Brevet FR2174721A1 — publié le 19731019

L invention concerne un procédé et un dispositif de lecture de ca pour déterminer diune manière simple le cap diun navire ainsi que sa vitesse réelle sur sa route, en opérant la correction de cap par rapport aux courants de dérive. Elle se réfère, dans ce qui suit, à la détermination de la route d'un bateau de plaisance, compte tenu de la dérive due à un courant marin transverse ou d'une direction du vent, mais elle pourrait concerner aussi bien la correction à opérer dans une navigation aérienne. Dans le cas le plus habituel d'un bateau de plaisance, la vitesse est appréciée en noeuds marins mesurés dans le sillage par rapport à un courant liquide qui lui-même possède une certaine vitesse et une certaine direction. Le mouvement réel du bateau par rapport au fond est donc la résultante des déplacements du courant et du bateau navigant dans ce courant. Pour conserver son cap et évaluer sa vitesse réelle par rapport au fond, le navigateur doit donc se livrer à un calcul de vecteurs, qui peut lui apparaître rebutant. En outre, les conditions sommaires de confort des petites embarcations ne permettent guère de faire un travail d'étude lent et fastidieux exigeant une représentation géométrique qu'il convient de refaire à toutes variations de cap ou de courant, celles-ci pouvant intervenir de nombreuses fois pendant un même parcours. On a déjà proposé des dispositifs permettant de résoudre le traçage du cap sans instruments de dessin et avec un minimum de calculs. Ils consistent généralement en des disques transparents munis d'échelles et d'un rapporteur placés en cotncidence, de telle manière que par des reports d'échelle, et par des rotations du rapporteur, on puisse reconstituer la représentation vectorielle du tracé de correction de cap. L'un de ces dispositifs comprend un plateau rapporteur gradué sur 3603 et une échelle de circonférences concentriques de rayons croissants avec les vitesses, celles-ci étant communes aux vitesses du bateau sur l'eau et aux courants de dérive.Sur le centre du plateau, peuvent tourner deux plaquettes concentriques transparentes, la première munie de lignes parallèles a un diamètre qui est terminé par un premier index, la seconde munie de lignes parallèles a un diamètre, celui-ci également terminé par un second index. Par la mise en position relative des deux plaquettes par rapport au plateau on peut reconstituer les éléments du triangle vectoriel : route du bateau sur l'eau, dérive du courant, et résultante correspondant à la route par rapport au fond, avec le report d'angle nécessaire pour trouver le cap qui tient compte de la dérive. Un tel appareil reste néanmoins d'une manoeuvre assez compliquée et imprécise, en raison notamment du fait qu'il exige le report d'une demi-corde d'arc pris sur le tracé du vecteur courant de dérive pour trouver, symétriquement par rapport au diamètre repère de la route choisie l'angle de la direction de cap. L'invention élimine cet inconvénient. Elle enseigne un procédé plus simple utilisant un appareil correcteur de cap n'ayant autre chose qu'un seul disque rotatif sur un fond de mesure quadrillé et gradué. Elle permet également de faire une lecture directe de la vitesse relative résultant de la correction de cap et du courant, ce qui conduit par un calcul simple, à trouver la vitesse par rapport au fond. L'invention se réfère à un moyen de lecture du cap et de la vitesse d'une navigation soumise à l'influence d'un courant de dérive, ce moyen mettant en oeuvre un plateau de référence muni d'échelles graduées en unités de vitesse, la plateau portant un disque pivotant et transparent de traçage, muni d'un limbe gradué permettant de mesurer le déplacement angulaire relatif entre le plateau et le disque.Selon ce moyen, on utilise d'une part un plateau possédant un réseau orthogonal de lignes de mesure régulièrement espacées et se référant à deux axes formant quatre quadrants ayant pour origine le centre de rotation du disque, tandis que l'un des axes, qui porte en ordonnées les vitesses en noeuds marins, sert en même temps d'aiguille indicatrice pour le limbe ; d'autre part ledit limbe, gradué de O à 3600, est porté sur le disque pour mesurer la rotation de celui-ci par rapport à ladite aiguille ; en s'aidant du plateau et du disque pour reporter les données on marque d'abord sur le disque la dérive sou l'angle connu amené sur le limbe, ensuite on marque la vitesse relative par rapport au courant sous le cap désiré amené sur le limbe, puis par une seconde rotation du disque, on amène le troisième vecteur joignant ladite dérive et ladite vitesse relative jusqu'à ce qu'il soit parallèle à l'aiguille indicatrice précitée le point représentatif de la vitesse par rapport au courant étant placé au-dessus du point représentatif de la dérive si l'aiguille précitée est dirigée vers le haut, grâce à quoi la seconde rotation définit l'angle de corre- tion de cap lu sur le limbe en regard de l'aiguille précitée. En effet, ayant tracé fictivement sur un disque mobile en rotation le triangle des vecteurs: vitesse du courant de dérive, vitesse relative du bateau et vitesse résultante, on effectue une rotation de ce triangle pour amener la résultante parallèle à l'axe d'origine, ce qui