La navigation maritime, qu'elle soit de plaisance ou professionnelle, a été profondément transformée par l'avènement et l'amélioration continue des technologies de positionnement par satellite. Des instruments traditionnels aux systèmes Global Positioning System (GPS) sophistiqués, l'accès à des informations précises sur la position, la vitesse et la direction est devenu fondamental. Il existe aujourd'hui une multitude de solutions pour prendre la position du bateau et en exploiter les traces, permettant aux marins de naviguer avec une efficacité et une sécurité accrues. Comprendre ces technologies, de leurs applications quotidiennes à leurs fonctions les plus critiques comme la gestion d'un homme à la mer, est essentiel pour tout navigateur.
Les Instruments de Navigation : Du Traditionnel au Numérique
Historiquement, la navigation s'appuyait sur des instruments tels que les sextants (anciennement octants), les compas, les règles de Cras et les boussoles. Ces outils restent d'actualité, et certains navigateurs ne jurent que par eux, appréciant la connexion directe avec les principes fondamentaux de la navigation. Cependant, l'intégration des technologies modernes a révolutionné la manière dont ces informations sont collectées et utilisées. Lorsqu’on se trouve sur un bateau, plusieurs informations sont essentielles pour naviguer dans de bonnes conditions : sa position, sa direction, sa vitesse, la direction et la vitesse du vent. Ces données, autrefois obtenues par des moyens divers et souvent manuels, sont désormais synthétisées et affichées avec une précision inégalée grâce aux systèmes numériques.
Avant l’arrivée de la technologie GPS, les marins utilisaient principalement des cartes marines en papier. Si ces cartes restent disponibles et appréciées par de nombreux pratiquants, notamment pour la navigation sur des plans d'eau intérieurs comme les lacs, la tendance actuelle est largement à la digitalisation dans le domaine de la cartographie marine. Des leaders de ce marché, comme Navionics, proposent des cartes numériques qui fournissent aux navigateurs une cartographie plus claire et lisible, tout en contenant les mêmes détails essentiels que les versions papier. Pour exploiter pleinement ces cartes numériques, il est nécessaire de disposer d'un GPS ou d'un GPS traceur qui indiquera la position exacte du navire grâce à la réception de signaux satellitaires. Des marques renommées telles que Humminbird et Garmin sont reconnues comme les meilleures marques de GPS nautiques dans le monde.
La technologie des sondeurs a également fortement évolué ces dernières années. Elle permet non seulement de connaître la profondeur de l’eau mais également ce qui se trouve sous le bateau. Cela concerne évidemment les rochers, arbres ou barrières de corail, mais également les poissons. Des modèles de sondeurs de pêche spécialisés dans la détection de poissons, appelés Fishfinder, ont été développés par des marques comme Humminbird et Garmin. Certains de ces modèles de sondeurs contiennent même un GPS intégré, permettant d’afficher sur un même écran les informations issues des deux appareils, les transformant en un unique appareil : un sondeur GPS. En plus de ces instruments essentiels, la gamme d'équipements de navigation comprend des éléments considérés comme des « Nice to have » mais qui peuvent grandement aider leur détenteur. Les amateurs de régate, par exemple, trouveront plusieurs modèles de montres de régate des marques Ronstan et Garmin, tandis que des horloges et baromètres dorés ou argentés au look d’antan coexistent avec les outils modernes et technologiques. Des compas variés, allant des compas sur étrier aux compas pour montage sur le pont ou à encastrer, complètent cette offre, garantissant que les instruments de qualité, fonctionnant parfaitement, restent très prisés par de nombreux navigateurs, qu'ils soient amateurs ou passionnés.
Les Différentes Solutions GPS pour le Milieu Marin
Le choix d'un système GPS dépend largement de l'utilisation spécifique à bord du navire. Pour la distance à la ligne de départ, la vitesse instantanée et la direction à la bouée, il est souvent préférable de choisir un GPS fixe sur le mât ou sur le pont. Cette installation permet à l’équipage de profiter d’un affichage clair lorsqu’il regarde l'avant du bateau, offrant une visibilité optimale des données essentielles en temps réel. Les GPS fixes sont largement disponibles auprès de tous les constructeurs d’appareils de mesure pour les bateaux, garantissant une intégration harmonieuse avec les systèmes existants.
