l'extérieur du canal de navigation.

Quelles données Avez-vous reçu des données de FleetMon ??

J'ai reçu la position, l'heure, la vitesse, les dimensions et les numéros d'identification des navires pendant la période où je collectais les mesures sur le terrain. J'ai combiné les données fournies avec d'autres sources AIS pour produire des traces de navires à très haute résolution. Cela m'a permis de déterminer avec précision le moment où chaque navire est passé au-dessus de chaque "point source", ce qui correspond essentiellement au moment du début du processus de propagation à partir de cette source. L'obtention d'heures de départ précises était essentielle pour réussir à suivre la propagation du sillage dans le réseau de voies navigables à grande distance et à établir un lien entre l'hydrodynamique à grande distance et le trafic maritime dans le canal de navigation.

Quels sont les défis qui se sont posés ?

Initialement, nous nous attendions à un seul point source : une rupture dans le chenal directement adjacent au réseau de voies navigables du champ lointain. Cependant, nos mesures sur le terrain ont montré que le sillage atteignait également le champ lointain à partir de deux points sources supplémentaires, tous deux situés à plusieurs kilomètres en amont/en aval de la rivière, à partir de l'entrée principale du réseau. De plus, le champ lointain étant constitué d'un réseau de voies d'eau connectées, il y avait de multiples chemins de propagation possibles à partir de chaque source. Cela a rendu plus complexe le processus de prédiction du moment où le sillage d'un navire donné atteindrait les instruments de champ lointain. Pour le réseau que nous avons étudié, chaque passage de navire pouvait produire jusqu'à quatre ensembles de sillage dans le champ lointain.

Quelle est la conclusion ?

Le sillage des navires à basse fréquence se propage facilement à partir des ruptures du chenal de navigation et dans un réseau de voies navigables à distance. Il est capable de se déplacer sur au moins 11 km, soit l'étendue spatiale de l'étude, et sa puissance en champ lointain sur le littoral est similaire à celle des courants de marée.

Publication soutenue en partie par une subvention institutionnelle (NA18OAR4170084) accordée au Georgia Sea Grant College Program par le National Sea Grant Office, National Oceanic and Atmospheric Administration, U.S. Department of Commerce. Tous les points de vue, opinions, résultats, conclusions et recommandations exprimés dans ce document sont ceux de l'auteur ou des auteurs et ne reflètent pas nécessairement les opinions du Georgia Sea Grant College Program ou de la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Recherche et développement à FleetMon

Sur FleetMon, nous n'avons pas seulement créé la première base de données de navires au monde, mais nous sommes également passionnés par la recherche et le développement. Nous encourageons les scientifiques, les instituts et les universités à utiliser nos solutions API puissantes et personnalisées et nous leur donnons accès à notre base de données historique des positions des navires.

Fournir des données AIS est incroyablement important pour les projets de recherche dans le monde entier. Nous continuerons à vous tenir informés des recherches menées par Alexandra.