Radar sur voilier : comment l’utiliser au mieux et en toute sécurité

Qu’est-ce un RADAR

Le mot radar est un acronyme inventé par l’US Navy au début de la Seconde Guerre mondiale avec le sens de « Radio Detection And Ranging ». Son application à des fins militaires s’est étendue dans le temps, trouvant également une diffusion dans le domaine civil de l’aviation et dans le secteur nautique.

Cet outil fournit deux informations, la distance et l’angle par rapport à notre position de tout objet solide ou surface dans la portée de notre antenne. Le principe de fonctionnement n’est pas conceptuellement différent du mécanisme qui permet aux chauves-souris de voler et de chasser dans l’obscurité. La chauve-souris émet des ultrasons et perçoit ses propres ondes sonores réfléchies par son environnement. Il est ainsi capable de reconstituer mentalement la carte de la grotte dans laquelle il vole et la localisation des insectes qu’il chasse.

L’appareil, au lieu d’émettre des ultrasons, émet des ondes radio à travers une antenne rotative. En plus d’émettre, il reçoit les ondes réfléchies des objets environnants. Connaissant l’angle par rapport au bateau de l’antenne en rotation au moment de la transmission, vous pouvez connaître la distance et l’angle. C’est en calculant le temps qu’il faut pour que la réflexion revienne. Un ordinateur transforme ensuite ces informations en une image visible et compréhensible à l’œil humain qui est présentée sur l’écran.

Radar sur les bateaux à moteur

À quoi il sert ?

C’est une aide précieuse à la navigation, notamment dans des situations de visibilité réduite. Il peut être utilisé pour connaître la position et la distance d’autres bateaux, d’autres obstacles tels que des rochers et des bouées et la côte. Par exemple, dans le brouillard, le radar peut être utilisé pour éviter les collisions. Pas seulement cela, aussi pour trouver l’embouchure d’un port ou la forme d’un brise-lames. Des alarmes sonores peuvent être activées sur chaque appareil pour nous avertir de la présence de navires ou d’obstacles en approche par rapport à notre position.

Il est très efficace pour surveiller le mouvement d’un autre navire et évaluer en toute sécurité si nous sommes à risque de collision. A l’oeil nu, même en plein jour et avec une bonne visibilité, il peut être difficile d’évaluer la vraie distance d’un bateau de pêche. Être capable de comprendre dans quelle direction il se déplace et si vous devez manœuvrer pour l’éviter. Le radar peut rendre ces situations moins stressantes. La nuit et en cas de brouillard, il peut devenir un outil essentiel pour assurer une navigation sûre.

Radars marins

Équipement à usage civil

L’instrument à usage civil, simplifiant à l’extrême, est composé d’un émetteur, d’une antenne tournante, d’un récepteur, d’un processeur et d’un afficheur. L’antenne tournante est souvent unique et sert à la fois à la transmission d’impulsions et à la réception de réflexions. Tous les appareils ont une antenne rotative. Dans les radars à dôme typiques des petits bateaux de pêche et autres bateaux, l’antenne rotative est cachée sous le couvercle en plastique du dôme.

Chaque onde transmise par le radar qui est réfléchie par un objet distant revient très faiblement, certaines surfaces et matériaux réfléchissent mieux que d’autres. Les surfaces métalliques d’un ferry se reflètent bien, mais la fibre de verre d’un bateau ne se reflète pas du tout.

Outre que les propriétés des différents matériaux, il faut simplement considérer la puissance de notre instrument, un facteur crucial qui détermine sa portée. Puissance, c’est aussi consommation d’électricité et forcément les instruments installés sur les voiliers ne sont pas très puissants. Ils ont une portée nominale typique allant jusqu’à 16 milles, mais fonctionnent mieux de 3 à 6 milles. Cela peut paraître peu mais c’est tout à fait suffisant pour aider à la navigation dans des conditions de visibilité réduite.