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En revanche, pour des applications nécessitant une interaction plus poussée, comme la consultation d'une carte détaillée avec la position et les polaires, un GPS portable est souvent plus adapté. Il permet à l'utilisateur d'accéder facilement au zoom et d'être à proximité de l’écran pour une manipulation précise. Bien qu'un tel écran soit moins facilement partageable avec l’équipage, une tablette étanche installée sur la cloison de la cabine peut très bien faire l’affaire, offrant un compromis entre portabilité et visibilité pour l'ensemble de l'équipage.
Côté GPS portable, il existe des GPS spécialisés conçus pour le positionnement, souvent destinés aux randonneurs ou aux cyclistes. Cependant, les téléphones mobiles et les tablettes peuvent également être utilisés comme systèmes GPS, à condition de prendre certaines précautions. L'autonomie est un facteur crucial pour les téléphones mobiles, tandis que les dimensions et la manipulation peuvent poser problème pour les tablettes. Dans tous les cas, il est impératif de les rendre étanches pour une utilisation en milieu marin. Plus récemment, des montres GPS sont apparues sur le marché, permettant de mémoriser les traces, d'afficher une position sur un parcours et même la direction à une bouée. Bien que très miniaturisées, elles disposent généralement d’une autonomie suffisante pour fonctionner pendant une journée. Quelle que soit la solution choisie, il est fondamental de faire attention à l’autonomie des appareils et de ne pas hésiter à prendre un jeu de piles ou un chargeur supplémentaire, en fonction des batteries utilisées. Il est également important de connaître ou de mesurer la fréquence de points captés par l'appareil, car cela détermine la précision du positionnement et l’autonomie restante. Pour des procédures critiques, comme un départ de régate, il est nécessaire d’obtenir le point au minimum à la seconde près, afin d'établir la bonne position et de minimiser l’imprécision, tout en gérant la durée de vie de la batterie.
Applications Spécifiques et Fonctionnalités Avancées du GPS
Le GPS ne se limite pas à afficher une position ; il est au cœur de nombreuses applications et fonctionnalités avancées qui enrichissent l'expérience de navigation. Des applications mobiles, par exemple, offrent une gamme complète de fonctionnalités transformant un smartphone ou une tablette en un instrument de navigation puissant. L'application SailFreeGPS, par exemple, invite à découvrir la navigation en toute simplicité en emportant des instruments de navigation sur son téléphone ou sa tablette pour vivre des aventures maritimes sans limites. Elle offre le suivi de la position, le calcul du cap et de la vitesse, la gestion des waypoints et des routes, et bien plus encore. Des utilisateurs ont salué cette application comme étant "excellente", avec un "affichage clair avec toutes les informations dont vous pourriez avoir besoin, y compris le MOB". Sa simplicité, son efficacité et son intuitivité sont souvent mises en avant : "Super application, c’est simple, efficace et intuitif. Simple, efficace et gratuite. Appli très pratique en navigation car elle va à l’essentiel." La fonction d’ETA (Estimated Time of Arrival) récemment ajoutée est particulièrement appréciée pour la gestion du timing de la navigation, et le développeur est à l’écoute de ses utilisateurs, ce qui contribue à son succès.
Ces applications se révèlent utiles non seulement pour la plaisance mais aussi pour des usages professionnels. Un observateur des pêches maritimes au Sénégal a témoigné de l'utilité d'une telle application pour recueillir des données statistiques pour un centre de recherche, lui permettant de connaître la position du navire à tout instant sans avoir à se rendre à la passerelle pour consulter le traceur de route ou le GPS. Il a également souligné son potentiel pour la pêche artisanale, aidant les pêcheurs en mer dans des embarcations. D'autres applications similaires affichent en grand les données de vitesse, de cap et de distance, permettant l’analyse en temps réel de l’impact des réglages, ce qui est "top et hyper simple à utiliser !" pour les navigateurs. Des fonctionnalités spécifiques comme "Homme à la mer" (MOB) et la surveillance de dérive sous ancre sont également très appréciées, soulignant l'importance de ces outils pour la sécurité.
La Gestion Cruciale de la Dérive : Un Enjeu de Sécurité
La sécurité en mer est une préoccupation constante, et la chute d'une personne à l'eau (MOB - Man Over Board) représente l'un des scénarios les plus critiques. Les marins ont toujours été hantés par la chute à la mer. Même avec un équipage entraîné, l’opération de récupération d’un équipier tombé à l’eau est risquée, que ce soit au moteur ou, plus encore, à la voile. Des formations comme celles de l’école des Glénans incluent la pratique systématique de cette manœuvre à la voile, s’efforçant de venir "mourir" en cape au vent de la personne, souvent matérialisée par une bouée. Autrefois, le problème principal n'était pas la manœuvre elle-même, mais de ne pas perdre de vue l'équipage, car revenir à sa position de chute par "estimation" était pratiquement mission impossible.
