L E C A P E T L A R O U T E CHOIX CHAPITRE :
CAP COMPAS DU NAVIRE :
On appelle « Cap Compas », désigné par les lettres Cc, l’angle formé entre la direction du Nord du compas et la direction de l'avant du navire (la ligne de foi).
Le compas étant gradué de 0° à 360° vers la droite, le cap au compas se comptera de 0° à 360° vers la droite :
Nord : 0°
Est : 90°
Sud : 180°
Ouest : 270°
CAP VRAI DU NAVIRE :
On appelle « Cap Vrai » du navire, désigné par les lettres Cv, I’angle entre la direction du Nord géographique (Nord Vrai), et la direction de la quille du navire (la ligne de foi).
Le compas nous donne le cap compas (Cc) ; ce qui nous intéresse pour nous repérer sur la carte, c'est le cap vrai (Cv). Nous devrons donc le corriger (voir corrections du compas dans le cours sur « Le Point ») avec la variation W = D + d.
ROUTE SURFACE :
On appelle « Route Surface », désignée par les lettres Rs, la route suivie par le navire par rapport à la mer.
Les instruments de bord du navire donnent la vitesse du bateau par rapport à la mer (qui, elle, se déplace avec le courant) et non par rapport au fond (point fixe à terre). On l’appelle « Vitesse Surface » (Vs).
Le navire navigue par rapport au Nord géographique dans la direction Cv, mais il est dévié par le vent suivant un angle : Dv.
La route surface (Rs) est représentée par un vecteur de direction Rs et de longueur Vs
En pratique, à moins de connaître parfaitement le comportement du navire que l'on utilise par toutes les allures, il est très difficile de connaître précisément Dv.
Pour le premier cap, on le négligera, ou mieux, on l'estimera « au nez ». À la première occasion de faire le point, on comparera la position réelle avec la position estimée à ce moment là, et de l'erreur entre les 2 positions on déduira la valeur de Dv pour ce cap.
Attention : La dérive due au vent (Dv) n’est pas un vecteur, c’est un angle.
Si la dérive est TRIBORD, l’angle est POSITIF. Si la dérive est BÂBORD, l’angle est NÉGATIF.
ROUTE FOND :
On appelle « Route Fond », désignée par les lettres RF, la route suivie par le navire par rapport au fond de la mer. C’est la route que l’on trace sur la carte entre le point de départ et le point d’arrivée.
La route fond est égale à la somme des VECTEURS de la route suivie par rapport à la mer (Rs) et du déplacement de la mer par rapport à la terre : LE COURANT.
Faire une somme de vecteurs signifie qu'on tracera le courant avec son angle et sa longueur, puis la route surface avec son angle et sa longueur.
Le vecteur résultant sera le tracé qui referme le triangle.
Note : La dérive due au vent
Le courant (que nous allons voir au paragraphe suivant) est considéré comme un vecteur, c’est à dire qu’il agit sur l’angle de la route et sur la vitesse.
Contrairement au courant, la dérive due au vent n’agit qu’en tant qu’angle car elle ne modifie pas la vitesse.
En effet, le courant agissant sur le plan d’eau servant de référence à la mesure de la vitesse surface, pour avoir la vitesse par rapport au fond il faut tenir compte du déplacement du plan d’eau par rapport à la terre, donc du courant.
Le vent agit très peu sur le déplacement du plan d’eau (sous nos latitudes, environ 2 % de la vitesse du vent orienté à 45° à droite du sens du vent) ce qui est expliqué dans la rubrique « Marée et Courant ».
Le vent agit surtout sur le navire et l’accélère ou le ralentit par rapport au plan d’eau, cette modification de vitesse est donc déjà intégrée dans la mesure de la vitesse-surface.
Pour le calcul de la route, il faudra donc seulement tenir compte de l’angle de dérive.
En théorie (calculs trigo) un angle de dérive > 90° n’aurait aucun sens. En pratique, cet angle est faible (quelques degrés) et le calcul serait faux s’il dépassait trop la dizaine de degrés.
En effet, la dérive due au vent est fonction de la vitesse du vent, mais surtout de « tirant d’air » du navire, c'est-à-dire la surface de la projection du profil de sa partie émergée sur un plan vertical perpendiculaire à la vitesse du vent.
Si le vent est LATÉRAL, (tirant d’air maximum) et que l’angle de dérive atteint 90°, on a le VENT EN POUPE, et jamais le vent ne pourra faire dériver un navire qu’il pousse. Si on dépasse 90°, on reçoit le vent sur l’autre bord et donc la dérive s’inverse et nous ramène au VENT EN POUPE.
