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NOUVEAU : Catalogue nke 2015

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Le Bus nke

Le « débruitage » du vent

Dans l’immense majorité des cas le vent est mesuré en tête de mât sur un bateau. Or cette tête de mât fouette l’air au grès des mouvements du bateau perturbant les mesures, on parle de « bruit dans le signal ».

Illustration

Imaginons un bateau au mouillage un jour sans vent mais avec une houle de 1 mètre. Les mouvements induits en tête de mât font se déplacer le capteur vent dans l’air qui mesure alors une vitesse et un angle. La période d’une houle de 1 mètre peut se situer aux environs de 7 secondes. C’est-à-dire qu’en 7 secondes un point fixe sur l’eau aura subit 2 crêtes de houle. Notre bateau aura donc plongé vers le creux de la houle puis cabré vers la prochaine crête avant de recommencer. Sa tête de mât aura circulé dans l’air à bonne vitesse enregistrant d’abord un vent de face puis du vent arrière.

Méthodes

La stratégie standard adoptée pour ne pas afficher 15 nœuds de vent dans ces conditions est de réaliser une moyenne en intégrant les mesures sur une durée adaptée. Cette stratégie donne une approximation utilisable pour estimer le vent apparent.

Une stratégie plus évoluée consiste à mesurer les mouvements du bateau et connaissant la hauteur à laquelle se situe le capteur, d’éliminer la part due à ces mouvements. Pour réaliser la mesure des mouvements il faut utiliser une centrale inertielle ou centrale attitude. En synchronisant les mesures de vent et d’attitude dans un calculateur il est possible de réduire le bruit et d’offrir alors une donnée exploitable en quasi temps réel, soit quelques millisecondes dans ce cas contre une à plusieurs secondes dans le cas standard où l’on fait une moyenne.

Quelques millisecondes, pour quoi faire ?

Il est vrai que cela peut paraître exagéré de dépenser autant d’argent pour gagner quelques secondes, car en effet les capteurs nécessaires et les calculateurs capables d’atteindre ces objectifs forment un ensemble de plusieurs milliers d’euros !

L’idée en fait est de calculer le vent réel afin d’en suivre les moindres variations. Cette information de vent réel est bien la plus importante tant au niveau stratégique que tactique.

Pour avoir des informations de vent réel il faut mesurer le vent apparent, la vitesse surface et le cap. Soient 3 capteurs et 4 données. S’il faut filtrer (faire des moyennes) pour qu’ils donnent une information utilisable, lors d’un changement de direction important (virement, abattée, empannage ou autre), la somme des filtres sur les mesures implique que vous ne retrouverez pas une donnée de direction du vent réel avant quelques minutes après ce changement de cap.

Pour le pilote automatique

Les capteurs sur un bateau sont les sens du calculateur du pilote. Un humain barre avec ses sensations (vue, touché). Il réagit aussi rapidement qu’il peut aux stimuli de ces sens. Pour un pilote il paraît donc évident qu’une information affectée d’un retard entraînera une action en retard de la part du pilote. Ce retard sera préjudiciable à la performance.


Mot-clés : IMU, centrale inertielle, centrale attitude, 3D Sensor, 3D Fusion, Processor HR, Processor Regatta, vitesse angulaire, réduction de bruit, signal, mesure

Réduction de bruit sur la mesure de la vitesse du vent

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