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Ca parait fantastique de mesurer le vent à une telle distance. Sur l’excellent site Valencia Sailing, Phil Rogers, le patron de la société Catch The Wind, explique le principe de fonctionnement:

Le principe physique de base est l’une des premières utilisations du laser dans les années 1960, appelé Laser Doppler Velocimetry. Un laser est en fait juste une seule couleur pure de la lumière. Nous prenons un faisceau laser et Shine it up dans l’air. L’air a beaucoup de particules, par exemple dans l’environnement maritime, il est au brouillard salin et les gouttelettes d’eau. Toutes ces particules se déplacent avec l’air et change la couleur de la lumière laser très légèrement, en raison du principe Doppler. Si vous écoutez un camion sur l’autoroute ou un train à un passage à niveau, la hauteur du son est modifiée quand ils passent. Ceci est également dû au principe Doppler. La même chose arrive avec le radar et la lumière. Les particules en mouvement changent la fréquence de la lumière, ce qui signifie sa couleur. Ce que nous faisons est la mesure la variation de la couleur de la lumière et d’obtenir une mesure directe de la vitesse du vent et sa direction.

Cette technologie a été développé depuis les années 1960, mais nous avons réussi à miniaturiser à l’aide de la technologie des fibres optiques et a développé le premier ordinateur de poche capteur laser de vent. Il existe d’autres types de dispositifs laser de mesure des vents, mais ils sont très gros, lourd et encombrant à mettre sur un voilier. The Racer’s Edge est le seul appareil qui a été spécifiquement développé pour les applications marines. Il pèse 18 lbs (8,2 kg) et un matelot pouvez le porter autour du cou.

C’est un dispositif très précis. Nous avons atteint une précision de 0,5 noeud à mesure de la vitesse du vent et à 2 degré de précision dans la mesure de la direction du vent. En outre, la précision n’est affecté ni par la vitesse du navire, ni la vitesse du vent. Le dispositif a été également testé dans un environnement marin complet avec jet d’eau salée, du brouillard, de hautes vagues, des vents forts et qu’aucun de ces facteurs influe sur sa précision. Il s’agit d’une propriété intrinsèque et est dû uniquement son mécanisme.

Oui mais voilà, nous avons tous vu que Alinghi 5 a bénéficié d’une grosse bascule de presque 20 degré. Une bascule qui n’a pas été vu sur USA 17. Est ce que vous avez vu quelqu’un avec ces fameuses jumelles sur le trimaran ?. Pourtant le règlement avait modifié et il semble qu’un accord avait trouvé entre les deux parties pour qu’il puisse les utiliser. Alors que c’est il vraiment passé ?. J’ai reçu un élément de réponse par email, regardez bien cette photo ci-dessous.

François Nivelleau de Alinghi avec les jumelles Race Edge Cath The Wind. Photo Alain Gautier

La photo était accompagné d’une petite explication de François Nivelleau, responsable instrumentation de Alinghi:

Le Racer’s Edge, ce fameux hand-held lidar, a été développé durant ces deux dernières années par le Team Alinghi et Catch the wind, filiale d’OADS basée a Manassas, près de Washington DC.
Récemment, avant Noël, estimant que le produit ne répondait pas a nos attentes, nous avons libéré CTW de leur exclusivité avec notre Team.
CTW s’est empresse, en quelques jours, de refiler le bébé a BOR, en devenant son official supplier.

L’équipe météo de Alinghi a préféré utilisé une armada de neuf bateau météo et deux hydravions.
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Est ce que l’on peut dire que Alinghi a gagné la bataille météo ?. Peut être mais ils ont bien perdu la guerre et c’est bien ce qui compte. Et puis je ne veux surtout pas dénigré le produit de CTW car je pense qu’il a de l’avenir mais la mesure en altitude avec des avions ou des drones également. J’ai noté que la version américaine n’était pas tout à fait équivalente à celle visible sur la photo de Alinghi. En effet nous pouvons voir un petit boitier orange que je connais bien. Il s’agit d’un capteur de mouvement 3D, XSens, que nous utilisons fréquemment pour corriger les données sur les centrales de navigations haut niveau. BMW Oracle Racing a donc peut être fait évolué le produit.

Des remarques les spécialistes ?.

Que de la technique j’adore !. Comme je suis sympa, je vous le partage également en image et en commentaire. En plus comme pour les américains, tout ça est en français: Modélisation, mesure du composite, mesure des voiles, et optimisation des trajectoires.

Modélisation

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Les essais en bassin de carène c’est finit maintenant tout est modélisé sur ordinateur: Le Computational Fluid and Structural Dynamics (CFSD). Je vous accorde que l’on n’apprend pas grand chose dans cette présentation mais les explications et les images du maillage sont sympas. La difficulté n’est plus la modélisation mais l’optimisation des temps de calcul. En effet le challenge des équipes de design est d’optimiser les algorithmes mais aussi la puissance de calcul pour réussir à fournir les résultats en temps raisonnable et réaliser plusieurs tests. Nous ne sommes plus à l’époque des gros calcultateurs comme le CRAY mais à celui du calcul parallèle sur des dizaines d’ordinateurs: ce que l’on appelle le cloud computing. Plusieurs prestataires privé fournissent du temps processeurs quasiment illimité, où le client ne paye que ce qu’il a besoin. Je me demande comment se place la recherche dans ce domaine, est ce que vous pouvez nous éclairer ?.

Mesure des efforts sur le composite

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Ces deux reportages montrent la nécessité de mesurer les efforts sur le sandwich composite qui est l’ingrédient principale de la coque et du mât. Il est indispensable de connaitre la résistance intrinsèque du matériaux mais aussi de mesurer en temps réel les contraintes sur la structure. C’est un challenge difficile pour les équipes de design et d’instrumentation. Si nous étions en mesure de fournir des informations pertinentes nous verrions moins de casse.

