Traversée de l'Atlantique à la voile autonome

Naviguer sur un bateau à travers l'Atlantique est déjà assez difficile pour un marin humain. Mais qu'en est-il d'un ordinateur ? BBC Future visite une régate de voile pour robots.

Personne n'a jamais traversé l'Atlantique en bateau autonome. Peu d'entre eux ont même essayé, seule une poignée d'équipes ont participé au Défi transatlantique Microtransat depuis ses débuts en 2010. Tous ont échoué, car la société Offshore Sensing a parcouru 1,500 XNUMX kilomètres – plus de la moitié du chemin, avant de commencer à tourner en rond.

Officiellement, le vainqueur de la Microtransat est l'équipe la plus rapide à réaliser la traversée ; en réalité, le gagnant est le premier. Ils ont établi des règles, comme une longueur maximale de navire (2.4 m ou 8 pieds) et un système d'évitement d'obstacles/collisions. Mais les équipes peuvent simplement mettre leur bateau à l'eau n'importe quand entre juillet et décembre, et peu importe la direction dans laquelle elles vont : de Terre-Neuve à l'Irlande, ou vice versa.

Les concurrents comprennent des clubs universitaires, mais aussi des compagnies de navires autonomes comme Offshore Sensing (une entreprise qui fabrique des navires de recherche autonomes à voile) et même l'US Naval Academy. L'objectif principal est de finir, après tout. Le plaisir de la compétition et la quête à long terme de la traversée de l'Atlantique sont, pour de nombreux participants, des sous-produits de projets d'entreprise ou de recherche.

Sailbuoy a un petit avantage. C'est une société commerciale qui vend des bateaux similaires pour des applications dans la recherche en océanographie et en météorologie. Le navire qu'il a envoyé sur le Microtransat avait auparavant effectué plusieurs mois de navigation autonome dans la mer du Nord plus agitée sans aucun problème.

Vu du haut, le bateau ressemble un peu à une planche de surf, avec un panneau solaire au milieu, et un short,
voile trapézoïdale près de l'avant. Mis à part la voile, il repose bas dans l'eau, coupant avec un nez et une queue effilés. Une mer agitée la fait tourner, lavant même par-dessus, sans l'abîmer, et elle semble, presque miraculeusement, garder un cap.

D'autres ont également les yeux rivés sur le défi et de nouvelles idées sur la façon de le résoudre. À l'Université des sciences appliquées d'Aland, une petite équipe d'ingénieurs construit des voiliers robotisés et les soumet à des compétitions depuis 2013. Cette année, ils ont acheté une voile rigide de type « aile » de 2.8 m (9.2 pieds) à un constructeur aéronautique suédois. et l'ont monté sur leur voilier de 2.4 m (8 pieds), ASPire.

ASP signifie Autonomous Sailing Platform, et il est blanc comme Sailbuoy, mais avec une coque plus profonde et plus étroite et la grande voile rectangulaire, flanquée de deux petits profils aérodynamiques. Les deux plates-formes ont été construites non pas pour participer à une course, mais pour servir d'outils de recherche, transportant des capteurs d'eau pour mesurer le pH, la température, la conductivité et la salinité.

Malgré l'accent mis sur la recherche, les risques liés à l'utilisation de la nouvelle voile non éprouvée et d'un système non testé, Aland Sailing Robots a inscrit son navire aux Championnats du monde de voile robotique de septembre, organisés à Horten, en Norvège, et a remporté la victoire.

Les Championnats du monde de voile robotique sont une retombée du Microtransat dans lequel des équipes d'universités ou d'entreprises de domaines connexes s'affrontent pendant quatre jours dans différentes tâches, notamment une course en flotte, une compétition de balayage de zone, l'évitement des collisions et le maintien en position, où le bateau doit tenir sa position pendant cinq minutes.

Course à départ décalé
Lors d'une première journée venteuse le long de l'entrée d'Oslofjord en Norvège, une course à départ décalé a vu le lancement d'ASPire peu de temps après un bateau en provenance de Norvège. Alors que les bateaux se dirigeaient vers le port intérieur d'Horten, une baie à côté d'un chantier naval avec la Suède visible de l'autre côté de l'eau, l'équipe d'Aland a regardé leur bateau rattraper lentement, puis passer le bateau de tête.

« C'était bon à voir », déclare Anna Friebe, chef de projet pour Aland Sailing Robots. « Je ne pensais pas vraiment que nous serions capables de rivaliser. Mais cela a fini par fonctionner, juste à temps.

Bien que la force de l'équipe réside dans l'ingénierie logicielle et l'analyse de situation, elle doit encore être suffisamment compétente en ingénierie mécanique pour faire fonctionner le bateau dans des mers difficiles. L'ASPire a été construit sur une coque avec des poids de plomb stabilisateurs dans la quille qui a été utilisée dans une compétition de voile paralympique. Pour cela, en plus de la voile d'aile, l'équipe a monté les capteurs de recherche et construit un gréement pour les treuiller dans l'eau.

