Monsieur de La Palisse ne renierait pas cette tautologie ouverte à tout vent : le calcul du vent réel dépend d’une bonne mesure du vent apparent. En la matière, les équipes de la Coupe de l’America, très cosmopolites, ont plusieurs longueurs d’avance mais la communication s’avère assez étanche avec l’univers de la course au large en solitaire, plutôt franco-français (même si les Anglais y sont bien revenus).

 

N’étant pas impliqué dans la « Cup » comme peut l’être une compagnie anglo-saxonne beaucoup plus développée à l’international, en l’occurrence le Britannique B&G – qui équipe aussi la totalité de la flotte de la Volvo Ocean Race et qui est l’une des divisions de Navico, le leader mondial de l’électronique maritime grand public avec l’américain Raymarine – le petit poucet NKE (même s’il se développe à l’export, disons Astérix face aux légions anglo-saxonnes JJJ) est parti sinon d’une page blanche du moins d’un corpus nettement moins fourni que celui dont dispose son concurrent anglais.

 

Pour la réalisation du nouveau système de pilote NKE, les démarches avaient ainsi commencé il y a six ans, le programme de Recherche & développement avait été défini voici quatre ans et la réalisation a réellement débuté trois ans avant le Vendée Globe avec la fabrication du nouveau processeur, l’intégration de la centrale inertielle et la rénovation du capteur vent, c’est-à-dire de la girouette-anémomètre. J’ai raconté dans l’épisode 2 que cela avait duré jusqu’au dernier moment ou presque aux Sables d’Olonne.

 

C’était d’ailleurs le cas chez B&G qui a lui aussi fait un bond technologique, notamment en matière de débruitage du vent et d’augmentation de la réactivité du système de pilote H 3000. La société britannique livrait encore des éléments à la veille (ce n’est pas une formule !) du départ du Vendée Globe (voir l’épisode 1 pour les statistiques des deux marques dans la course), notamment à Sébastien Josse (l’un des pilotes d’essai maison) et à Loïck Peyron. On a vu enfin que le développement n’est pas terminé, les équipes les plus avancées réalisant sans cesse des programmes informatiques maison (voir l’épisode 3), par exemple celle de Jean-Pierre Dick pour nourrir le processeur de ses pilotes B&G.

 

 

 

Sébastien Josse sur BT est l’un des coureurs qui ont le plus contribué au développement du système de pilote de B&G pour le Vendée Globe, B&G dominant le marché international de la régate et de la course au large en équipage. Leader historique dans le domaine des pilotes automatiques intelligents, NKE est l’une des très rares entreprises françaises d’électronique à défier les géants anglo-saxons (© BT Team Ellen / Bernard Gergaud / SeaSailSurf).

 

 

 

À 7 Hz, la girouette-anémomètre NKE n’était plus assez rapide pour alimenter le calculateur à une cadence suffisamment élevée. Le nouveau capteur délivre du 25 Hz soit 25 données brutes par seconde (la fréquence varie sur le bus selon la charge de celui-ci – plus il y a de capteurs et d’afficheurs plus l’information circule lentement – mais un canal rapide pour le vent garantissait du 7 Hz dans la génération précédente du Vendée Globe 2004-2005). Si toute l’électronique qui s’y trouve a été changée, il ne se distingue extérieurement du précédent que par quelques détails tels que des godets plus écartés sur l’anémomètre.

 

Afin d’assurer la précision indispensable dans la mesure de la vitesse du vent apparent (donc dans le calcul du vent réel), l’anémo a fait l’objet de recherches poussées sur les roulements et sur l’huile. Même chose pour la partie girouette où les valeurs angulaires sont désormais mesurées par ce capteur haute résolution et lues au dixième de degré sur les afficheurs eux aussi en haute résolution (pour assurer une précision d’un degré, il faut bien intégrer les dixièmes dans le calcul de la moyenne).

 

La fréquence de 25 Hz est garantie pour le capteur vent sur un canal prioritaire et synchronisée de façon à ce que le processeur reçoive bien des informations de vitesse, d’accélération et de giration du bateau d’une part, d’angle et de vitesse du vent d’autre part, qui soient toutes celles du même instant « t » afin que les calculs soient basés sur des paramètres fiables et que les corrections envoyées au vérin par le calculateur soient pertinentes.

 

 

 

Le nouveau capteur Anémo-girouette HR (pour Haute résolution) – ici dans sa version Carbowind placé à 110 centimètres au-dessus de la tête de mât – a été l’objet de recherches poussées sur la forme des godets de l’anémomètre et sur l’huile employée, afin de garantir une mesure fiable de la vitesse du vent apparent dès 2 noeuds, avec une résolution de 0,2 noeuds, et de l’angle avec une résolution de 0,1° (© NKE).