J’ai été particulièrement étonné lors du démâtage du trimaran de BMW Oracle Racing (les photos du démâtage). Ils nous vantent leurs systèmes de mesure avec plus de 2000 points enregistrés par seconde mais il n’a pas réussi à alerter les marins qu’ils poussaient la bête trop loin. Depuis j’ai appris que l’électronique n’était pas connecté lors de cette navigation…

L’autre exemple notable dans l’actualité c’est Groupama 3. Il y a plus d’un an, le trimaran géant de Franck Cammas casse son flotteur et chavire au large de la Nouvelle Zélande. Les ingénieurs sont inquiets, ils n’ont aucune information sur le pourquoi du comment. Il a été donc décidé lors de son retour de mieux instrumenter le voilier géant. Bizarrement dans un reportage lors de la dernière tentative de Jules Verne (novembre 2009), nous pouvons voir Thomas Coville vérifier à la torche l’état de la structure des flotteurs. A priori, il n’y a pas de problème mais malheureusement le lendemain, Franck décidait d’abandonner suite à une faiblesse sur la structure…

C’est effectivement un problème important. Nous travaillons à avoir des capteurs toujours plus viables et surtout connectés en temps réel aux systèmes de navigations. Je sais que plusieurs lecteurs de mon blog travaille sur le sujet alors n’hésitez pas à nous faire partager votre expérience.

Mesure des voiles

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C’est un sujet que j’ai abordé plusieurs fois sur ce blog sous le terme de Sailvision. Je vous invite donc à relire mes billets sur le sujet en particulier celui-ci: Le réglage des voiles assisté par ordinateur. J’y décrit les système optiques mis en place pour cette mesure sur plusieurs voiliers et j’évoque en particulier les travaux intéressant de EPFL sur le sujet pour l’hydroptère. Il est donc normal de retrouver cette application sur Alinghi 5. Leur système est vraiment intéressant car il est portable facilement et probablement plus fiable que les anciens utilisés sur la dernière Coupe de l’America. Cette reconstruction avec un maillage contraint permet d’effectuer des mesures à l’extérieur du voilier comme on peut le voir dans cette vidéo, encore un outil de plus dans la poche des espions…

Dirk de Ridder, trimmer de la voile rigide

Toutefois je le répète encore une fois, la précision des systèmes optiques n’est pas exceptionnelles par rapport à la précision de la modélisation des aérodynamiciens. Et on mesure toujours que la forme et pas encore l’effort induit. De toute façon, tout ça est dépassé avec la voile rigide de BMW Oracle Racing dont la forme doit être connu au millimètre (encore des chômeurs de plus…).

Optimisation des trajectoires

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C’est bien la première fois que je vois le sujet traité de manière scientifique: Comment améliorer la trajectoire d’un voilier ?. Sur les images nous pouvons avoir l’impression de revoir la bonne veille méthode des isochrones qui ont fait les succès des outils de routage comme Maxsea. J’imagine que le maillage est beaucoup plus fin et les techniques élagage des solutions plus performants que dans les produits grand public. J’ai noté qu’ils intégraient les perturbations de l’adversaire, ce qui est une innovation non négligeable, même si pour le duel de février prochain ca me parait peu utile. Non ?.

Comme le disait Dimitri Despierres, ingénieur des américains, on va bientôt pouvoir se passer des tacticiens. Le routage pourra être effectué directement par des ordinateurs. Bien sur cela n’est pas souhaitable et nous en sommes loin. Toutefois je trouve passionnant ce sujet (c’était mon mémoire de DEA). Que des chercheurs puissent travailler sur le sujet avec l’accord des régatiers me parait encourageant. Je suis persuadé que ces derniers ont des choses à apprendre de ces études. Est ce que je suis le seul à penser ça ?.

Conclusion

Merci à l’EPFL pour ces reportages disponibles à l’adresse suivante: alinghi.epfl.ch. C’est dommage qu’il n’y ait pas le nom des chercheurs dans ces vidéos ou sur le site.
Bref J’adore la technique et vos commentaires sur le sujet, donc à vous !. Vous pouvez retrouver toutes les billets sur la technique dans le coin de la technique.

PS: Encore une fois, je suis preneur de traducteur pour une version anglaise.

Glenn Asbhy et James Spithill sur Class A

Glenn Asbhy est sans conteste l’un des plus grands champions de multicoque au monde. Il règne en maitre en Class A avec 6 titres de champion du monde et est aussi incontournable en tornado avec une médaille d’argent au JO de Pékin. Il est donc un atout important pour la prochaine Coupe de l’America qui va se courir justement en multicoque. Pour la petite histoire, il n’est pas tout seul dans l’équipe à maitriser le catamaran puisqu’il y a par exemple Mike Drummond, coordinateur du design team, qui court depuis quelques années en Class A. On notera également que son élève James Spithill a appris très vite, comme tout ce qu’il touche d’ailleurs, puisque pour sa première participation au mondial Class A il termine 4 ème…

Dans les autres talents de l’équipe, je n’oublie pas Franck Cammas qui s’est également adonné au catamaran l’année dernière avec succès puisqu’après il se classe second avec Jérémie Lagarrigue du mondial Formule 18. J’en profite pour vous repasser cette vidéo des premiers entrainements difficiles de Franck l’année dernière où il nous explique que le Formule 18 c’est du sport… je suis trop d’accord.