Élévation et portée d’un radar

Le radar utilise des ondes courtes qui se déplacent en ligne droite. Il ne peut détecter que ce qui se trouve à sa portée et jusqu’à l’horizon. Plus la cible est haute ou plus l’antenne est installée en haute par rapport au niveau de l’eau, plus la distance à laquelle les cibles sont visibles est grande.

Avec l’antenne installée à deux mètres au-dessus du niveau de l’eau, on peut trouver la position d’une bouée à une distance maximale d’environ 3 milles. Cela est dû à la courbure de la surface de la terre. Si, en revanche, la cible était un ferry qui s’élève à 25 mètres au-dessus de l’eau, celui-ci sera déjà détectable à environ 10 milles. Une falaise à 100 mètres au-dessus du niveau de la mer serait déjà détectable à 20 milles. Mais dans ce cas nous serons limités par la puissance de notre radar qui n’a généralement pas une portée aussi élevée.

Radars Furuno

Commandes principales

Les radars sont des instruments assez complexes mais pour les besoins pratiques d’une utilisation sur un voilier, les commandes utilisées sont peu nombreuses.

RANGE

Le RANGE détermine la distance maximale que nous affichons à l’écran. La plupart des radars installés sur les voiliers ont une RANGE qui peut être réglée d’un quart de mille à 16 milles. Cette portée maximale est déterminée par la puissance typique d’un petit appareil adapté à un voilier. Il faut comprendre que si nous réglons notre radar sur la portée maximale, tout ce qui se trouve dans la RANGE choisie ne sera pas visible.

Nous traiterons plus tard des aspects fondamentaux relatifs à la visibilité des autres navires tels que l’élévation et la capacité à réfléchir les ondes radio. Un bateau sur une trajectoire de collision avec nous pourrait facilement s’approcher jusqu’à 1 à 2 milles avant d’être visible sur le radar. Quand il est si proche, cependant, il sera difficile de l’identifier si notre radar est réglé sur un RANGE très large. Dans ce cas, il serait préférable d’utiliser une portée plus petite, par exemple 2 ou 3 miles.

La situation inverse doit être envisagée. Imaginons un grand navire commercial. Si la visibilité est très faible et que nous comptons uniquement sur l’affichage pour éviter les problèmes, nous devrons choisir un RANGE plus élevée. Ceci est pour vous assurer de repérer les navires naviguant à grande vitesse.

Faisons deux calculs

Si nous voyageons à 6 nœuds et un ferry arrive vers nous à 24 nœuds avec un RANGE de 3 milles, nous n’aurions que 6 minutes pour réagir. Ceci depuis que le premier écho de ce vaisseau est apparu à l’écran. Imaginez une navigation de nuit avec du brouillard et peu de vent, un ferry à 3 milles se déplaçant à 24 nœuds serait sur nous en 8 minutes. Après l’avoir repéré au radar il serait vraiment difficile de démarrer le moteur en si peu de temps et de comprendre dans quelle direction s’échapper. Ou pouvoir appeler le ferry par radio, pouvoir donner des indications précises sur notre position et éviter les risques de collision. Même demander au ferry de modifier sa route, qui a ses propres temps de réaction.

Surtout en cas de brouillard, nous devrons surveiller le risque de collisions avec des navires déjà à grande distance, 12-16 milles. Dans le même temps, nous devons vérifier périodiquement qu’il n’y a rien près de nous en sautant à une RANGE inférieure telle que 2 ou 3 miles. Nous n’avons peut-être pas remarqué une bouée, un bateau de pêche ou un autre voilier à proximité. En cas de brouillard dense, cet outil est la méthode la plus efficace pour éviter les accidents mais il doit être utilisé correctement.

