| Les différents systèmes de navigation utilisés à la Marine. |
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La boussoleLa 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 satelliteLes 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 GPS est simplement l'évlution de systèmes qui ont vu le jour pendant la seconde guerre mondiale, le LORAN et le DECCA (systèmes de navigation hyperbolique).
Le gyrocompasLes 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 astronomiqueLa 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 AssociationTous 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.
SART: Search and Rescue TransponderLe radiotéléphone a bord a bien changé depuis le walkie-talkie de l'après guerre. Les appareils certifiés doivent transmettre l'identification de l'appareil sous forme codée après chaque émission.Actuellement le radiotéléphone reçoit également la position du navire (ici aussi via une phrase NMEA), mais elle n'est utilisée que pour les messages de détresse. Les messages de détresse sont normalement transmis via Inmarsat (satellite), mais certains radiotéléphones ont également une fonction d'appel de détresse automatique qui transmet la position du navire.
Certaines bouées fixes en mer (racon: radar beacon) signalant des récifs ou des bas-fonds répondent également au radar, mais on voit assez bien la différence: les impulsions ne sont pas aussi rapides et durent un peu plus longtemps (image 2 à gauche). Le résultat visible est que les points sont plus espacés Souvent les bouées répondent par un code morse, et on voit alors une succession de points et de traits (dernière image à droite). Le code "O" est indiqué par 3 traits. |
Les radeaux de sauvetage n'ont pas d'installation de GPS et ne peuvent normalement pas transmettre leur position. Par contre ils ont un système radio se met en route automatiquement quand le radeau est mis à l'eau et qui répond automatiquement aux signaux émis par le radar. Le radar émet une impulsion très courte de forte puissance et la balise répond directement sur la même fréquence, ce qui produit sur l'écran une série de points rapprochés dirigés vers le radeau (voir image 1 à gauche). La portée de l'installation de secours est très importante (plus que la portée effective du radar), car il s'agit d'un système actif qui double la portée du radar. Ce signal peut aisément être capté par un hélicoptère de reconnaissance.
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