Brève histoire des instruments de navigation - Partie 3

Les systèmes d'instruments de navigation mis au point à la fin des années 90 étaient très efficaces. Le WTP de Sailmath avait ouvert la voie, atteignant des niveaux de précision et de réactivité inédits, en utilisant des gyromètres pour corriger les erreurs de mesure de vitesse et d'angle du vent dues au tangage et au roulis du bateau (voir la Partie 2).

Les avancées ne se sont pas arrêtées là ; les bateaux étant de plus en plus rapides, la demande en matière d'optimisation de la vitesse et des taux de mise à jour, d'amélioration de la clarté, de la rapidité et de la résolution des écrans, d'accroissement de la flexibilité d'expansion et d'augmentation de la précision grâce à de meilleurs capteurs et étalonnages ne cessait de croître. Au début du nouveau millénaire, les innovations se sont multipliées dans tous ces domaines, que ce soit grâce à des fabricants établis, des start-ups, des amateurs ou des équipes de voile professionnelles, comme cela a toujours été le cas.

Les nouveaux systèmes hautes performances développés dans les années 2000 reposaient fortement sur les progrès de l'informatique classique. Le matériel est devenu plus puissant, les protocoles de communication ont été améliorés et les systèmes sont devenus beaucoup plus flexibles. Il est devenu possible de connecter de plus en plus de capteurs différents, et les utilisateurs ont pu développer des algorithmes sur mesure pour lire ou étalonner les capteurs et manipuler les données. Cela a permis le calcul de nouvelles fonctions de données entièrement intégrées au système.

« Un redéveloppement du système WTP a été lancé en 2004 avec la migration du CPU vers le système d'exploitation Windows CE : le WTP2 », a expliqué Graeme Winn, de Sailmath. « Sailmath a été vendu à B&G en 2004 ; j'ai rejoint BMW Oracle et participé au développement. Un simple système avec réseau et DLL est devenu une plate-forme ultra flexible, compatible avec le développement sur mesure nécessaire à la coupe de l'America. » Le fait que B&G soit propriétaire du WTP2 a également permis d'utiliser du matériel inédit et d'améliorer l'intégration aux écrans de la société via le bus de communication Fastnet.

Cependant, de nouveaux acteurs apparaissaient constamment sur le marché, et les personnes et les sociétés impliquées dans les instruments de voile au cours des dernières décennies ont tissé un arbre généalogique complexe. Outre les joueurs déjà mentionnés qui sont encore en activité aujourd'hui, comme NKE, Ockam ou Signet, nous pouvons mentionner TackTick, un système sans fil innovant lancé en 1997 par les développeurs britanniques Clive et Mark Johnson.

TackTick a été vendu à Sunnto en 2009 avant d'être transmis à Raymarine deux ans plus tard. La société Raymarine a été rachetée par les cadres de la division marine de Raytheon en 2006 (n'oubliez pas que Raytheon a acquis Kiwitech) et produit actuellement une large gamme d'instruments d'électronique marine. N'oublions pas la multinationale technologique américaine Garmin, qui a acquis Nexus (issue de la division électronique marine de Silva) pour accéder au marché.

Dans le domaine de la haute performance, c'est l'équipe de la coupe de l'America espagnole qui a acheté le tout premier WTP en 1995. Cet intérêt a finalement entraîné le développement du système d'instruments Racing Bravo sur du matériel similaire. Alinghi a utilisé les systèmes Bravo pour remporter la coupe de l'America en 2007, tout comme Oracle en 2010. À l'heure actuelle, FaRo Advanced Systems poursuit la tradition espagnole en matière d'instruments de voile, tandis qu'au Danemark (où était auparavant installée la société DanaPlus), Kalle Coster a lancé Sailmon en 2014.

Les technologies de capteur ont également fait l'objet de développements continus, en particulier en termes de mesure de deux des quatre données fondamentales essentielles à tout bateau de course : la vitesse du bateau et le cap (les deux autres étant la vitesse et l'angle du vent).

Robert Hopkins a installé un loch de vitesse Doppler (DVL) Nortek à bord du TP52 Caixa Galicia pour répondre aux besoins essentiels, puis sur PUMA pour la Volvo Ocean Race 2011-12. Ce capteur sophistiqué a permis de mesurer le débit d'eau en trois dimensions à différentes distances de la sonde. Je pense que c'était la première fois que la dérive a été mesurée avec un tel degré de précision en temps réel. L'équipe britannique INEOS est allée encore plus loin lors de ses essais pour la coupe de l'America de 2021 et a installé une version plus récente du même capteur sur un AC75. C'est la première fois que le débit d'eau en 3D a été mesuré autour des ailes portantes de ces bateaux participant à la coupe.

Les progrès des accéléromètres, des capteurs de rotation, des systèmes de navigation inertielle, sans oublier le GPS, ont continué de révolutionner la mesure du cap et du mouvement spatial du yacht. Ces nouveaux capteurs ont permis d'éliminer de nombreuses erreurs dynamiques des systèmes d'instruments, à savoir les pics observés dans l'évolution de la direction et la vitesse du vent pendant les virements de bord et les empannages. N'oublions pas l'amélioration remarquable des prévisions et des données issues des applications tactiques et de démarrage.

