Le radar est un équipement fondamental à bord d’un voilier, utile pour connaître les éléments environnants fixes ou mobiles comme les bouées, les récifs ou d’autres bateaux, et ainsi éviter les collisions. Il permet également de se positionner et de connaître l’allure de déplacement du bateau. Le principe est simple : l’émetteur RADAR envoie des impulsions d’onde radio qui se réfléchissent sur l’objet ; ensuite, l’onde réfléchie est captée par le récepteur RADAR qui détermine, en fonction de cette onde réfléchie, la position et/ou la vitesse de l’objet détecté. La position est estimée grâce au temps de retour du signal qui indique la distance, et la position angulaire de l’antenne. La vitesse est mesurée à partir du changement de fréquence du signal.
La performance d'un radar dépend de l'appareil lui-même et de sa hauteur sur le bateau. La bonne utilisation d’un radar demande un peu d’entraînement dans l’interprétation des signaux, car l’image radar n’est pas une photo prise de haut montrant le bateau et le milieu dans lequel il navigue. Pour des bateaux de plaisance, des voiliers et des petits navires de pêche, on opte généralement pour un radar radôme.
Les technologies radar et leur impact énergétique
Un système radar comporte un émetteur d’ondes, une ou plusieurs antennes, un récepteur et une interface. Les antennes des radars marins tournent, que ce soit au grand air ou sous un radôme. La largeur de l’antenne influence très fortement la définition.
Le magnétron du radar à impulsion émet des ondes radio sur une gamme de fréquences uniques qui sont diffusées par une antenne tournante sur de très courtes périodes, très répétées, à très forte puissance (jusqu’à 24 kW pour les appareils les plus puissants). Le magnétron doit “chauffer” avant de commencer à émettre et, quand il fonctionne, il génère de la chaleur, dissipée par un radiateur. Plus puissant, le radar à impulsion offre une portée théorique plus importante que celle des modèles Doppler. Cependant, la très courte portée reste le talon d’Achille des radars à Magnétron. En-dessous d’1/2 NM, inutile de compter sur une image facilement interprétable.
Les radars utilisant l’effet Doppler ne sont pas émis par un magnétron mais par des composants semi-conducteurs montés dans l’émetteur. Les radars Doppler émettent quasiment en continu, sur une large gamme de fréquences. Ils ne souffrent d’aucun délai à la mise en marche et leur consommation est beaucoup plus faible que celle des radars à impulsion, en théorie. En pratique, la très large bande de fréquences nécessite l’alimentation d’un processeur pour le traitement de ses signaux.
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Les radars broadband utilisent la technologie FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave), ou ondes continues. Avec ce système, il y a très peu de distorsion. Ainsi, les cibles proches sont clairement affichées sans distorsion et les cibles éloignées sont facilement identifiables. Les radars broadband ne requièrent aucun préchauffage, ce qui est très pratique dans certaines conditions, comme l’apparition soudaine de brouillard.
Bilan énergétique et gestion de l’autonomie
Un bilan d’énergie sert à la fois à dimensionner le parc de batteries et à déterminer quels sont les producteurs d’énergie à mettre en place pour répondre à la consommation d’électricité quotidienne. C’est une étape nécessaire pour mettre en place une installation adaptée aux besoins. Pour réaliser un bilan, il faut commencer par l’inventaire du matériel électrique utilisé en relevant pour chacun la puissance nécessaire à son fonctionnement (ces valeurs sont généralement indiquées sur les appareils et sont exprimées soit en Ampère soit en Watt). Ensuite, l’énergie consommée en est déduite en estimant la durée d’utilisation de chacun des appareils sur une période de 24 heures.
Cette comparaison montre à quel point il est intéressant d’utiliser des appareils basse consommation. Ceci est valable pour toutes les installations autonomes et constitue la première étape d’optimisation de l’installation électrique. Le surcoût occasionné par la mise en place de ces équipements basse consommation sera largement compensé par le fait que l’on n’aura pas besoin de surdimensionner l’installation électrique. Par exemple, les radars à compression d’impulsion sont bien moins gourmands en énergie (20-40 watts) pour obtenir une bonne fiabilité de l’écho.
Si la navigation dure uniquement 24 heures et que le bateau retourne au port, le chargeur de quai assurera ensuite la recharge des batteries. Sinon, il faudra mettre en place des générateurs tels que des éoliennes, des panneaux solaires, utiliser l’alternateur ou un groupe électrogène. Si, au contraire, vous passez plus de temps à naviguer et que vos escales se font en pleine nature, il faut considérer la gestion électrique de votre bateau sous un autre angle. Pour les ordinateurs, il existe des alimentations universelles sur prise allume-cigare 12 V, qui feront l'affaire.
Concernant les panneaux photovoltaïques, les panneaux polycristallins sont moins chers grâce à un coût de production moindre et fonctionnent bien en rayonnement diffus, ce qui est l'un de leurs principaux avantages. Dans des conditions de températures très froides, un panneau photovoltaïque est capable de produire plus que sa puissance nominale. Contrairement aux panneaux photovoltaïques, et aux éoliennes qui exigent un vent relativement soutenu pour produire, la pile à combustible est capable de fournir de l’électricité, quelle que soit la météo, été comme hiver.
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Maintenance et optimisation du système radar
Il faut réviser le radôme après chaque saison et après du mauvais temps. Il arrive fréquemment de découvrir des résidus de sel (la base est percée de trous d’aération, qu’il ne faut pas obstruer, et les embruns y pénètrent). Attention au lavage au jet ou au Karcher, il ne faut jamais viser la base de l’aérien. Nettoyer au pinceau humide, sécher, graisser au silicone, vérifier l’oxydation des nez de connecteurs. Si la dorure est oxydée, enlever les cartes, polir le nez et le connecteur femelle. Vérifier les serrages des borniers sans bloquer, sinon le fil se coupe. L’antenne en circuit imprimé est fragile, elle peut se détruire très rapidement par oxydation. Ne pas serrer les vis qui fendent le plastique, laisser du jeu.
Lors de la mise en route d’un appareil électrique, celui-ci appelle fréquemment une surintensité. Le problème est différent lorsqu’il s’agit de la mise en route d’appareils équipés d’un moteur. Dans ce cas, il s’agit de provoquer une forte impulsion pour lancer le moteur qui correspond à une demande d’intensité pouvant être de 2 à 4 fois la puissance nominale de l’appareil.
Pour le câblage, la Loi d’Ohm implique que les pertes dues à la résistance d’un câble sont Pc (Watt) = Rc x I², où Rc est la résistance du câble. Un condensateur de classe "X" est prévu pour être connecté entre phase et neutre comme anti-parasite ; s’il se coupe, son rôle de filtrage s’annule. Contrairement au régulateur intégré à certains alternateurs, un répartiteur électronique (utilisant la technologie MosFET) va contrôler l’alternateur pour le faire fonctionner selon les cycles de charge (bulk/absorption/float), comme les chargeurs de quai ou solaires de dernière génération.
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