Beaucoup de spécialiste du catamaran donc pour faire progresser des spécialistes des dinosaures sur un trimaran… passons. Je veux dans ce billet m’intéresser au catamaran et plus spécialement au catamaran de Alinghi: Alinghi 5.

Quand le voilier a été dévoilé, quelques commentateurs ont vu simplement un gros Black, le 41 pieds de Ernesto Bertarelli utilisé il y a quelques années sur le Léman.

Vous serez d’accord avec moi que à part le plan de voilure et la structure en V entre les poutres, la ressemblance s’arrête là. La forme des coques est bien plus proche des M2 que l’on peut croiser sur le Léman depuis peu. Une petite vidéo pour ceux qui veulent découvrir ce catamaran.

Les proportions ne sont absolument pas les mêmes en particulier au niveau latéral. Sur Alinghi 5 il n’y a pas d’aile pour déborder l’équipage au rappel. Il faut dire qu’il y a très peu d’équipier avec l’utilisation d’un moteur pour manœuvrer les winchs. Il y aurait aussi un système de ballast actionner par le moteur mais je ne suis pas sur qu’il soit en place. Est ce que quelqu’un en sait plus sur le sujet ?.
On retrouve sur les deux catamarans les étraves wave percing, présentes également sur BOR 90. La répartition des volumes semble proche avec des étraves fines et un arrière encore assez fin. J’en viens maintenant à mon titre. Sur les images suivantes se sont des photos du dernier Class A prototype de Glenn Asbhy.

Glenn Ashby – Class A Prototype

On remarque un énorme amincissement du volume à l’avant avec une nette cassure dans les lignes au centre.

Glenn Ashby – Class A Prototype

Ce classe A est dans la tendance de la nouvelle génération de catamaran qui arrive sur le marché depuis un an. Un des derniers nés est le Wild Cat de Hobie Cat dont le Tiger commençait à se faire vieux.

Wild Cat F18 de Hobie Cat

Tout le volume est passé à l’arrière. Nos formules 18 ont maintenant de gros cul qui ne rentre plus dans les anciens berres…

*

Wild Cat F18 de Hobie Cat

L’autre tendance est la présence de redan sur la plupart des nouveaux bateaux, le nouveau Mattia ci-dessous a une cassure sur toute la longueur de la coque.

On notera également une cure d’amincissement pour tous les appendices. Les safrans et dérives ont perdus presque 1/3 de leur corde. C’est pourquoi je me permet de dire que Alinghi n’est pas au top de l’innovation en terme de cataraman. L’équilibre longitudinal est un problème pour Alinghi. Vous avez tous noté que les lignes de Alinghi 5 entre le léman et Gênes étaient différentes. L’abandon des foils en S et l’essai d’un safran à ailettes sont probablement destinés à améliorer l’assiette du catamaran géant.

Je ne vais pas dire que je suis déçu par Alinghi 5 mais j’aurais bien aimé voir un concept plus novateur un peu comme le Sys & Co, le catamaran flottant.
[media id=67 width=540 ] volant…

C’est une petite étude personnelle sans prétention, je serais heureux que vous me donniez votre avis. Qu’est ce que vous auriez aimé comme innovation sur Alinghi 5 à part un moteur…

Revenons un peu à BOR 90 alias DoGzilla, de son vrai nom USA. Voici la dernière vidéo produite par le team qui est vraiment intéressante au point de vue visuel mais aussi par les propos de Ian Burns au sujet du développement.

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Je ne vais pas essayer de faire l’inventaire complet des changements entre le trimaran de 2008 et celui de 2009 mais au moins vous donner quelques éléments.

Le mât

La première chose qui a réellement évolué rapidement c’est la taille du mât. Elle avoisine maintenant les 60 mètres alors qu’au départ nous estimions la perche à 50 mètres. Pour rappel le mât de Banque Populaire V culmine « seulement » à 40 mètres. Les voiles ont suivi le mouvement et la corne est encore plus énorme. Combien peut elle faire ?. Comment ça tient ?. Selon la rumeur le nouveau mât de Alinghi mesure 63 mètres !.

Le mât de 60 mètres – 2009 – Gilles Martin Raget

Un autre élément a gentiment évolué avec le temps, le nombre d’équipier à bord. Souvenez vous en 2008, c’était la foule à bord avec des casques pour presque tout le monde.

la foule sur BOR 90 – 2008 – Gilles Martin Raget

Maintenant on compte moins d’une dizaine d’homme à bord. Comment est ce possible sachant que le moteur n’est pas encore à poste ?. A mon avis c’est simplement parceque le duel ne sera pas un duel mais une course de vitesse avec très très peu de manœuvre.

DoGzilla se manœuvre à 4 – 2009 – Gilles Martin Raget

Nous avions été un peu surpris par le poste de barre qui n’avait pas de style.

Poste de barre type échafaudage – 2008 – Gilles Martin Raget

Maintenant la plateforme est bien plus petite réservé à une seule personne qui n’a qu’a bien se tenir.

Poste de barre type casse gueule – 2009 – Gilles Martin Raget

On note sur la photo ci-dessus l’énorme dérive avec sa imposant trimmer. Combien elle peut faire de profondeur ? 6 mètres ?. On aperçoit également la cible (rond blanc sur le trampoline) nécessaire à la Sailvision. Vous pouvez relire mes billets sur ce système de mesure par le tag sailvision, en sachant que cette technologie va tendre à disparaitre au profit d’une instrumentation complète des lattes comme chez Alinghi (bien plus précis). Vous remarquerez également sur la photo la présence d’une perche avec un anémo comme sur Alinghi 5. Est ce que c’est le cas sur Banque Pop et Groupama ?.

La mue la plus importante est bien sur la forme des coques. Au début nous avions un trimaran classique à la ORMA.