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De nos jours, avec un traceur ou une tablette équipée d'un GPS, beaucoup pensent pouvoir retourner facilement vers un homme à la mer grâce à une fonction MOB. Cependant, cela revient à ignorer une variable primordiale : la dérive. La dérive est définie comme le mouvement induit par le courant et le vent qui affectent la surface d'un objet flottant. Les composants du stabilisateur vertical incluent la vitesse et l'angle de déplacement, qui représentent la vitesse et la direction du mouvement. Le calcul de la dérive peut être divisé en deux cas distincts : vent léger et vent fort.
Dans le premier cas, la force du vent sur l'objet flottant est significativement plus faible que celle causée par le courant. Le vent peut donc être négligé dans l'estimation de la dérive. En conséquence, la trajectoire de dérive de l'objet est obtenue par intégration de la vitesse du courant. L'inertie du corps, pour de petites masses comme une personne dans l'eau, est souvent ignorée car la vitesse constante est atteinte rapidement. Alternativement, un vent fort provoque une force significative sur la surface de l'objet, qui doit être prise en compte dans le calcul de la dérive.
Il existe différentes méthodes pour déterminer la vitesse du courant. D'une part, les navires sont de plus en plus équipés de capteurs qui peuvent mesurer directement le courant. Des observations locales du courant peuvent aussi être utilisées, mais si la distance entre la personne et le navire est grande, la mesure du courant effectuée par le navire peut ne pas être suffisamment précise. Si l'on suppose que la vitesse de dérive due au courant est équivalente tout autour du navire, la dérive affecte le navire et le MOB de la même manière. Cela signifie que le mouvement relatif entre les objets sera le même. En d'autres termes, une fois la relation entre l'emplacement actuel du navire et celui du MOB déterminée, les effets de la dérive due au courant peuvent être exclus de la dynamique du calcul si, et seulement si, la distance n'est pas trop grande.
Déterminer empiriquement les effets causés par le vent sur un objet est une tâche difficile. Pour cela, des expériences de terrain mesurant la dérive de différents objets ont été privilégiées et étudiées de manière approfondie. L'analyse des données montre que la relation entre la vitesse du vent et la dérive est presque linéaire, ce qui permet d'approximer les effets du vent par une régression linéaire. Ainsi, dans cette approche, la dérive induite par le vent est calculée par la formule : (D = aW10 + b), où "a" et "b" sont des constantes et W10 est la vitesse du vent mesurée à dix mètres de la surface. La vitesse du vent n'est pas toujours mesurée par les capteurs du navire (par exemple, sur un bateau à moteur), ce qui rend difficile l'estimation de la dérive latérale due au vent. Par ailleurs, les navires sont souvent équipés de capteurs qui peuvent mesurer indirectement la vitesse du courant, obtenue en soustrayant la vitesse du navire par rapport au fond de la vitesse du navire par rapport à l'eau. Cependant, la dérive au vent n'est pas équivalente pour le navire et pour le MOB.
Le calcul de la dérive est essentiel pour déterminer la transition de la dernière position connue à la position actuelle d'une personne tombée à la mer. Une estimation pertinente de la dernière position connue de la personne est la position GPS du navire au moment de l'accident. Pour estimer le déplacement dû à la dérive, le temps entre le début de l'accident et le début de l'opération de sauvetage est multiplié par la vitesse de dérive. Des fonctionnalités avancées intègrent ces paramètres : le délai, réglable de 0 à 60 secondes, permet de prendre en compte le temps de réaction de l'équipage entre le moment de la chute et l'activation de la fonction MOB. Des systèmes comme Weather4D peuvent calculer la dérive d'un homme à la mer due au courant, en vitesse et en direction, ainsi que la dérive due au vent, en vitesse et en direction. Les données utilisées doivent provenir d'un instrument permettant ce calcul. Le calcul de ces trois paramètres, en tenant compte du temps de réaction et des dérives, permet d'afficher sur la carte, à l'instar d'une cible AIS, les emplacements respectifs du bateau et du MOB. Comme pour une cible AIS, le calcul affiche la prédiction des emplacements respectifs du MOB et du bateau au moment du CPA (Closest Point of Approach).