 

 

 

Comme on l’a déjà vu, l’intelligence du pilote est désormais intégrée au nouveau processeur. Le calculateur du Gyropilot 2, tel qu’il avait été lancé pour le Vendée Globe 2004-2005, est bien conservé à bord mais il est asservi au Processor HR qui calcule et diffuse à 25 Hz les consignes de barre au calculateur du Gyropilot 2 réglé en mode Barre. Alors qu’il était considéré il y a seulement quatre ans comme le calculateur de référence et qu’il était déjà qualifié « d’intelligent » (tel que l’avait été son grand frère, celui du Gyropilot né en 1994), le calculateur du Gyropilot 2 n’a plus qu’un rôle d’actionneur du vérin : il transmet la consigne d’angle de barre, la mesure de ce même angle et celle de la consommation électrique.

 

Celle-ci est deux à trois fois inférieure grâce au vent débruité et aux coups de barre donnés à bon escient. Les utilisateurs du Gyropilot traditionnel savent combien le réglage du gain supérieur ou égal à 4 qui enclenche le gyromètre se traduit par une hausse importante de l’activité du vérin et de la consommation. Avec le nouveau système de pilote, le réglage du gain ne concerne plus la réactivité mais la quantité d’angle de barre (exemple : avec un vent mal débruité, le calculateur pouvait estimer la correction nécessaire à 2° mais il s’avérait aussitôt qu’elle était en réalité de 4° d’où la remise en route du vérin mais avec un temps de retard et ainsi de suite…).

 

Le vérin est ainsi beaucoup moins sollicité et son activité réduite diminue d’autant la demande d’ampères. Dans le cas de vérins hydrauliques (les plus utilisés, parce que les plus puissants et les plus fiables), la pompe hydraulique, alimentée électriquement n’est ainsi démarrée par le système que lorsque le besoin le justifie (il y a aussi à bord des vérins électriques qui ont un temps de réaction un peu plus rapide et laissent la barre plus douce quand le pilote est en stand-by).

 

 

 

Les utilisateurs du Gyropilot traditionnel savent combien le réglage du gain est essentiel pour les performances, lorsque le gyromètre est enclenché à partir du niveau 4. Cela accroît considérablement la consommation électrique (© Olivier Chapuis).

 

 

 

Je l’ai évoqué pour les logiciels : tout est enregistré pour être analysé et cela fait beaucoup de données puisque à 25 Hz, le journal des données (Data log) compte 25 lignes par seconde. Cela fait beaucoup sur un Vendée Globe même si une mémoire morte de 16 Go suffit, soit avec une clé USB soit avec des mémoires flashes plus fiables. D’autant plus que le journal compte autant de colonnes que de canaux sur le bus, lequel peut en accumuler… une bonne soixantaine !

 

Autant dire que le débriefing peut s’avérer fastidieux, si bien qu’un programme de compression est mis au point pour ne produire l’enregistrement qu’à 1 Hz. C’est amplement suffisant pour analyser le comportement du système de pilote, au moins en manuel sur un tableau Excel, à moins d’utiliser un programme d’analyse. Ces enregistrements permettent aux équipes les plus performantes (comme Mer agitée pour Michel Desjoyeaux) de prévoir leurs propres développements. Ils permettent aussi de faire remonter à NKE les problèmes survenus.

 

 

 

Michel Desjoyeaux est l’un de ceux qui ont fait progresser NKE depuis quinze ans. Notez ici le boîtier Gyropilot Graphic fixé à plat-pont devant le poste de barre et à droite le répétiteur de la centrale de navigation, de type TL 25 ou Jumbo, qui est monté d’une façon originale sans incrustation dans une cloison (© NKE).

 

 

 

Cependant, le véritable problème est bien de prendre le temps – donc l’argent – de mettre les compétences adéquates au service de l’analyse pertinente de cette masse de données ! Le plus simple et le plus fiable pour être sûr que ces données seront effectivement exploitées est l’analyse en temps réel. Mais cela nécessite de développer les programmes adéquats (si des ingénieurs peuvent s’y consacrer sur une Coupe de l’America ce n’est évidemment pas le cas en solitaire !) et demande encore plus de moyens.

 

Même s’il n’est pas le seul (comme je l’ai déjà indiqué, j’aurais pu parler des progrès également importants qui ont été réalisés chez le concurrent B&G et par d’autres industriels ou artisans mais le choix était de parler du bateau vainqueur), le nouveau système de pilote NKE permet de pousser les bateaux plus loin en solitaire. En guise de point final à ce feuilleton, disons qu’à ce jeu là, Michel Desjoyeaux est le virtuose ayant su le mieux exploiter ce nouvel instrument… à vent.

 

O.C.