DoGzilla typé ORMA – 2008 – Gilles Martin Raget

Son passage par les équipes du design team de BMW Oracle l’ont fait grandir du coté des flotteurs avec des étraves de type wave percing comme pour Alinghi 5 (à la mode…).

USA à la mode wave percing – 2009 – Gilles Martin Raget

Le dernier point que je noterais parmi de très nombreuses évolutions sont les foils.

Un foil un vrai – 2008 – Gilles Martin Raget

Tout comme sur Alinghi les foils qui se sont gentiment transformé en dérive. Est ce que les spécialistes des foils sont capable de nous expliquer cette tendance ?. Est ce que l’on peut rapprocher ces formes de celle des foils de l’hydroptère ?.

Une vraie dérive – 2009 – Source Dal Sailing Anarchy

J’aimerais votre avis sur toutes ces évolutions. Qu’est ce que j’ai oublié d’énorme ?. Merci de votre participation.

Ce billet en français: RVAO: Le réglage des voiles assisté par ordinateur

DoGzilla under the hood

The DoGzilla’s system is similar as the one used onboard Groupama 3 with some differences. It has been integrated while the boat was being built so what every cable of fixations were thought before.I’ll talk more about Dogzilla electronics another day.

There are couple of cameras at the top of mast with a streamlined support like the BMW Oracle Racing Class America. It also notices the presence of two masthead unit but I’ll also write in the next post about electronics topic. Cameras were also present on the mast at several levels to take pictures of Genoa.

As the IACC, there are may target on the deck, which are references for the boat middle line for compute the sheeting and twist angle.

The aim is to find the stripes on the sails. On the american boat, the recognition solution uses the contrast between black and white stripes. The orange stripes is used to find the start stripe. You can see that black and white stripes are close on the main sail and on the genoa, It is to have a better idea of how these two sails work togther.

Alighi system uses orange stripes whith small thickness on attack angle.

ETNZ uses black, green but they usually use more colours on their sails.

The measurement

Every team use the same principle: find stripe for build shape. These information are the most important:

• Draft position
• Camber max
• Entry and exit angle
• sheeting angle and twist

You can do these measures with many softwares like North Sail’s SailScan or accuMeasure from UK Sailmakers.Do you recognize the boat which genoa is digitalized ?. When i wrote this note he was first of the Vendée Globe. Loick Peyron, for sure. Everybody now know that cameras are on almost every offshore racing boats. I don’t know if Loick use a camera system but I Know that his team works about no optical system.

For the america’s cup, you’ll not digitalyze by yourself very data (many To = 1000 MO) saved during hours of navigation. Some embedded software can do this digitalysation on real time and give information for sailing trimmers during regatta. Obviously all these data are used by designers for new sails or modifications on sails. As I know, there is just one company which sell this system: BSG developpement at La Rochelle ( France). The system is very efficient, you can rebuild your sails in 3D and compare in design Sail Pack, also in 3D.

Innovating

Why am i telling you information about sail trimming ?. Because (in english in the text) of something I watche on televisio which show an incredible system used on the Hydroptere. This i what i saw on the television, the most interesting begins at 2min30.

Julien Pinet, PhD @ EPFJ (engineering school in Lausanne, Switzerland) is responsible of CV Lav and did a wonderfull job. I really like the story of the paper leave. But let’s talk more about the system.

The aim is still to analyse from camera datas. The main difference is the place where the cameras are, because there are all on the deck. You understand all the drawbacks of having cameras on this place of the boat (the sun light)… It is not possible to analyse sails angle attack but it is not important while this boat is sailing runs so the crew don’t have to trim sails frequently.

The recognization stripes are white, and there’s no black stripes which is one big difference with DogZilla system. The hardest job is to know exactly where the stripe begins and stops. In this case, they use small white circles. It’s easyer for an algorithme to see circles than lines. Deck targets are circles on DogZilla and Alinghi. The software shows changes of the model and gives a grid on the picture.

It’s interesting to see that this system is used for Foils measurement. Two things : the system is not working in real time, but it must be the next developing step. The frequency is closed to the one on the video and i didn’t know that on the IACC.

We can’t avoid thinking that Alighi will have the same system as EPFL is linked with the Team. Before, swiss team used Nivelleau’s system. These french worked for TNZ and they won 4 america’s cup! I know that the « black » is not equiped with sailvision, or they might have a « killer device » !!!.

The future

I think that optical systems with cameras are easy to install and don’t need to install device on the sails (just stripes). I’m sure this system will equip everybody’s boat in a few year. We’ll see this systems adapted on small boats in a few years, 420, 470, 49er, etc … You like this idea ?

The bad thing is the precision of the system, pictures can be with high definition but precision is not as good, seeing DogZilla stripes which are 1 meter tall. Other systems exist to analyse sail’s shape. For example fiber optic inside batten. Or you can install sensors on the sails or microwaves system like the above system (for Seahorse magazine).

I still don’t understand why the shape is measured and not he force on the sail.It’s really strange… whatever the system, the most important is to use efficiently the data.This subject is very interesting, how is it possible to build a Computer Assisted Sail Trim ? Are you interested on that ?

Matthieu ROBERT, Thanks Pierre de Champsavin and Tom for your help to translate.

This post in english: CAST: Computer Assisted Sails Trim

DoGzilla à la loupe

Le système est similaire à celui utilisé sur Groupama 3 à quelques différences prés. Il a été intégré dès la conception et donc l’ensemble des fixations et câblages ont été prévu à l’origine. On ne verra pas de ruban adhésif pour le câblage par exemple mais sur la connectique de DoGzilla j’y reviendrais sur un chapitre dédié à l’électronique.