GAIN

Un autre contrôle fondamental de chaque radar est le GAIN qui contrôle la sensibilité de l’antenne de réception. En augmentant le GAIN, l’écran affichera progressivement de plus en plus de signaux reçus, même les plus faibles. Cela garantirait théoriquement de ne rien perdre de ce qui nous entoure. Mais avec le GAIN réglé trop haut, il y a le risque est de ne rien comprendre et de confondre les reflets des vagues avec des autres navires. Le GAIN doit donc être abaissé juste assez pour avoir une image claire de ce qui nous entoure.

Au fur et à mesure que la mer gonfle, l’antenne recevra de plus en plus de réflexions des crêtes des vagues. Dans cette situation, nous serons obligés de diminuer encore le GAIN pour éliminer ces réflexions. Surtout si on veut garder une alarme anti-collision active. Si la mer est mauvaise, elle sonnera autrement en continu à cause des reflets des vagues. Mais attention, en baissant trop le GAIN vous finirez par perdre même le reflet des petits bateaux.

Trouver le bon équilibre avec une mer agitée demande de l’expérience. La plupart des outils ont des paramètres par défaut recommandés. Celles-ci sont étudiées en fonction de l’état de la mer, calme, modérée ou agitée qui correspond à un GAIN de plus en plus bas. N’oubliez pas de toujours vérifier le réglage GAIN. Le radar « se souvient » normalement des paramètres. Si la dernière fois que nous avons utilisé le radar il avait une mer agitée et la fois suivant nous naviguons avec un calme plat et un brouillard épais, nous devrons réinitialiser le GAIN. Sinon, par exemple, nous pourrions risquer de ne pas voir un petit bateau de pêche sur notre route.

RAIN

Il existe deux autres contrôles qui ont un effet similaire. La commande RAIN, qui permet de réduire la visualisation du reflet produit par la pluie. Il agit comme un filtre en éliminant les reflets les plus faibles en imaginant que ce sont ceux produits par les gouttes d’eau. Veillez à réinitialiser le réglage du filtre RAIN au minimum lorsqu’il s’arrête de pleuvoir. Comme il s’agit d’un filtre, l’utilisation de cette fonction augmente le risque de ne pas voir un petit vaisseau donc il doit être utilisé au niveau minimum acceptable.

SEA

Il en va de même pour la fonction SEA. La fonction est utilisée pour réduire la réflexion des vagues près du bateau, également pour ce réglage, vous devez utiliser le réglage minimum réalisable.

Pour résumer, choisissez le GAIN maximum utilisable et fiez-vous aux réglages recommandés pour les conditions de mer dans lesquelles vous vous trouvez. Pour les filtres RAIN et SEA, utilisez le niveau de filtrage minimum utilisable. Lisez attentivement les instructions de votre instrument pour trouver les fonctions et réglages correspondants. Une mauvaise utilisation de GAIN, RAIN ou SEA peut en faire un instrument totalement inutile. C’est encore pire, cela vous donnera un faux sentiment de sécurité en vous montrant l’eau libre devant vous alors que vous êtes peut-être entouré d’une dizaine de bateaux.

Radars de navires

Évitez les collisions

Une fois que nous avons identifié une cible sur l’écran, nous pouvons utiliser les données de distance et de relèvement pour déterminer si nous sommes sur une trajectoire de collision. Rappelons que l’écran affiche toujours la position des autres cibles par rapport à notre bateau. A l’arrêt, l’interprétation de la trajectoire d’un autre bateau sur l’écran radar est simple et intuitive. Lorsque nous sommes nous aussi en mouvement, il faut un effort supplémentaire pour comprendre ce qui se passe et rien ne remplace l’expérience.

N’oubliez pas qu’une bouée, qui est fixée au fond, se déplace sur l’écran lorsque nous sommes en mouvement. Cependant, nous pouvons nous référer au même concept que nous utilisons pour déterminer si nous sommes en collision avec un navire que nous voyons à l’œil nu. Si le relèvement au compas de l’autre navire reste constant et s’approche, nous sommes sur une trajectoire de collision. A l’aide du curseur radar, il est possible de mesurer ces deux informations.

