Parmi les facteurs qui ont contribué à l’essor rapide des régulateurs d’allure, il y a le miracle économique de l’après-guerre, le nombre croissant de voiliers produits en série et la production de masse de bateaux en matières synthétiques qui ont détrôné les bateaux en bois construits sur mesure. N’étant plus un sport réservé à quelques loups de mer solitaires ni l’apanage d’une élite, la voile gagne fortement en popularité.
Les premiers concepteurs et constructeurs professionnels de régulateurs d’allure font leur apparition en 1968 en Grande-Bretagne, en France et en Allemagne, suivies des Pays-Bas.
Régulateurs d’allure et leur année d’invention respective :
Le premier pilote de cockpit
Les premiers autopilotes électriques pour bateaux non commerciaux nous viennent des États-Unis. Le premier Tillermaster, un autopilote de petite taille conçu pour des petits bateaux de pêche, date de 1970.
En 1974, l’ingénieur britannique Derek Fawcett, qui travaillait chez Lewmar, conçoit son propre autopilote qu’il commercialise sous la marque Autohelm. Grâce au succès de ses pilotes à vérin compacts, Autohelm devient le leader du marché mondial. Les pilotes Autohelm sont produits en grandes séries dans une usine qui ne tarde pas à occuper quelque 200 travailleurs.
2. Régulateurs d’allure ou autopilotes ?
Le présent ouvrage a pour objectif de vous expliquer le fonctionnement des différents systèmes de pilotage automatiques disponibles sur le marché et de vous en faire entrevoir les avantages et désavantages afin que vous puissiez choisir celui qui répond le mieux à vos besoins. Parmi ces systèmes, il faut faire une distinction entre les autopilotes et les régulateurs d’allure. Les autopilotes sont des instruments électromécaniques qui, pour maintenir le cap, se servent des informations d’un compas. Les régulateurs d’allure utilisent la puissance du vent et de l’eau et reçoivent leur impulsion de guidage de l’angle du vent apparent. Nous verrons plus loin comment ces deux systèmes fonctionnent exactement.
L’allure d’un voilier dépend entièrement de sa position et de l’orientation de ses voiles par rapport au vent. Si les voiles sont mal réglées, il n’avancera pas. À la lumière de ce simple rapport de cause à effet, on comprend rapidement pourquoi un régulateur d’allure est la solution idéale pour piloter un voilier. Puisque le régulateur d’allure se sert de l’angle du vent pour faire avancer le voilier, il suffit de programmer cet angle pour que le cap soit respecté. Barrer par rapport à l’angle du vent apparent est surtout intéressant quand on navigue au vent. Le moindre changement d’orientation du vent se traduit instantanément par une correction de cap. Cette extrême sensibilité, dont même les skippers les plus chevronnés ne peuvent se réclamer, est garante d’une allure optimale.
Pourquoi opter pour un autopilote ?
Premièrement parce qu’un autopilote est un instrument compact et discret. C’est vrai que lors de l’achat d’un système de pilotage automatique, l’argument le plus courant en défaveur des régulateurs d’allure est leur aspect incongru. Non seulement ils sont grands et volumineux – autrement dit tout sauf décoratifs – mais en plus ils sont lourds et donc peu maniables et ont la fâcheuse habitude d’être dans le chemin lorsqu’on manœuvre au moteur dans un port.
Les autopilotes, en revanche, sont montés de façon quasiment invisible dans le cockpit ou entièrement dissimulés sous le pont. Une fois qu’ils sont installés et qu’on en maîtrise les différentes fonctions, ils sont en outre d’une utilisation très conviviale. Les pilotes de cockpit sont légers, peu onéreux et précis. Pour certains navigateurs, il s’agit-là d’un argument décisif. Les autopilotes ont été conçus pour avoir du succès.
Pendant des années, le monde de la voile a été partagé en deux camps. Dans les années soixante-dix, les régulateurs d’allure étaient de tous les yachts de haute mer, sur lesquels ils étaient d’ailleurs indispensables, mais rares étaient les bateaux de plaisance qui en étaient équipés (même si de nombreux propriétaires rêvaient qu’ils le soient).
Ces vingt-cinq dernières années, il y a eu une violente controverse entre les défenseurs des deux systèmes. Un des sujets de discorde était que d’aucuns s’entêtaient à affirmer que des bateaux de lourds tonnages peuvent être "facilement" pilotés avec quelques fractions d’ampère. Aujourd’hui, on est devenu plus réaliste. De toute façon, les lois de la physique sont incontournables : tout développement d’énergie (puissance de pilotage) demande un apport d’énergie (courant électrique). Souvenez-vous de la loi de la conservation de l’énergie dont votre professeur de physique vous aura certainement parlé à l’école.
3. Les autopilotes
Fonctionnement
Les autopilotes dépendent d’un compas. Ce compas émet une impulsion de guidage qui active un moteur électrique ou hydraulique. Celui-ci actionne à son tour un vérin ou un cylindre hydraulique qui agit sur le gouvernail. Le compas compare en permanence les paramètres programmés et effectifs et continue d’envoyer des impulsions tant que le bateau ne tient pas le cap requis. Il y a un rapport direct entre :
· la puissance de pilotage
· la vitesse à laquelle cette force est exercée
· et la consommation d’énergie
Les constantes physiques entre ces facteurs étant toujours les mêmes, l’unique rapport qui compte à bord d’un yacht à voile (la puissance de pilotage/consommation) fait toujours l’objet d’un compromis. Obtenir une puissance de pilotage maximale avec un apport en énergie minimal relève de l’utopie.
Le hic, c’est qu’un moteur électrique développe une grande puissance lorsqu’il tourne lentement, mais une puissance nettement inférieure lorsqu’il tourne rapidement (cf. le moteur d’une voiture qui a d’excellentes reprises en première vitesse, mais plus la moindre en quatrième).
Les autopilotes se distinguent par la puissance de leur moteur. C’est cette puissance qui détermine le rapport entre la force exercée par le vérin et la vitesse à laquelle cette force est exercée. Forts de cette science, rares sont les fabricants d’autopilotes qui optent pour des moteurs à vitesse variable. Une forte baisse de régime qui doit permettre au moteur électrique d’exercer une plus forte pression sur le vérin, n’est de toute façon pas recommandée puisqu’elle s’inscrirait au détriment de la vitesse de correction de l’orientation du gouvernail.
Pour acheter un autopilote à bon escient, il vous faut avant tout connaître le couple maximal du gouvernail de votre bateau. Ce couple dépend de sa taille (longueur et largeur), de sa compensation (distance entre le centre de la mèche et le bord d’attaque du gouvernail) et de la vitesse potentielle du bateau. Ce couple peut être soit calculé, soit déterminé de façon empirique au vu de la force exercée sur la barre franche ou la barre à roue. Si la contrainte maximale exercée sur le gouvernail est supérieure au couple maximal du système de pilotage, il y aura forcément des problèmes. Si vous avez un bateau relativement lourd et que vous optez pour un modèle qui consomme peu d’énergie, le résultat sera tout sauf satisfaisant. Si le bateau est en limite des capacités de l’autopilote, préférez-lui un modèle supérieur : vous en profiterez plus longtemps. Or, si vous optez pour un autopilote plus puissant, vous ne trouverez aucune batterie