On retrouve des caméras en tête de mat sur un support cette fois ci profilé comme c’était le cas également sur les Class America de BMW Oracle Racing. On note également la présence de deux aériens mais j’y reviendrais également dans le billet sur l’électronique. Des caméras sont également présentes sur le mat à plusieurs niveaux pour prendre des images des génois.

Comme sur les Class America on retrouve des cibles sur le pont qui sont être des références de position fixe permettant en autre de mesurer l’angle d’ouverture de la voile (twist et sheeting angle).

L’objectif est de repérer les bandes dessinées dans la voile. Sur le bateau américain, la solution de reconnaissance utilise le contraste entre les bandes blanche et noire. Les bandes oranges permettent de déterminer le début des bandes sur le bord d’attaque. On notera également qu’ils ont essayé de placer les bandes de génois à la même hauteur que celle de grand voile, ce qui est une bonne idée car ce qui nous intéresse c’est bien le travail de ces deux voiles.

Chez Alinghi les bandes sont oranges avec une petite épaisseur sur l’attaque également.

Chez Team New Zealand, on voit des bandes de couleurs différentes: noire, verte mais il semble qu’ils ont utilisé bien plus de couleur.

Les mesures

Le principe de toutes ces équipes est de reconnaitre visuellement sur une image des bandes pour ensuite reconstruire la forme de la voile. On extrait les informations suivantes par exemple:

• Position du creux maximum (Draft position)
• Proportion du creux maximum par rapport à la corde (camber max)
• Proportion du creux à différente position
• angle d’entrée et de sortie
• Angle d’ouverture du profil par rapport aux autres mais aussi par rapport du bateau (twist)

On peut effectuer ces mesures à la main via différents logiciels comme le SailScan de North Sail ou par exemple AccuMeasure de UK Sailmakers. Est ce que vous reconnaissez le voilier sur lequel j’ai digitalisé le génois ?. A l’époque il était premier du Vendée Globe: Loïc Peyron bien sur. Vous avez certainement remarqué comme moi que l’utilisation des caméras est maintenant omniprésentes sur les voiliers de course au large. Je ne sais pas si Loïc a un système de mesure de voile mais je sais que dans le team Gitana on travaille à un système non optique.

Dans le cadre de la Coupe de l’America, on ne s’amuse pas à digitaliser à la main les tera octet de données enregistrées pendant les centaines heures de navigations. Des programmes embarquées font cette digitalisation en temps réel en reconnaissant les bandes et en fournissant les informations directement aux régleurs (règler du 3DL, des profils bloqués ?). Toutes ces informations sont stockées et transmises au designer afin d’améliorer les prochains dessins et éventuellement effectuer quelques recoupes. A ma connaissance il n’existe qu’une seule société qui vend ce genre de système, les autres ayant des systèmes propre, c’est la société BSG Developpement à la Rochelle. Leur système est très abouti, il permet de reconstruire la voile en 3D et de le comparer dans l’outils de design Sail Pack également en 3D !.

L’innovation

Pourquoi je vous parle aujourd’hui de mesure des voiles ? Because un reportage de l’émission Nouvo de la tsr met en avant le système original de l’hydroptére. Je vous laisse regarder cette émission, la partie qui m’intéresse début à 2 mn 30.

Julien Pinet, Doctorant de l’EPFL, responsable du CV Lab a fait un magnifique travail. Le coup de la feuille de papier me plait beaucoup. Analysons un peu ce système.

Comme pour les autres systèmes décrient précédemment il s’agit de mesure à partir d’image de caméra. La différence notable est la position de celle ci puisqu’elles sont placées sur le pont. Dans le reportage on peut facilement voir le problème que cela pose avec des contres jour qui empêchent de voir quoi que se soit. D’autre part on ne peut pas mesure l’angle de la bordure mais j’imagine que ce n’est pas un problème puisque ce voilier est destiné à tirer des runs donc avec des réglages quasi fixe.

Les bandes de reconnaissances sont blanches et, à la différence de DoGzilla, il n’y a pas de bande noire de contraste. Comme je l’ai expliqué ci-dessous l’une des difficultés est de déterminer le début et les fins des bandes avec précision. Au lieu de mettre un repère sur la bande, ils ont préféré repérer la bande avec des cercles blancs sous celle ci. C’est beaucoup plus facile pour une machine de déterminer un rond avec précision qu’une ligne. C’est par exemple le cas pour les repères de pont chez DoGzilla et Alinghi. Après le programme reproduit par les déformations en fonction des contraintes du modèle pour aboutir au maillage de l’image.

Ce qui est étonnant c’est l’utilisation de cette technologie pour mesurer la déformation des foils. Je note deux choses: le système ne fonctionne pas en temps réel comme ceux de la Coupe de l’America mais j’imagine que c’est la prochaine étape. D’autre part la fréquence est proche de celle de la vidéo ce qui n’est pas le cas des produits que je connais.

On ne peut pas bien sur s’empêcher de penser que Alinghi disposera du même système dans l’avenir puisque EPFL est partenaire du team. Auparavant les Suisse utilisés le système du couple Nivelleau, des français qui avaient auparavant travaillé pour Team New Zealand. Ils ont déjà quatre Coupe de l’America à leurs actifs. Mais j’ai noté que le Black n’était pas équipé en Sailvision où alors un nouveau truc de la mort !.

L’avenir

Je crois que le système optique à base de caméra ont l’avantage de la facilité de mise en place et il ne suppose pas d’équiper la voile. Je pense que c’est ce genre de système qui est le plus adapté à son utilisation au grand public. Je suis sur que l’on verra prochainement des outils de mesure adapté à des dériveurs. Ça vous plait comme idée ?.