équivaut à simuler la rotation de la gouverne du bateau pour aller selon ladite résultante, donc à connaître de correction de cap. I1 est avantageux en outre que le plateau de référence comporte dans ses deux quadrants inférieurs une ligne de mesure parallèle aux abcisses, de sorte que, si l'on fait tourner le disque selon une troisième rotation destin e à amener le vecteur résultante parallèle à cette dernière ligne de mesure, ledit vecteur qui représente la vitesse corrigée par rapport aux courants dérivés, puisse être mesuré aisément par comparaison avec cette ligne. D'autres particularités et avantages apparaîtront si l'on se reporte à la description ci-après, donnée à titre exemple non limitatif d'une forme de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une représentation graphique des vecteurs vitesse appliquée au bateau, - la figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 3, - la figure 3 représente l'opération de marquage pour déterminer l'angle de correction de cap, - la figure 4 représente la rotation du disque pour mesurer la vitesse corrigée du bateau. En sé reportant à la figure 1, on considère un bateau en mouvement avec une vitesse Va et s'orientant sur le compas 2, on suppose également qu'il existe un courant de dérive donnant lieu à un déport selon Vd2 appliqué au bateau. La vitesse Va est mesurée en noeuds dans le courant, tandis que la dérive est connue par les informations concernant la navigation. Pour compenser le déport du à la dérive, il faut diriger le bateau suivant une résultante Vr du vecteur Va et d'un vecteur Vdl égal et opposé au vecteur Vd2.Le problème posé est donc de construire, sans instrument de dessin et sans mesure par rapporteur, l'angle au sommet du triangle OAD dans lequel OA est le vecteur Va, OD le vecteur Vd2, cela étant visible sur la figure puisque par construction Vrl, est égal et parallèle à Vr2. A cette fin, on utilise un plateau de carton ou de matière plastique 3 muni en son centre d'un oeillet 4 formant pivot pour un disque 5 de matière plastique transparente à surface dépolie. Sur la surface du plateau 3 figure un réseau de lignes orthogonales 6 et 7 régulièrement espacées et se référant à un axe d'ordonnées Y'-4-Y et un axe d'abcisses X'-4-X. L'axe 4-Y est gradué en noeuds marins de O à 9 pour les vitesses usuelles des embarcations de plaisance. Les lignes de lectures 6 et les lignes de mesures 7 ont respectivement des écarts égaux à un demi-noeud. Le réseau des lignes 6 et 7 est délimité par une circonférence 8 définissant le bord intérieur d'une couronne 9 formant sur le carton ou la matière plastique un à-plat d'impression dont on verra le rôle dans ce qui suit. Sur les deux quadrants situés en-dessous de l'axe X'-4-X est tracée une ligne de mesure 10 parallèle à l'axe X-X'. Cete ligne 10 est graduée également en noeuds marins de part et d'autre de l'axe 4-Y'. Le disque transparent 5 ne comporte sur sa surface dépolie opposée au plateau 3 aucune impression autre qu'un limbe 11 gradué de O à 3600 qui servira à mesurer les angles de report de vitesses par rapport à l'axe 4-Y. La couronne 9 en à-plat du plateau 3 est interrompue selon un espace formant une fenêtre 12, de telle sorte que les graduations du limbe, qui sont imprimées sur le disque de la même couleur que celle de la couronne 9 disparaissent pratiquement pour l'oeil au long de cette couronne tandis qu'elles apparaissent sur la fenêtre 12 située à la partie supérieure du carton et symétriquement par rapport à l'axe 4-Y. Cet axe 4-Y qui est tracé sur le plateau 3 est muni d'une flèche 13 à son extrémité qui joue le rôle d'aiguille indicatrice par rapport au limbe 11 imprimé sur le disque 5 et qui apparaît dans la fenêtre 12. De la même manière une fenêtre 14 est ménagée à la partie inférieure de la couronne 9 de façon symétrique de la fenêtre 12 par rapport au point 4.L'axe 4-Y' muni à son extrémité inférieure d'une flèche 15 permet la lecture sur le limbe 11 par exemple de la direction de laquelle le courant provient. On verra maintenant le mode opératoire très simple du dispositif qui vient d'être décrit. Si par exemple la dérive connue est de 2 noeuds portant vers 400, et la vitesse mesurée sur l'eau de 6 noeuds, le navigateur faisant route au 280 , quelle doit être la gouverne à donner pour faire la correction de dérive ? Cela revient, conformément à la figure 1, à connaître la direction du vecteur Vrl. Pour cela on amène d'abord le limbe ll à 400 par rapport à la flèche 13 et sur le disque 5 on marque un point D sur la division 2 de l'axe 4-Y.Ensuite on amène le limbe 11 à 2800 par rapport à la flèche 13 et on marque une croix A sur la division 6 de l'axe 4-Y.A ce moment, le tracé fictif sur le disque est celui représenté sur la figure 1, les deux vecteurs connus OD et OA étant reportés en 4D et 4A.Ensuite comme cela apparaît sur la figure 3, on fait tourner le disque jusqu'à ce que la ligne droite joignant AD soit confondue ou du moins parallèle avec l'une des lignes de lectures 6 parallèle à l'axe 4-Y, la croix A étant au-dessus du point D. I1 suffit alors de lire sur le limbe 11, en regard de l'aiguille indicatrice 13 le cap corrigé de la dérive, qui dans le cas présent est de 2670. I1 faut remarquere le tracé des vecteurs reste