La valeur de l’angle de dérive dépendant donc de l’angle entre le navire est le vent ne peut être considéré comme constante que POUR DE FAIBLES VALEURS, par tranches d’environ 10 à 20°, il faut refaire les calculs avec des valeurs différentes.
Mais est-ce possible ?
Sur la force appliquée par le vent au navire et provoquant sa dérive, la seule composante à conserver est la force latérale et perpendiculaire à la route qui s’applique sur les superstructures du navire. Si elle est suffisante pour faire dévier un navire d’une trop grande valeur, le couple de renversement produit a depuis longtemps fait chavirer le navire.
Quelle est la limite acceptable à ce couple avant le chavirage ?
Trop d’éléments entrent en compte.
Un voilier muni d’une quille assez lourde et profonde résistera au chavirage plus longtemps qu’un bateau à moteur qui généralement n’a pas de quille, et de plus si c’est un monocoque (ponté et toutes écoutilles fermées bien sûr) il se redressera de lui-même après le coup de vent. Un prao peut-être, pas las autres types de multicoque.
Un bateau à moteur, en théorie, chavirera plus vite car ne dispose pas du couple de rappel de la quille, mais n’ayant pas de voiles, son tirant d’air est généralement plus faible que celui d’un voilier, ce qui repousse sa limite au chavirage. Par contre, n’ayant pas de quille, à vent égal et tirant d’air égal, il aura plus de dérive qu’un voilier.
Il y a aussi le risque de casse. Si ce couple devient trop important, un voilier peut y perdre ses voiles et même son mât. Un bateau à moteur peut voir ses superstructures arrachées.
Des cas de ce genre sont relatés dans les archives des capitaineries dans le secteur du FROMVEUR (passage entre Ouessant et Molène).
Il arrive qu’un porte-conteneurs y perde une partie ou l’ensemble de sa cargaison (même si elle était bien arrimée).
En pratique et « à vue de nez », j’estime qu’au-delà d’une quarantaine de degrés, un navire (quel qu’il soit) court un très grave danger.
La solution pour éviter la casse (sinon le naufrage) consiste à se mettre face au vent tous moyens de propulsion à pleine puissance et de mettre la barre légèrement vers la direction où on souhaite aller.
Le navire étant face au vent a très peu de chances de chavirer (tirant d’air minimum), la quasi-intégralité de sa puissance de propulsion est utilisée pour éviter de culer, et on avance quand même (lentement) dans la direction choisie. Il est évident que cette direction ne devra pas forcément être le but initial de la croisière, mais plutôt l’abri le plus proche s’il est accessible sans danger, ou une zone de mer plus calme, au large si nécessaire.
FAIRE VALOIR UNE ROUTE :
L'action de « faire valoir une route » consiste à partir de la Route Fond désirée pour calculer le Cap Compas à suivre.
Quand on prépare une navigation, on commence toujours par tracer la route idéale à suivre, puis on « fait valoir cette route » afin de connaître le cap à prendre.
On trace sur la carte marine la route théorique à suivre : RF
Ensuite on détermine le courant au lieu et à l'heure du départ (la méthode sera décrite dans le cours sur les marées).
Quelle que soit la durée de la navigation, afin d'éviter des erreurs de conversion, on effectue généralement le calcul pour une heure de route afin d'avoir la correspondance : Vitesse = Distance, car en 1 heure, si on nage à 1 nœud, on parcourt 1 MN (Mille Nautique).
On portera donc à partir du point de départ de RF un vecteur dans le sens du courant et de longueur en Nautiques égale à la vitesse en Nœuds.
Ensuite, de l'extrémité du vecteur courant on tracera le vecteur Rs de longueur Vs et dans la direction correcte pour que son extrémité se trouve sur le tracé de RF.
La portion de RF se trouvant entre le point de départ et l'extrémité de Rs représente la distance réellement parcourue en 1 heure, donc VF.
Connaissant VF, on peur maintenant tracer la position estimée du navire à l'heure voulue.
Nous connaissons donc maintenant Rs. Nous pouvons donc calculer Cv et enfin Cc.
CORRIGER UN CAP :
L'action de « corriger un cap », très utile en voilier, est l’opération inverse de « faire valoir une route ».
Au départ, comme vu ci-dessus, on a tracé RF puis « fait valoir la route » pour obtenir Cc.
Tout va bien si l’on peut effectivement tenir ce cap, mais il arrive souvent, sur un voilier, que ce soit impossible, par exemple si ce cap est trop près de vent.
Supposons par exemple que le cap calculé nous mette exactement bout au vent. Nous allons donc tirer des bords qui se à trouveront environ une cinquantaine de degrés sur bâbord ou sur tribord du cap idéal.
Nous ne sommes pas sur un dériveur de plage et donc nous ne naviguerons pas « à vue ».