Par contre je suis un peu plus sceptique pour utilisation plus fine. En effet malgré des images qui peuvent être de haute définition, la précision de la mesure n’est pas énorme. Les bandes sur DoGzilla font plus d’un mètres de hauteur !. Il existe d’autres moyens pour mesurer le forme d’une voile. On peut installer des jauges à l’intérieur d’une latte ou alors des systèmes par onde comme ci-dessous (extrait de Seahorse Magazine).

Bizarrement il s’agit toujours de mesurer la forme et toujours pas des forces produites par la voilure. C’est assez étonnant.

Quelquesoit le système de mesure le plus important est d’utiliser efficacement les données produites. C’est tout le sujet du traitement et de l’analyse. Ce sujet est très intéressant et je ne vais pas m’étendre aujourd’hui. Comment construire un système de réglage des voiles assisté par ordinateur (Computer Assisted Sail Trim) ? En voilà un vrai sujet, ça vous intéresse ?.

Aujourd’hui il est temps de faire le point sur ce que l’on sait de cette fantastique machine. C’est assez facile de trouver des informations sur internet mais il est difficile pour moi d’en faire le tri seul et en particulier en terme d’architecture.

Pour cette première partie d’architecture j’ai décidé de demander de l’aide. Ça fait un moment que je vous invite à écrire sur ce blog des billets. Et bien aujourd’hui j’ai laissé Marc Aumont, un passionné d’architecture marine et de multicoque. Ce n’est pas un gars du milieu, mais ça se voit, il aime ça. Je vous invite à lire et commenter ces propos et chiffres dans la section commentaires. Merci d’être courtoise.

Le vrai comparatif enfin à l’échelle !

DoGzilla a été dessiné par le tandem VPLP déjà auteur du champion ORMA Groupama 2. Il est donc intéressant de se livrer à une petite comparaison, en y incluant également Groupama 3 et le dernier banque Populaire V, au programme différent, mais comparable en termes de taille ou de voilure.

Il est toujours difficile d’avoir des données fiables sur les bateaux de course. Même les données fournies par les teams sont souvent sujettes à caution. En particulier le déplacement réel des trimarans de l’ORMA a souvent donné lieu à pas mal d’intoxication. Dans le tableau suivant, les données en gras sont les données fournies par les teams. Les autre sont des estimations. J’ai en particulier essayé d’estimer les surfaces des mâts aile.

La largeur

Il s’agit d’un trimaran très large mais plutôt moins que Groupama 2 qui était déjà moins large que la génération précédente. On s’est rendu compte qu’en diminuant la largeur on gagnait en maniablilité. S’il ne faut pas s’attendre à des duels de circling, la maniabilité peut avoir son importance. De plus, la raideur doit déjà être énorme.

Le déplacement

Les architectes ont conçu un trimaran très large, très toilé et sans doute très léger. J’ai vu avancé le chiffre de 5T. Je crois personnellement que, compte tenu des efforts imposés par la voilure et la largeur, le bateau doit plutôt tourner autour de 9 ou 10 T. On voit que si les rapports racine carrée de S/ racine cubique… sont proches pour Groupama 2, Groupama 3 et Banque Populaire 5, on passe dans une autre dimension avec DoGzilla. Ce bateau est fait pour lever la coque centrale le plus tôt possible et ainsi naviguer uniquement sur son flotteur. Il ne faut pas perdre de vue non plus qu’il est conçu pour naviguer par petit temps et sur une mer plate. Les caractéristiques du bateau en découlent.

La configuration des bras

VPLP n’ont pas repris la configuration en X de leurs dernières productions, mais des bras strictement perpendiculaires à la coque comme sur leurs premiers trimarans. La structure en X permet de centrer les poids, apporte une rigidité supérieure mais augmente le poids. Le centrage des poids était intéressant en termes de tangage mais c’est probablement l’excédent de poids qui a guidé le choix. Sachant que le surcroît de rigidité apporté par la structure en X n’est vraiment intéressant que dans la mer formée.

Les flotteurs

Avez-vous remarqué qu’ils dépassent aussi à l’arrière ? D’après mes estimations, ils dépasseraient de 1,90 m à 2 m à l’avant et 1 m à 1,10 m à l’arrière. En allongeant les flotteurs vers l’avant sur DoGzilla, VPLP gardent des formes très fines, favorables à la vitesse, tout en combattant l’enfournement des flotteurs au portant.

Le profil des flotteurs est assez proche de Groupama 2, avec et des lignes très tendues remontant vers l’arrière. Ce sont de formes classiques sur les trimarans d’aujourd’hui. Par contre l’arrière est beaucoup plus plat sur Dogzilla que sur Gp3 ou BPV.

Marche bien le copier coller chez VPLP

Des formes plates créent une force hydrodynamique diminuant l’enfoncement du flotteur donc la surface mouillée. Et parallèlement avec l’allongement des flotteurs, cela peut aider à combattre le tangage. L’étrave inversée des flotteurs me paraît, elle, plus un effet esthétique qu’autre chose.

La coque centrale

Son profil est proche des productions des architectes, avec une coque assez bananée au creux maximal centré. Elle est très étroite et très basse avec un franc bord à l’étrave qui ne doit pas excéder 1,50 m et encore moins à l’arrière. Les formes arrière sont assez plates (comme sur BPV), le but étant de faire décoller la coque le plus tôt possible pour ne naviguer que sur le flotteur.

Pas de driedre chez DoGzilla ça monte toute de suite !

Le mât

Près de 50 m de haut. Il s’agit d’un mât aile dont la corde semble assez importante, autour de 1.8 – 2 m, peut-être plus (à l’œil), plus élevée en tout cas que la corde du mât de BPV, ce qui en ferait le plus important (en surface) mât aile jamais monté sur un multicoque (le mât de Royale2 faisait 60 m2). C’est de toute façon le plus grand jamais réalisé.