Les bateaux des Championnats du monde de voile robotique varient en taille et en forme, de l'ASPire au look futuriste à un petit sloop traditionnel à deux voiles qui ressemble au genre de voilier télécommandé qu'un enfant pourrait naviguer sur un étang.

Le deuxième jour de la compétition, le fjord était recouvert de pluie alors que les bateaux utilisaient le vent, l'angle de leurs voiles et leurs gouvernails pour s'asseoir précisément sans bouger.

Comme toutes les compétitions, un ordinateur de bord, programmé à l'avance, devait être capable de reconnaître les conditions de vent, de comprendre sa propre position et de manipuler la voile et le safran pour compenser. Cela aussi, Aland a gagné, devant les hôtes de la deuxième place, le Collège universitaire de Norvège du Sud-Est et l'Académie navale des États-Unis à la troisième place.

Le troisième jour comportait un balayage de zone, où les bateaux avaient 30 minutes pour couvrir autant que possible une zone désignée.

La plupart utilisaient une manœuvre de virement de bord traditionnelle pour tracer un chemin, en jouant une ligne pour ouvrir la voile ou en l'enroulant pour changer l'angle. La voile d'aile d'ASPire tournait plutôt autour d'un mât central, ce qui, selon Friebe, a simplifié les opérations.

Vu d'en haut, le chemin d'ASPire ressemble à une grille de tondeuse à gazon, par rapport aux piles de spaghettis des autres bateaux, et Aland a donc fait un balayage complet, car l'événement d'évitement de collision du quatrième jour a été annulé en raison d'un manque de vent suffisant.

Aland Sailing Robots a été formé pour participer à la Microtransat, mais la pression financière, la majeure partie de leur financement provient du Fonds européen de développement régional et va à la plate-forme de recherche marine, ce qui signifie qu'ils n'ont pas eu les ressources pour tenter la traversée.

L'objectif du Microtransat, selon l'organisateur Colin Sauze, est de contribuer aux plateformes de surveillance des océans, mais aussi d'offrir une opportunité d'apprentissage.

Aland et Offshore Sensing se concentrent principalement sur la recherche aquatique. Les robots offrent plusieurs grands avantages par rapport aux autres moyens d'acquérir des données océaniques, explique Peddie. Les autres options, une bouée dérivante ou un navire habité, sont moins mobiles ou plus chères.

Un navire de recherche traditionnel peut coûter 20,000 200 $ par jour, ce qui, selon Peddie, pourrait faire fonctionner un voilier autonome pendant plusieurs mois, y compris le coût du bateau. De plus, les petits bateaux (Sailbuoy mesure deux mètres de long et pèse XNUMX livres) peuvent aller là où les bateaux avec équipage ne peuvent pas aller, comme le chemin d'un ouragan, ou des champs volcaniques ou d'icebergs.

De nombreuses autres équipes, à la fois dans le Microtransat et les championnats du monde de voile robotique, sont soit dirigées par l'industrie, soit en partenariat avec l'industrie.

L'équipe de l'US Naval Academy l'utilise pour l'éducation du personnel naval (leur bateau, le Trawler Bait, a été attrapé plus d'une fois par des pêcheurs). La moitié de l'équipe chinoise vient de l'Université de Shanghai et l'autre moitié d'une entreprise. L'institut de recherche navale norvégien a envoyé un bateau autonome pour aider à l'événement.

Et beaucoup de leurs travaux peuvent être appliqués même au-delà des voiliers. La navigation autonome est déjà en plein essor, et les normes que les concurrents de Microtransat doivent respecter pour éviter les collisions sont les mêmes que celles établies par l'Organisation maritime internationale, et le système d'identification automatique que l'équipe d'Aland a utilisé pour transmettre et recevoir le cap et la vitesse aux autres navires est le même celui que les navires commerciaux utilisent.

« Pour nous, en tant qu'entreprise, ce n'était pas vraiment un gros problème, le vrai Microtransat », explique Peddie. « Mais je suis ces gars-là depuis plusieurs années et je pense que c'est un concept intéressant. C'est aussi quelque chose qui a une signification historique, comme Lindbergh a survolé pratiquement la même distance reliant l'Amérique à l'Europe.

Pourtant, Peddie prévoit d'essayer à nouveau l'année prochaine, une fois que la bouée à voile, qui a été récupérée par un bateau de pêche, sera rendue et réparée (ils ne savent toujours pas exactement ce qui ne va pas).

« Nous aimerions juste être les premiers à le faire et réussir à traverser cette partie de l'océan », dit-il. « L'année prochaine, je pense que nous parviendrons à parcourir les 3,000 XNUMX milles au complet. »

Source : BBC Future