entièrement fictif pour effectuer le diagramme théorique de la figure 1, donc que le navigateur n'a besoin d'autre instrument que le plateau avec son disque et un crayon. C'est en cela que réside le résultat pratique important de l'invention. Pour faciliter la lecture on a également prévu que les lignes horizontales de mesure 7, donc parallèles à X'-4- X seraient d'une couleur, par exemple rouge tandis que les lignes verticales de lecturePseraient d'une autre couleur, par exemple verte. Le dispositif de l'invention permet également,comme cela apparaît sur la figure 4,de mesurer plus facilement le vecteur Vr2 c'est-à-dire la distance entre les points A et D. pour cela,on amène la ligne A-D parallèle à X-X' et en se guidant sur les lignes verticales 6 qui peuvent être réparties selon une division plus fine (non représentée) on tombe sur la ligne de mesure 10 de référence. I1 suffit d'additionner les longueurs graduées de part et d'autre du point 20 de croisement de la ligne 10 avec l'axe 4-Y' pour connaître la valeur du vecteur vitesse AD résultant. On sait que le nombre de noeuds correspond par définition au nombre de milles marins parcourus en une heure. Dans l'exemple précédent, la distance AD est égale à 7,5 soit 7,5 milles à l'heure, tandis que la vitesse apparente mesurée était de 6 milles à l'heure.On peut aisément déduire de ces données la vitesse V f du bateau par rapport au fond compte tenu du courant, le bateau navigant selon le cap corrigé calculé précédemment On voit en effet que l'on a par une construction géométrique simple sur la figure 1 V f = vitesse apparente Vitesse apparente distance AD Soit dans notre exemple Vf = 6 x 6=48 noeuds 7,5 On peut également obtenir le temps nécessaire pour parcourir 6 milles sous l'influence du courant soit t = 60 minutes x 7,5 = 75 minutes Ces deux formules traduites en références littérales peuvent être rappelées sur le plateau pour servir d'aide-mémoire à l'usager. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de lecture du cap et de la vitesse d'une navigation soumise à l'influence d'un courant de dérive, comportant un plateau de référence muni d'échelles graduées en unités de vitesse, le plateau portant au moins un disque pivotant et transparent de traçage et un limbe gradué permettant de mesurer le déplacement angulaire relatif entre le plateau et le disque, caractérisé par le fait que le plateau possède un réseau orthogonal de lignes de mesure régulièrement espacées et se référant à deux axes formant quatre quadrants ayant pour origine le centre de rotation du disque, que l'un des axes portant en ordonnées les vitesses en noeuds marins sert en même temps d'aiguille indicatrice dirigée vers le haut pour le limbe, que ledit limbe, gradué de O à 360 , est porté sur le disque pourmesurer la rotation de celui-ci par rapport à ladite aiguille. On marque d'abord sur le disque la dérive sous l'angle connu amené sur le limbe qu'ensuite par unepremière rotation du disque,on marque la vitesse relative par rapport au courant sous le cap désiré amené sur le limbe puis que par une seconde rotation du disque, on amène le vecteur joignant les points représentatifs de ladite dérive et de ladite vitesse relative jusqu'à ce qu'il soit parallèle à l'aiguille indicatrice, le point représentatif de la vitesse relative étant au-dessus du point représentatif de la dérive, grace à quoi ladite seconde rotation définit l'angle de correction de cap que l'on lit sur le limbe en face de l'aiguille indicatrice. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réseau des lignes de mesure est formé de lignes perpendiculaires de deux couleurs différentes de sorte que la première couleur se référant aux cordonnées correspond aux mesures, tandis que la seconde couleur correspond aux résultats à lire. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le plateau est pourvu d'un masque circulaire de même couleur que les graduations du limbe qui le recouvrent, ledit masque laissant une fenêtre de lecture de part et d'autre de l'aiguille indicatrice du plateau. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé par le fait que le plateau comporte sur ses deux quadrants inférieurs une ligne de mesure parallèle aux abscisses et graduée en unités de vitesse. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit masque comporte une deuxième fenêtre symétrique de la première par rapport au centre de rotation du disque. 6 - Procédé de lecture du cap et de la vitesse d'une navigation soumise à l'influence d'un courant de dérive mettant en oeuvre le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que. non marque d'abord sur le disque la dérive sous l'angle connu amené sur le limbe qu'ensuite par unepremière rotation du disque, on marque la vitesse relative par rapport au courant sous le cap désiré amené sur le limbe; puis que par une seconde rotation du disque, on amène le vecteur joignant les points représentatifs de ladite dérive et de ladite vitesse relative jusqu'à ce qu'il soit parallèle à l'aiguille indicatrice, le point représentatif de la vitesse relative étant au-dessus du point représentatif de la dérive, grâce à quoi la dite seconde rotation définit l'angle de correction de cap que l'on lit sur le limbe en face de l'aiguille indicatrice.