RANGE et VRM

La distance à une cible, appelée RANGE, peut être mesurée avec un cercle, généralement appelé VRM sur l’écran à partir de l’acronyme Variable Range Marker. En traçant un cercle qui touche la limite la plus proche d’une cible et en l’observant pendant quelques minutes, nous pouvons déterminer si elle s’approche. Une fois qu’il est établi que la cible approche, nous devrons nous soucier de comprendre si nous sommes sur une trajectoire de collision.

EBL

Pour ce faire, nous devons déterminer si le relèvement cible reste constant dans le temps. Sur la plupart des instruments, il existe une fonction appelée EBL qui signifie Electronic Bearing Line. Une ligne de cap qui nous indique l’angle relatif par rapport à notre bateau. En pointant cette ligne vers la cible, il sera possible de déterminer si elle reste sur un relèvement constant ou non. Mais attention : le cap change complètement au fur et à mesure que nous changeons de cap.

Donc pour déterminer si le cap reste constant nous devrons demander au barreur ou au pilote automatique d’aller le plus droit possible. Cela nous donne le temps de vérifier si le relèvement change avec le temps ou non. Cela peut parfois être plus facile à dire qu’à faire dans une très mauvaise mer. Le pilote automatique barre plus droit qu’un barreur inexpérimenté alors n’hésitez pas à activer le pilote automatique. Sous le pont, vous pouvez vérifier le risque de collision sur l’écran radar.

Affichage radar

RADAR, Chartplotter et AIS

De nombreux instruments modernes, même les moins chers dédiés aux plaisanciers, peuvent être intégrés au Chartplotter embarqué. Ceci permet de superposer l’image produite par le radar sur la carte marine relative à la zone de navigation. Ce faisant, il sera facile de comprendre si une cible identifiée par le radar fait référence à une structure fixe. Par exemple, un rocher, un phare, un brise-lames, une bouée ou une cible mobile comme un bateau de pêche.

Le Chartplotter peut généralement également être intégré aux informations AIS, un autre système d’évitement des collisions dont nous parlerons dans un autre article. Cela nous permet de déterminer encore plus rapidement si la trace produite par le radar sur l’écran fait référence, par exemple, à un navire au mouillage. Cependant, cela vaut la peine d’être averti, superposer radar, cartes et AIS nous aide si nous sommes habitués à interpréter toutes ces informations à la fois. Parfois, cela peut nous dérouter au lieu de nous aider, alors expérimentez et habituez-vous à utiliser les outils à votre disposition.

Pour voir et être vue…

Lorsque nous identifions un grand navire à plusieurs kilomètres de distance sur l’écran, il est facile de commettre l’erreur d’imaginer qu’ils nous voient aussi. D’après mon expérience personnelle, un voilier sans réflecteur radar hissé ou fixe n’est pas visible pour un navire commercial à plus de 2 milles. Par mer agitée, il est possible de ne pas être vu du tout. L’image qui se reflète par la surface très limitée de notre mât est si petite qu’elle se confond avec le reflet des crêtes des vagues.

MARPA

Un navire commercial s’appuie sur des systèmes d’identification automatique pour d’autres navires sur une trajectoire de collision possible. Le système pour éviter les collisions commercial s’appelle MARPA. Il analyse toutes les réflexions reçues et n’identifie comme cible que les réflexions qu’il peut détecter avec suffisamment de confiance. Il est calibré pour éviter les fausses alarmes dues à une mer agitée. Les voiliers construits principalement en plastique ou en bois sont pratiquement invisibles. Cela s’applique bien sûr également aux autres voiliers en ce qui concerne notre radar embarqué.

