arrow_back_ios

Main Menu

arrow_back_ios

Main Menu

arrow_back_ios

Main Menu

30 avril 2020


 

Le Vendée Globe, une course à la voile en solitaire et sans escale autour du monde qui débutera en novembre, a suscité un intérêt bien au-delà du monde de la voile, en raison du courage des skippers qui s'apprêtent à affronter un parcours éprouvant de trois mois sans aucune assistance.

 

Au cours de cette période, ils devront faire face à des conditions météorologiques extrêmes, à une mer agitée (en particulier dans les océans Pacifique et Antarctique) et aux dangers constants associés à la navigation en solitaire. En cela, le Vendée Globe est, non seulement, une aventure humaine, mais également une course nautique exigeant des bateaux performants et robustes, capables de supporter d’être en permanence sollicités jusqu’à leurs limites (et parfois au-delà).

 

Les yachts participant à cette compétition sont équipés de technologies de pointe, notamment de capteurs essentiels pour surveiller les performances des bateaux. HBK, expert en tests et mesures, réputé pour la fabrication de capteurs et de systèmes d'acquisition haut de gamme capables de résister à des conditions environnementales extrêmes, a été sollicité pour contribuer à l'équipement des navires.

 

for Cybersecurity Previous Next Dans la dernière édition du Vendée Globe, HBK a été impliqué au projet Advens for Cybersecurity, pour le développement et l'installation de jauges optiques sur les foils du voilier.

 

Ces foils sont des « ailes » spéciales placées sous la coque du navire, composées d'un arbre (la partie la plus longue, généralement droite, qui entre et sort de la coque), d'un plan d'appui (généralement courbé) et d'une pointe (une partie droite et verticale). À mesure que le bateau prend de la vitesse, la coque repose sur la partie inférieure des foils, ce qui la soulève, réduisant ainsi la résistance à l'eau et augmentant la vitesse.

Les foils sont particulièrement efficaces lorsque l'on navigue au vent de travers (vent latéral) et ne peuvent être utilisés que lorsque les conditions de navigation sont relativement calmes. En fonction de ces différents facteurs et afin d’optimiser encore davantage les performances du bateau, un mécanisme permet de rétracter ou sortir les foils dans la coque...

 

L'utilisation des foils dans les courses au large est récente ; ils ont été utilisés pour la première fois lors du Vendée Globe 2016 (la course a lieu tous les quatre ans). Leur efficacité c’est vite fait ressentir (les 4 premiers voiliers à l'arrivée en étaient équipés) mais la technique à montrer quelques faiblesses. Depuis, les concepteurs s'efforcent d'en améliorer à la fois les performances et la fiabilité.

 

L'International Monohull Open Class Association (IMOCA) a été chargée de concevoir et de préparer l'IMOCA Advens for Cybersecurity pour le dernier Vendée Globe, avec Thomas Ruyant comme skipper.

 

Son directeur technique, M. Laurent Bourgues, déclare : Les foils sont devenus un élément essentiel de la performance. Aujourd'hui, il n'est pas exagéré de dire que le bateau est construit autour des foils, plutôt que l'inverse.

 

Concernant les foils nous sommes encore en phase d'apprentissage, ils ne cessent d'évoluer, notamment leur forme et leurs dimensions. « La validation des choix techniques, des données de conception et du comportement en conditions extrêmes s'effectue en mer », poursuit Laurent.

 

Faute de temps, faute d'argent aussi (le coût d’un foil coûte avoisine les 150.000 euros), il n'est pas envisageable de développer et de tester des prototypes en laboratoire. Pour ces raisons, nous avons décidé d'équiper les foils d'instruments et d'enregistrer les données de mesure. Pour ces raisons, nous avons décidé d'instrumenter les foils et d'enregistrer les données de mesure, à la fois pour aider le skipper à ne pas aller au-delà des limites et afin de procéder à des analyses à posteriori et les corréler avec d'autres données (vent, conditions de mer, vitesse du bateau, etc.) », ajoute Laurent Bourgues.

 

Le choix de la fibre optique

Très attentives aux dernières avancées technologiques dans le domaine de la mesure, les équipes IMOCA Thomas Ruyant Racing ont opté cette année pour un extensomètre à fibre optique, plus robuste que les jauges conventionnelles. Réputé pour sa fiabilité et sa compétence en matière d'équipements complexes, le concepteur IMOCA a une nouvelle fois contacté HBK pour l'assister dans ce projet.

 

Le département d'ingénierie de HBK pour l'Europe du Sud-Ouest, dirigé par Carola Corazza, a collaboré avec Laurent Bourgues afin de définir les caractéristiques des jauges ainsi que la méthode d'installation sur le foil. Mon service intervient habituellement au plus près du site du client. Dans ce cas précis, nous avons fait une petite exception... à la demande du client. Ruyant Racing est basé à Lorient, mais la réunion de travail a eu lieu en Italie, car il importait de travailler en proximité avec le concepteur des composants du bateau

 

- basé en Italie », explique Carola Corazza. Pour effectuer les mesures de déformation, la fibre de type FS62 a été choisie et (pour chaque foil) 4 points de mesure Les discussions avec le client nous ont permis de comprendre l'ensemble de ses besoins et de lui proposer des solutions. La même fibre pourrait être utilisée pour effectuer les mesures de température. Nous avons donc décidé de le personnaliser et d'y intégrer un capteur thermique au réseau », explique Carola.

