Marine Zeebrugge
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Les différents systèmes de navigation utilisés à la Marine.
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Détecteur de rotation (vu d'en haut)


Vue sur le coté

La boussole

La boussole indique le nord magnétique, mais nécessite plusieurs corrections pour indiquer le nord vrai (nord magnétique). Une boussole marine est appellée compas. Le compas est encore obligatoire sur tous les navires, car c'est un instrument qui continue à fonctionner, même sans source de courant. Avec les moyens de navigation modernes, c'est une obligation qui est un peu désuette.

La navigation par satellite

Les différents systèmes de navigation ont souvent une origine marine: le Loran et le Decca permettaient de donner la position d'un navire, quand celui-ci était situé à moins d'environ 1000km des côtes. Ces systèmes avec émetteurs situés à terre ont été remplacés par une constellation de satellites. Il en faut 24 en fonction pour avoir une couverture permanente de toute la surface de la terre, généralement on en garde quelques un en réserve.

On vous explique sur cette page comment le récepteur GPS peut déterminer sa position

Le gyrocompas

Les moyens de navigation modernes comme le gyrocompas, la plateforme inertielle et le GPS ont remplacé la boussole. La boussole et le gyrocompas indiquent la direction (le cap) d'un navire. Mais comment fonctionnent-ils? C'est assez simple pour la boussole, mais beaucoup plus complexe pour un gyrocompas.


Indicateur de rotation gyroscopique (gyromètre)

Le fonctionnement du gyromètre est expliqué sur cette page.

Navigation astronomique

La navigation astronomique est basée sur la position connue des astres pour déterminer sa propre position. La hauteur d'une étoile par rapport à l'horizon (élévation) est déterminée avec un sextant et la position des étoiles est reprise dan un livre d'éphémérides.

Pour pouvoir effectuer une mesure correcte de l'élévation, l'horizon doit être visible, ainsi que les étoiles utilisées comme référence. La mesure est ainsi effectuée pendant le crépuscule nautique, quand le soleil se trouve entre 6 et 12° sous l'horizon.

La position propre des satellites (voir la mission Apollo) est déterminée en mesurant la distance entre des étoiles connues. C'est toujours le cas actuellement, car il n'y a pas de signal GPS valable dans l'espace.

L'avion de reconaissance supersonique américain Blackbird (SR-71) utilise une caméra spéciale pour voir les étoiles et déterminer sa position au dessus des pays ennemis.


National Marine Electronics Association

Tous les différents systèmes de navigation sont reliés ensemble et envoient des informations via un protocole standardisé (NMEA: National Marine Electronics Association). Il s'agit d'un protocole sériel simple (RS422), qui permet l'interconnection de tous les appareils, même les détecteurs les plus élémentaires.

Pour transmettre les informations qui n'ont pas trait à la navigation (par exemple température de l'eau de refroidissement du moteur, vitesse du moteur,...) on utilise le bus de données CAN comme sur les automobiles. Ce protocole contient une priorité des messages.

Il y a aussi un standard NMEA qui permet la transmission des sentences ("phrases") via le réseau internet local. Chaque phrase est envoyée via un paquet UDP en broadcast. La longueur totale d'une phrase est de 82 caractères avec le CRLF, ben tiens, voici Hollerith qui refait une apparition furtive.

L'AIS (automatic identification system) reçoit la position de tous les navires à proximité et envoie les informations au radar. L'AIS reçoit également sa position et sa vitesse via la plateforme inertielle du navire (INS: inertial navigation system) et la transmet par radio aux autres navires, simultanément avec la valeur ROT.

Le GPS transmet sa position à la plateforme inertielle: cela permet de la recalibrer pendant la navigation. La plateforme inertielle peut continuer à fournir la position du navire sans signal du GPS, mais la précision diminue au fil du temps (la plateforme inertielle ne permet pas une mesure absolue).

NMEA est en principe un protocole fermé, mais toutes les phrases possibles ont été décodées et se trouvent sur l'internet.

Les navires utilisent de moins en moins le gyrocompas qui est un appareil mécanique complexe: il est remplacé par la plateforme inertielle qui fournit en plus du cap la vitesse et la position du navire.

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