Par exemple nous avons calculé Cc = 247, cap impossible à tenir, nous décidons de naviguer au 300. Mais quelle est alors la RF suivie ? Où allons nous ? Où serons-nous dans une heure ?
Nous devrons donc dans ce cas aussi estimer notre route, mais cette fois en partant du cap (Cc) afin de connaître RF.
Nous ferons donc l’inverse du calcul précédent :
Maintenant, on trace le vecteur courant à partir de la dernière position connue comme vu au paragraphe précédent et à l'extrémité de ce vecteur on porte le vecteur Rs de longueur Vs.
On referme le triangle en traçant une ligne entre le point de départ et l'extrémité de Rs. C'est la Route Fond.
On peut donc maintenant mesurer RF et VF et tracer la position réelle estimée du navire à l'heure voulue.
L'ESTIME :
Faire une estime ne veut pas dire faire de l'à peu près. L'estime couvre tous les calculs vus précédemment pour « corriger un cap » ou « faire valoir une route ». Le résultat obtenu doit être suffisamment précis pour pouvoir naviguer à l'aveuglette et savoir calculer à chaque instant la position du navire le plus précisément possible.
Par exemple, parti du port de Dielette, à 8h00 (soit 2h avant la pleine mer de 10h00 - St Malo) vous doublez le Nez de Jobourg à 9h00 et désirez vous rendre au Nord d’Aurigny.
À quel cap faut-il gouverner ? Où se trouvera le navire à 10h00 ?
Pour répondre à cela nous allons « faire valoir la route ».
Votre route fond souhaitée est RF = 300 ° è RF = 300 °
On détermine ensuite le courant (la méthode n’est pas détaillée ici, se rapporter au cours sur les marées).
Le coefficient de marée est de 95 (vives eaux), nous sommes maintenant 1 heure avant la pleine mer (voir tableau des courant Zone <D>).
Le courant porte au 35° à 3,2 nœuds.
La route fond (RF) est la somme des vecteurs : [ Rs, Vs ] + [ Courant (direction, vitesse) ]
Sachant que la vitesse surface (c’est celle qui est donnée par les instruments de bord) est de 6 nœuds, avec le compas à pointes sèches on prend une mesure de 6 MN (6 minutes de latitude), on place une pointe à l’extrémité du vecteur courant et l’autre sur le tracé de la route fond (RF).
On obtient le tracé de Rs et on en mesure l'angle : è Rs = 267°
Un vent de suroît provoque une dérive de 5° Tribord, donc : Dv = + 5 ° , sachant que Rs = Cv + Dv
On obtient donc Cv = Rs - Dv è Cv = 262 °
Le cap vrai étant de 262°, si W = - 3°, on obtient : Cv = 262 = Cc - 3 è Cc = 265°
On gouvernera donc au 265°.
On obtient la vitesse réelle ou vitesse fond (VF) en mesurant la portion du tracé de RF interceptée par la somme des 2 vecteurs.
Ici, on obtient è VF = 4,8 nœuds
La position du navire à 10h sera le point d’intersection de Rv avec Cv sur la route fond.
Bien que tout ait été soigneusement calculé, le point obtenu s’appelle : La position estimée à 10h.
À partir de la position estimée à 10h, pour avoir le prochain cap, il faudra refaire le même tracé après avoir recalculé le courant (qui a forcément changé en direction et vitesse) et éventuellement la nouvelle dérive due au vent.
Si à 10h on a fait le point, c'est de là qu'on repartira et non pas du point estimé s'ils sont différents. La différence servira à recalculer Dv.
En conclusion, pour aller au 300 on gouvernera au 265, l’avant du navire sera orienté au 262 et on se déplacera à 4,8 nœuds alors que les instruments de bord indiqueront une vitesse de 6 nœuds (Au temps pour la navigation à vue).
FEUILLES DE CALCULS :
Les feuilles de calculs ci-dessous permettent d'obtenir les mêmes résultats qu'avec la méthode graphique, mais sans tracés, en utilisant seulement la trigonométrie.
Attention : Contrairement au tracé sur carte, l'utilisation de la feuille de calcul ne permet pas de voir les éventuels obstacles comme les récifs, les krakens, les hauts fonds, les chenaux réglementés, etc...ni même la côte.
Ces calculs ne doivent pas être utilisés à la place du tracé sur carte pour naviguer. On peut éventuellement s'en servir pour vérifier un résultat, mais leur but principal est l'entraînement à la navigation. Ces tableaux vous permettront de vérifier l'exactitude de vos tracés.
Les arrondis fait sur les valeurs numériques des expressions trigonométriques peuvent entraîner une erreur qui ne devrait pas être supérieure au degré.
Le fonctionnement des feuilles de calcul nécessite EXCEL 2000 ou plus.
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