La connaissance de son cap et de sa vitesse est une condition indispensable à la navigation en mer, que ce soit pour le loisir, le commerce, les navires de guerre, sans oublier la navigation sportive. Avec le temps, on est passé du compas et du loch aux gyroscopes ou centrales de navigation inertielle ou par satellite. Les hautes performances, qui étaient réservées aux applications navales militaires, se déploient désormais dans la voile de haut niveau.

Exail joue un rôle clé dans cette évolution, ce que j'ai découvert avec beaucoup d’émotion et de nostalgie en rejoignant le groupe en 2023. Que de chemin parcouru dans la course au large depuis mes années de course croisière à l’X au début des années 90. J'avais eu la chance de naviguer avec Thomas Coville qui y faisait son service militaire… et que je retrouve en 2024 comme « utilisateur » de centrale inertielle dans son projet de Trophée Jules Verne !

La nécessité de localisation précise hors couverture satellitaire

En plus du cap donné par le gyro, qui est évidemment la base, les centrales de navigation modernes fournissent des informations de positionnement très précises, dont les dérives sont de plus en plus limitées. Ainsi, les performances de stabilité et de précision des centrales Exail, qui utilisent la technologie FOG (Fiber Optic Gyroscope), les rendent compatibles pour une utilisation sur SNLE.

Ces capacités sont déterminantes pour les navigateurs de course au large, notamment ceux du Vendée Globe. D'une part en effet, les mers du Sud sont mal couvertes par les systèmes de navigation et de positionnement par satellite (GNSS). Et d'autre part, pour des raisons géopolitiques, certaines zones du globe n'ont pas de garantie d'un positionnement satellitaire fiable. Vous aurez peut-être remarqué dans les cockpits des concurrents du Vendée Globe le Quadrans d’Exail, gyroscope connu pour sa simplicité, sa robustesse et la disponibilité de ses mesures indépendamment du GNSS. Mais la performance des systèmes inertiels d’Exail permet beaucoup plus que le simple positionnement.

L'Imoca « tout commence en Finistère » de Jean Le Cam

Une plus grande précision rendue nécessaire par la vitesse accrue des voiliers

Les dernières générations de voiliers de course méritent le nom de « Formule 1 des mers » avec des vitesses moyennes de 25 nœuds et des pointes à 40 nœuds. Pour naviguer sous pilote automatique à haute vitesse, la connaissance instantanée du cap et de la vitesse est indispensable pour les lois de contrôle des autopilotes. L'efficacité du safran dépend du carré de la vitesse. Il existe une forte non-linéarité entre l'angle de barre et son efficacité à grande vitesse. L'électronique des autopilotes des voiliers est devenue très poussée… et très dépendante de la qualité des informations de la centrale inertielle !

Il y a également un enjeu de sécurité pour le navigateur : les écarts et le risque de décrochage du pilote automatique peuvent entraîner des conséquences dramatiques sur le bateau, du fait des énormes efforts qui s’exercent sur la mâture, les dérives et la coque. Cela peut provoquer la casse de certains de ces éléments ou même le chavirage pur et simple.

Les gyroscopes Quadrans d’Exail, qui garantissent une incertitude inférieure à 0,1° répondent à ces besoins des bateaux du Vendée Globe, mais aussi des catamarans monotypes F50 du circuit des régates Sails GP. Pour le trimaran Sodebo, il sert même à connaître l'angle du mât principal par rapport au nord afin d'optimiser la polaire des voiles.

Des bateaux qui se rapprochent des avions

Les progrès de l’architecture navale et des matériaux ont permis ces dernières années de concevoir des navires à foils qui volent littéralement sur l’eau. Ils nécessitent que l'on maîtrise parfaitement l’attitude, l’assiette du bateau avec une très grande dynamique dans les 3 axes, à l’image de ce qu’on peut faire sur les avions. Cela concerne le cap, mais aussi le roulis et le tangage, avec une dynamique suffisante pour permettre une réaction immédiate du système de contrôle ou de l’équipage.

Les centrales Hydrins répondent à l'objectif de précision de 0,01°, et équipent les multicoques sur foil de la coupe de l’America s’opposant dans des duels de « match racing » à haute vitesse (2017) ainsi que les grands monocoques à foils. L'Hydrins permet également de naviguer dans un état de mer plus formé, car il supporte des chocs jusqu'à 15g en gardant une navigation optimale.

L’alignement en mouvement

Un autre aspect important de ces systèmes est leur capacité à redémarrer après une avarie. Pour les centrales, la difficulté est souvent le temps de recalage notamment au nord, qui nécessite en général de s’arrêter complètement. Inutile de souligner le problème que cela pose à un compétiteur de course au large ! Avec sa centrale Octans 9, Exail donne désormais aux navigateurs la possibilité de faire ce recalage tout en restant en mouvement et donc en course !

Une mise en scène immersive

Enfin, des progrès importants ont été accomplis ces dernières années dans le suivi en image des régates grâce aux systèmes inertiels. L'objectif est de proposer des images en réalité augmentée avec les informations sur les trajectoires prévisionnelles des bateaux.

Nos centrales y jouent un rôle clef. Pour la coupe de l’America, un gyro d’Exail (l’Atlans 7) est installé à bord de l'hélicoptère, couplé à une caméra qui filme le plan d'eau. Les voiliers sont équipés soit d'Hydrins, soit d'Atlans A7. Les données de position et de vitesse sont transmises en temps réel à l'hélicoptère, puis envoyées à une société de post-production en quasi-temps réel. La société de diffusion ajoute les méta-informations (position, vitesse, distance, etc.) pour rendre la course plus facile et intéressante à suivre.

La performance technologique au service de la performance sportive

La voile de haut niveau, qu'il s'agisse de course au large ou de match racing, a subi une véritable révolution ces dernières années, avec le design et les matériaux qui ont permis de réaliser des engins mi-bateau mi-avion capables d’atteindre des vitesses de plus de 50 nœuds. Nous sommes fiers d'y avoir participé par nos systèmes inertiels. Cela rejoint notre ADN fait d’innovation et d’aventure industrielle. Les centrales d’Exail équipent 80 % des voiliers de course dans le monde.

Jérôme Bendell, ICA, Directeur Général systèmes maritimes d’Exail

X-SupAéro, Jérôme Bendell commence à la DGA comme expert technique puis directeur de programmes dans le naval et l’aéronautique. Il a 30 ans d’expérience opérationnelle et de management dans l’aéronautique, le naval et les hautes technologies notamment chez Thales et Alcatel entre 2003 et 2023. Il rejoint Exail en 2023. Il est directeur du pôle Maritime d’Exail depuis le 15 mars 2024.