Lorsque l'on tient compte de toute cette activité, il peut sembler surprenant que l'anémomètre traditionnel à girouette et coupelle continue d'être la méthode privilégiée de mesure du vent. Il existe des capteurs à semi-conducteurs, notamment ceux fabriqués par la société de Mike Gill, ancien ingénieur chez B&G (Gill Instruments), mais leur intégration difficile, leur poids et leur fardage semblent avoir découragé leur utilisation. Il faudra peut-être modifier la règle de la coupe de l'America qui interdit le recours à la technologie Lidar et à la détection de la direction du vent à distance pour réellement stimuler l'innovation dans ce domaine.

La détection de charge a gagné en robustesse et est désormais disponible en version sans fil ; elle est donc beaucoup utilisée sur l'ensemble du bateau. Au cours des années 80, Diverse était le principal moteur de ce secteur, mais la concurrence est venue de sociétés comme les spécialistes de la fibre optique Pixel sur Mer ou Cyclops Marine avec leur gamme de capteurs de charge Bluetooth Smarttune et Smartlink. Les codeurs rotatifs et linéaires numériques ont également permis de mesurer les paramètres de voile et d'aile portante avec une précision et une fiabilité accrues.

Tout cela a permis d'obtenir une image beaucoup plus détaillée et précise des performances du bateau. Sans surprise, les progiciels d'analyse de données se sont améliorés pour tirer parti de toutes ces informations. La société SailingPerformance de Cyrille Douillet, née après la coupe de l'America de 2007, propose maintenant un ensemble complet d'outils d'analyse, ainsi qu'une assistance spécialisée à ceux qui en ont besoin.

La détection de charge a gagné en robustesse et est désormais disponible en version sans fil ; elle est donc beaucoup utilisée sur l'ensemble du bateau. Au cours des années 80, Diverse était le principal moteur de ce secteur, mais la concurrence est venue de sociétés comme les spécialistes de la fibre optique Pixel sur Mer ou Cyclops Marine avec leur gamme de capteurs de charge Bluetooth Smarttune et Smartlink. Les codeurs rotatifs et linéaires numériques ont également permis de mesurer les paramètres de voile et d'aile portante avec une précision et une fiabilité accrues.

Tout cela a permis d'obtenir une image beaucoup plus détaillée et précise des performances du bateau. Sans surprise, les progiciels d'analyse de données se sont améliorés pour tirer parti de toutes ces informations. La société SailingPerformance de Cyrille Douillet, née après la coupe de l'America de 2007, propose maintenant un ensemble complet d'outils d'analyse, ainsi qu'une assistance spécialisée à ceux qui en ont besoin.

Pendant ce temps, le WTP2 de B&G est devenu le WTP3, un système ouvert, incroyablement rapide et dynamique, doté de modules d'acquisition de données série et analogiques qui permettent une expansion presque illimitée. Il est intéressant de noter que les développements menés à bien dans le cadre de la coupe de l'America, véritable point de départ de cette frénésie de développement avec Dick McCurdy dans les années 70, signifient que même ce niveau de performance et de flexibilité peut désormais s'avérer insuffisant pour les équipes participant à la coupe.

Les bateaux sont de plus en plus rapides et complexes, mais le match de Deed of Gift de la coupe de l'America de 2010 (et la transition vers les bateaux à ailes portantes qui a suivi) a fait grimper les exigences pour participer la coupe de l'America. Nous en sommes maintenant au point où même les systèmes d'instruments commerciaux les plus performants pourraient laisser à désirer dans certains domaines. Heureusement (ou pas, selon votre point de vue), les budgets des différentes équipes ont augmenté proportionnellement aux performances des bateaux et une partie de ces ressources ont été investies dans la production de systèmes d'instruments dédiés, conçus de A à Z par l'équipe.

Les changements dans le monde de l'informatique ont rendu cette approche beaucoup plus viable. Grâce au développement de langages de programmation, à l'accessibilité des routines Open Source et à la disponibilité des DLL, les applications peuvent être créées beaucoup plus rapidement et facilement que par le passé. En conséquence, il arrive aujourd'hui fréquemment qu'une équipe de la coupe parte d'une feuille de papier vierge et élabore son propre système matériel et logiciel en fonction des spécifications recherchées, exactement comme Dick McCurdy en 1970.

Jusqu'à présent, les projets qui ont été transférés dans le monde réel sont peu nombreux, mais je ne peux pas m'empêcher de penser que cette situation va changer. Au fil du temps, les instruments de navigation à voile continueront de progresser tandis que des innovations filtreront de la coupe et d'autres équipes professionnelles vers le grand public. En outre, il reste encore de nombreux problèmes fondamentaux à résoudre ; le cisaillement du vent et le profil vertical restent impossibles à mesurer et aucun système de visualisation des voiles en temps réel accessible à des utilisateurs autres que les équipes professionnelles bien financées n'existe pour le moment. Il y a encore beaucoup à faire et nous nous réjouissons de l'ouverture d'une nouvelle décennie qui s'avérera indubitablement passionnante dans le domaine des instruments de navigation.