 

Suivant le cahier des charges du client, tous ces points de mesure (réseaux de Bragg) sont déterminés et placés avec précision le long de la fibre. Cette fibre est couplée au système de mesure optique dynamique FS22 DI (également appelé interrogateur optique), qui convertit les mesures optiques en données numériques pouvant être utilisées par les systèmes d'acquisition conventionnels. La distance entre le point de mesure le plus éloigné et l'interrogateur optique est de cinq mètres, ce qui est relativement court par rapport à certaines applications qui nécessitent des fibres optiques d'une longueur supérieure à 30 mètres.

 

Une course contre le temps...

Ces choix techniques ont été définis au cours du premier trimestre 2019. À ce moment-là, la course contre la montre était déjà lancée pour Imoca Thomas Ruyant Racing qui souhaitait aligner son bateau sur la Transat en double Jacques Vabre, au départ le 27 octobre et ralliant Le Havre à Salvador de Baia au Brésil. Ainsi, pour des raisons pratiques et pour gagner un temps précieux, l'instrumentation des foils a finalement été effectuée à Lorient, et non près de Milan comme initialement prévu. Les équipes d’ingénierie HBK, dispose de compétences partout en Europe, et ont su s'adapter à ce changement, l’installation des jauges optiques, a ainsi été assurée par Nicolas Visoianu, ingénieur "Field Service" chez HBK France.

 

En conséquence, l'installation des jauges optiques a été effectuée par Nicolas Visoianu, ingénieur de maintenance sur site chez HBK, basé dans les bureaux français de l'entreprise.

 

Les foils, constitués d'un empilement technique de plusieurs couches de fibres de carbone, ont été spécialement conçus pour intégrer la fibre optique : la partie externe est munie d'une gorge. L'insertion de la fibre dans cette rainure est un travail minutieux, comme l'explique Nicolas : Étant donné qu'ils sont relativement lourds et difficiles à manipuler, le film a été fixé dans une position qui me permettait de travailler dans de bonnes conditions. Pour obtenir les performances optimales, il est très important de positionner la fibre avec précision et de porter une grande attention au collage. Ici, les erreurs ne sont pas rattrapables! Dans ce domaine, HBK a acquis une expertise qui la distingue des entreprises concurrentes. Au final, il faut être capable de fournir des µm/m, garantis avec une incertitude acceptable. C’est un niveau d’expertise difficile à atteindre.

 

La colle X120 utilisée témoigne également de notre expertise dans ce domaine : elle a été spécialement conçue pour le montage de ce type de jauge. Dans le cas présent, elle remplit la rainure jusqu'à affleurer en surface, ce qui permet d’y ajouter une couche de protection, pour résister à l'eau de mer.

 

Ce projet a été mené à bien en un temps record, ce qui a permis au bateau de prendre la mer en septembre 2019, huit semaines avant le départ de la Transat Jacques Vabre. Après quelques essais, le voilier était aligné sur la course. Malgré une défaillance liée aux vérins du pilote automatique peu après le départ, qui a nécessité une escale de quatre heures à Cherbourg, Advens for Cybersecurity s'est montré très performant et a terminé à une remarquable cinquième place. Ce retour est dû à des moyennes élevées ; en une seule journée, le yacht a parcouru 521 milles en 24 heures à une vitesse moyenne de 22,30 nœuds.

 

"Les foils ont évidemment joué un rôle important pour atteindre cette performance. Grâce aux capteurs et au système d'acquisition de données, le skipper a pu les utiliser de manière optimale, sans dépasser les limites

- Monsieur Laurent Bourgues.

 

Après cette première course réussie, une évaluation s'imposait. Les données enregistrées ont donc été analysées et corrélées afin d'identifier des possibilités d'amélioration. Les mesures réalisées sur les foils, constituent une source d’information précieuse pour améliorer le pilotage du bateau. Le prix à payer est la consommation : « 1 A à 24 V n'est pas négligeable », explique Laurent Bourgues.

 

Pour Nicolas Visoianu, il est possible d'agir sur cette consommation : Ce chiffre comprend la partie optique, mais également tous les composants électroniques associés au Traitement des données. Il faut considérer que cette consommation peut ne pas être permanente, car les foils ne sont pas utilisables dans toutes les conditions de vent et de mer.

 

Monsieur Alexandre Fayeulle, PDG d'Advens for Cybersecurity, ajoute : La Transat Jacques Vabre a confirmé le potentiel exceptionnel d'Advens en matière de cybersécurité. Ce bateau est de très bonne facture – on sent qu'il est en avance sur son temps. Nous sommes pleins d'espoir et d'ambition pour le prochain Vendée Globe.

 

À ce moment-là, tout le monde sera présent, y compris HBK.


Rubriques associées

A propos de HBK :

Accélérez l'innovation de vos produits grâce aux solutions HBK pour les tests virtuels, physiques et en cours de fabrication.  Qu'il s'agisse de l'électrification de la mobilité ou des progrès de la fabrication intelligente, nous vous accompagnons tout au long du cycle de vie du produit, partageant votre vision d'un monde plus propre, plus sain et plus productif.