Difficile d’estimer la position du mât sur des photos. Je dirais que le mât semble être en position centrale sur la coque, comme sur un 60’.

Les safrans

Trois safrans évidemment . Les safrans des flotteurs sont très reculés, en fait au niveau du bras arrière. Il s’agit évidemment de favoriser l’évolutivité du trimaran. Le safran central est quant à lui posé sur le tableau arrière. Position peu favorable à la vitesse (tant que la coque ne vole pas) comme l’atteste le sillage.

Quand ça bulle ça traine

Le poste de barre

Il est situé derrière le bras de liaison arrière. Pour simplifier on a placé tout sur le même axe, les safrans, le bras et le barreur. But : simplicité, fiabilité et peut-être toucher de barre. Le barreur est suffisamment loin de la coque pour avoir une bonne vision et suffisamment près pour favoriser la communication avec l’équipage.On remarquera aussi que la barre à roue est double pour contrôler le trimmer et quel trimmer puisqu’il occupe presque 40% de la corde de la dérive.

Le big Trimmer !!!

Le cockpit est une simple plateforme, assez étroite. Ça risque de se bousculer pour la bonne quinzaine voir vingtaine d’homme à bord.

Les hydrofoils

Ils servent de plan antidérive au près et soulagent le flotteur aux hautes vitesses, au portant, l’empêchant ainsi d’enfourner. Aux hautes vitesses, le flotteur peut même déjauger complètement, diminuant ainsi de façon radicale la surface mouillée. Le système est tellement efficace que dans les accélérations Groupama2 navigue carrément cabré.

Quand ça cambre ça va plus vite ?

Dans ces conditions le tableau arrière et surtout les flotteurs traînent dans l’eau, ce qui réduit sans doute la vitesse. Le même phénomène risque de se reproduire sur DoGziila, d’autant plus que les foils me paraissent légèrement plus avancés. Cela et la position du safran sur le tableau arrièreme’conduisent à penser qu’ils envisagent peut-être d’y placer un foil avec, pourquoi pas, un système de réglage de la profondeur.

L’aérodynamique

Aux vitesses atteintes par ce bateau, les problèmes d’aérodynamique commencent à prendre un sens. On remarque qu’un carénage en toile a été posé derrière le bras avant. Le premier à avoir adapté un tel carénage fut Eric Tabarly, sur le Paul Ricard en 1979

Bravo Eric

Par la suite Gilles Ollier fit des études qu’il mit en application sur Crédit Agricole en 84 puis sur Jet Services 4 en carénant l’arrière des bras. Depuis l’idée semblait avoir été abandonnée. Le carénage de DoGzilla est-il réellement efficace ? Mystère. Je me pose plus de questions sur le frein crée par ces immenses filets, sans parler de la prise au vent lorsque le bateau lève la patte, qui peut augmenter le couple de chavirage. Des études ont-elles jamais été réalisées sur le sujet ? Quand on voit le peu de place dont les équipiers disposent pour la manœuvre sur un monocoque en général, et sur un Class America en particulier, on peut se demander si ces immenses filets sont vraiment utiles.

Maintenant quelle va être la réponse des Suisses ?

On sait que grâce aux courses sur lacs, ces derniers ont une grande expérience des multicoques extrèmes. Alors ?

Un trimaran du même style ?

Un grand Black de 44 pieds pour Alinghi

Un catamaran ? Bien que pour les 60’ open, le débat tri-cata ait été tranché, il n’est pas certain qu’un cata ne puisse pas être compétitif. Si le cata a bien une surface mouillée supérieure tant qu’il est sur deux coques, il n’en est plus de même lorsqu’il vole.

Un trimaran ou catamaran à foils ? On a vu plusieurs prototypes à foils sur les lacs ces derniers temps et n’oublions pas non plus que l’hydroptère est désormais commandité par des Suisses.

Cela dit, après avoir été longtemps un inconditionnel des hydroptères, je me demande de plus en plus s’ils sont la réponse adaptée aux hautes vitesses. On sait que quand la portance augmente la traînée aussi, de plus certaine simulation numérique montre qu’il y aurait un mur autour de 50 nœuds (http://foils.wordpress.com/2007/03/09/le-mur-des-50-noeuds/). Les coques de type hydravion, comme le cata d’Yves Parlier, qui a montré des capacités de vitesse étonnantes, sont peut-être la solution.

Alinghi plus innovant que BMW Oracle, trop facile !

De nombreuses recherches eurent lieu au début du XXè siècle sur ce type de coques. L’idée de l’injection d’air ayant même été reprise aujourd’hui sur des windsurfs de série. Il y a peut-être quelque chose à creuser de ce côté….

Marc Aumont Merci pour vos commentaires..

Marc n’est pas responsable des commentaires sous les photos, désolé c’est encore moi. Matthieu

Sailvision

Le reportage débute par quelques images sur le système dit de sailvision.

On apprend que les américains ont équipés le trimaran de 9 caméras. Elles sont en général placé dans la haut du mat pour ne pas être perturbé par le soleil comme sur l’image ci-dessous. Mais on voit également qu’ils disposent de caméras sur le pont comme sur l’image ci-dessus.