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En mer agitée, par vent fort, dans le pire des cas sous spi et peut-être de nuit, même avec un équipage aguerri, le temps nécessaire à la mise en œuvre d’une manœuvre de récupération peut prendre plusieurs dizaines de minutes. Descendre le spi, remonter au vent, réduire la voilure, démarrer le moteur, toutes ces actions, même si elles sont effectuées sans panique, prennent du temps. Le temps perdu sera plus du double du temps de retour à l'homme à la mer. L'aide de l'électronique est indéniable dans ces circonstances, mais il est toujours nécessaire d'avoir les instruments précis et parfaitement calibrés requis pour le calcul, un traceur ou une application connectée en permanence aux instruments, et une bonne dose de chance. La fonction MOB, à l'instar du routage, repose sur des calculs sophistiqués basés sur des données qui comportent intrinsèquement un élément d'aléatoire. On ne le répétera jamais assez, la solution ultime est de ne pas tomber à la mer ! Depuis la généralisation des vestes autogonflantes, peu encombrantes pour la manœuvre, il est impératif d'exiger leur port, de jour lorsque les voiles sont réduites, et de nuit en toutes circonstances, et de s'assurer que les longes de harnais sont accrochées sur des lignes de vie robustes. Malgré ces précautions de bon sens, il est désormais possible d'ajouter aux gilets de sauvetage une balise AIS personnelle qui permettra de localiser un MOB avec encore plus de précision. La plupart des bateaux de plaisance sont équipés d'un récepteur AIS (et de plus en plus d'un transpondeur), et la hauteur de l'antenne VHF permet une longue portée de réception, même par forte houle. Le capteur Airmar DX900+ fournit la vitesse de mouvement latéral, donc la dérive. Ses données en deux axes combinées au mouvement sur le fond permettent de déduire la vitesse et la direction du courant instantané, facilitant ainsi des calculs plus précis.
L'Exploitation des Données GPS pour la Performance et la Compétition
Au-delà de la sécurité, le GPS joue un rôle majeur dans l'optimisation des performances et l'organisation de compétitions nautiques. L'histoire de la Base de Vitesse brestoise, une institution tombée dans l’oubli au début des années 1990, a été relancée par Ewan Lebourdais. Gestionnaire de patrimoine à la ville, passionné de sports de glisse, il a vu là une formidable opportunité de fédérer les multiples acteurs de la rade de Brest autour d’un enjeu excitant : les concours de vitesse. À travers son association, la West Team, et grâce au soutien d’une poignée de partenaires privés, il a relancé la machine, séduisant rapidement les amoureux de la glisse. Pour marquer sa réouverture et attirer son public, la Base de Vitesse a réuni trois athlètes nautiques : Faustine Merret en stand-up paddle, Damien Le Guen en windsurf et Bruno Sroka en kitesurf. Cette belle équipe de riders a rejoint le projet, prête à faire chauffer les chronos ! Le salon « Sail in Brest » a ensuite vu le jour, organisé par la Base de Vitesse de Brest et ses partenaires. Brest Métropole, Brest Événements Nautiques et la Région Bretagne ont rejoint l’aventure de la Base de Vitesse de Brest, conférant à l’animation nautique un nouvel essor en devenant un acteur de la promotion de son territoire à travers la pratique et la promotion des sports nautiques.
Jusqu’alors, les concours de vitesse étaient organisés autour de trois bouées, sur un parcours d’un kilomètre de distance. Ce schéma se révélant compliqué, coûteux à mettre en place et peu adapté à toutes les catégories de supports, l’équipe de la Base de Vitesse de Brest a décidé d’innover avec une pratique plus simple et autonome. C'est ainsi que le premier site Internet de la Base de Vitesse a vu le jour. Désormais, le traitement des traces GPS s’opère en ligne grâce à un puissant moteur spécialement développé pour analyser et corriger les traces, de manière à extraire le meilleur tronçon de vitesse sur 500 mètres. Fin juin 2016, la Base de Vitesse de Brest a organisé sa première remise des Prix officielle. Grâce au soutien de cet acteur fédéral, la Base de Vitesse a amorcé sa montée en puissance et a annoncé, pour le printemps 2022, son déploiement sur l’ensemble du territoire à travers la création de nouvelles bases labellisées FFVoile.