J’imagine qu’il y a au moins 6 caméras dans le mat (2GV, 2 génois, 2 gennakers) plus 3 caméras supplémentaires pour visualiser les profils du bas (une au centre et deux proches des flotteurs). La Sailvision est un système qui essaye de reconnaitre des bandes dans les voiles pour ensuite tenter de reconstruire le profil en 3D. Les bandes doivent donc être nettement visible. Dans le cas de BMW Oracle il s’agit de bande noir et blanche mais on peut aussi avoir des bandes de couleur comme le orange pour Alinghi et Victory Challenge ou du vert pour Team New Zealand. Ces bandes sont plus ou moins épaisses en fonction de la position de la caméra. Par exemple dans le cas de caméra en tête de mat les bandes sont plus épaisses sur le bas car plus loin de l’objectif.

On remarque également sur l’image ci-dessus la présence d’un rectangle orange le long du guindant sur la bande de visualisation. Il sert à l’algorithme de reconnaissance pour trouver le début de la bande. On retrouve également ce genre de repère sur le pont comme sur la photo ci-dessous. Ils servent à repérer le centre du bateau afin de se répérer avec des valeurs fixes et par exemple calculer le vrillage du profil.

On remarquera que le orange est utilisé parcequ’il est très visible mais malheureusement pas seulement pour la sailvision mais aussi pour la sécurité. Groupama 2 est truffé de orange. D’ailleurs j’ai remarqué sur les dernières images qu’il n’y avait plus qu’une seule bande dans la grand voile.

Electronique

L’équipe américaine est également arrivé sur Groupama 2 avec sa propre centrale de navigation comme nous le révèle Bruno Laurent. Sur Groupama 2 comme sur beaucoup de voilier de course la centrale de navigation est un WTP, produit de B&G. BMW Oracle était également équipé de ce système pendant la dernière Coupe de l’America. Avec l’embauche d’une bonne partie de l’équipe de Luna Rossa, ils sont passés sur une centrale beaucoup plus moderne appelé Racing Bravo. Cette centrale utilise des technologies provenant de l’automobile comme par exemple des Can Bus qui permettent de brancher une multitude de capteur à des fréquences très élevées. La comparaison de ces deux systèmes (WTP et RB) a déjà faite par de nombreuses équipes de la Coupe de l’America, et il est intéressant de voir arriver ce système sur multicoque.

Le gros plus avantages de ces centrales par rapport à ceux rencontrés sur la plupart des voiliers est le calcul du vent. Il est ici particulièrement fiable car il prend en compte de nombreux paramètres comme la gîte et l’accélération du voilier tout en éliminant le bruit. La problèmatique du calcul du vent est encore plus difficile sur un multicoque disposant d’un mal aile rotatif et basculant. On remarque aussi sur la photo de la tête de mat une grosse boite qui pourrait par exemple être une centrale inertielle.

Centrale inertielle Octan

Une centrale inertielle mesure très présicèment les mouvements dans tous les axes bien sur. Un joli joujou. Il y a probablement pas mal d’autres capteurs installés genre des jauges de contraintes pour expliquer les problèmes rencontrés par le grand frère Groupama 3 au large de la Nouvelle Zélande. Je sens que cela les stress un peu, non ?.

Analyse

Maintenant il faut bien utiliser ces centaines de données parceque sinon les mecs avec leurs gros muscles ils vont vraiment se demander à quoi ça sert tout ce merdier… Sur l’eau on s’en sert pour les afficher sur tout plein d’écrans et éventuellement le relier à un système anti chavirement (ça peut servir messieur d’Alinghi…). Le navigateur dispose également des données à travers son logiciel de navigation favori comme Max Sea, Deckman ou expédition mais de cela j’en parlerai dans un autre billet (il est déjà un peu trop long). On peut aussi avoir des informations spécifiques comme pour les profils des voiles ou alors ceux de l’adversaire en speed test par télémétrie.

Le PDA de JPS à l’action sur Groupama

Du temps réel, j’en reparlerais. Mais dans une équipe de la Coupe de l’America où il y a autant de monde à terre il faut bien les occuper avec plein plein de jolis graphiques. Tout le monde en veux du graphique:

• les performeurs et leurs polaires à gogo
• Le tactitien pour connaitre le temps et les angles de virement
• Les règleurs pour la forme de leurs voiles
• Le design team pour mesurer les charges dans tel conditions
• Le mec du mat le vrillage de son tube
• L’electronique qui en repasse toujours une couche pour être sur (calibration oh calibration !)
• ….

Des graphiques j’en veux !

Enfin plein de truc super utile. Autant il existe peu de logiciel de nav, autant pour l’analyse il y en a autant que d’équipe. Il y a bien sur le grand MS Excel suivi de prés par Matlab, et une multitude de soft spécifique branchés sur autant de base de donnée qu’il existe sur le marché(encore que pour BMW Oracle, je crois bien que j’ai une idée…). Au vu des images des salles de débreifing il n’y a pas grand chose qui défrise… Oh Excel soit grand !.

Je plaisante mais on peut vraiment faire de belles choses. J’aurais du mal à dire le contraire c’est mon taff. . . Promis dans un autre billet je vous montre ce que l’on peut faire au niveau performance. Et puis si vous êtes gentil je tenterais de vous décrire à quoi va ressembler la tactique du prochain duel en multicoque.

Groupama et Banque Populaire en match racing – Crédit Gilles Martin Raget

Les entrainements joint de Groupama et Banque Populaire ont débuté et Gilles Martin Raget a réalisé de magnifiques photos à découvrir sur le site de BMW Oracle. J’espère que nous aurons également quelques vidéos. Je vous invite à lire également une tranche de vie de l’installation américaine à Lorient dans cette article de Kavadenn : La démesure.

La question du moment est de savoir si Franck Cammas sera à la barre du multicoque de 90 pieds des américains. Si c’est en Juillet prochain il sera indisponible pour cause de transat Québec St Malo mais en Octobre il ne dit pas non. Cool !.