Plus d’une fois avec mauvaise mer je me suis retrouvé à quelques centaines de mètres d’un autre voilier. Bien que je surveillais et avais l’alarme sur l’instrument actif. Même les petits bateaux de pêche, bien que construits en métal, ne sont parfois visibles qu’à un ou deux milles. En effet, par mer agitée, ils sont souvent cachés par les vagues et nous ne les remarquerons que lorsqu’ils sont très proches. Aussi seulement si nous prêtons une attention particulière à l’écran radar.

Réflecteur RADAR passif

Réflecteurs RADAR passifs

Pour augmenter notre visibilité aux instruments des autres, nous devons augmenter l’image que nous réfléchissons des ondes émises par les radars des autres bateaux. Il existe deux solutions : les réflecteurs radar passifs et les réflecteurs radar actifs. Le choix le moins cher est d’avoir un réflecteur radar passif à bord. Ce n’est rien de plus qu’une surface métallique qui réfléchit bien les ondes radio. Vous avez sûrement déjà vu ce type de réflecteur en forme de tétraèdre constitué de deux plaques métalliques carrées calées l’une dans l’autre. Il doit être hissé en cas de mauvaise visibilité. En avoir un à bord arrimé sous le pont est évidemment inutile. Bien qu’il fasse partie de la liste des équipements obligatoires, il est quasiment inutile à des fins pratiques du simple fait qu’il n’est pas utilisé.

Il existe des réflecteurs radar passifs à installer en permanence sur le mât, généralement de forme cylindrique fermés à l’intérieur d’une coque en plastique. Ces réflecteurs nous rendent clairement visibles à quelques milles ou plus et conviennent aux bateaux de croisière. Sur les bateaux de course, ces réflecteurs ne sont pas très populaires, non seulement pour le poids supplémentaire qui se trouve sur le mât. Aussi pour les problèmes continus de drisses qui s’emmêlent dans les manœuvres. Attention également aux petits réflecteurs cylindriques passifs qui sont vendus pour les bateaux de course à installer sur le gréement. Leur surface est si petite qu’ils contribuent peu ou rien à être vus.

Réflecteur radar mini

Les réflecteurs radar actifs

Passons aux réflecteurs radar actifs, qui sont sans doute la solution la plus efficace. Un réflecteur actif, appelé Radar Target Enhancer, est un dispositif qui remplit la même fonction qu’un réflecteur passif. Mais, au lieu de réfléchir passivement l’onde reçue, il transmet activement une onde radio amplifiée. Cela nous rend plus visibles, comme si nous étions un grand navire, sur l’affichage des autres bateaux. Les RTE sont obligatoires dans de nombreuses courses et si vous en avez un à bord, laissez-le toujours allumé. Parfois, si vous avez également un radar à bord, vous devrez peut-être éteindre le réflecteur actif lorsque vous utilisez le radar, vérifiez auprès des fabricants des deux instruments. Ceci afin d’éviter de l’endommager avec les fortes ondes radio provenant de votre antenne, surtout si elle est installée à proximité les unes des autres.

Les réflecteurs radar actifs ont perdu de leur importance avec la diffusion de l’AIS. Cependant, ils font partie intégrante de la sécurité et dans de nombreux domaines, seuls les grands navires sont requis ou décident d’avoir un AIS.

Activ Echo

Les fréquences radio sur lesquelles fonctionnent les radars

Avant de conclure, quelques brèves remarques sur les fréquences radio. Les appareils marins fonctionnent sur deux fréquences, la bande S et la bande X. Ceux installés sur les voiliers et les bateaux de pêche fonctionnent généralement sur la bande X, sur les navires commerciaux, les deux radars sont généralement présents. La plupart des réflecteurs radar actifs fonctionnent exclusivement sur la bande X. Cela semble à première vue logique car les bateaux de plaisance et les bateaux commerciaux utilisent des radars sur cette fréquence.

Par exemple, toutes les Mini transats étaient équipées par réglementation d’un réflecteur radar actif appelé Active Echo qui fonctionne sur la bande X. Désormais, l’exigence a été remplacée par l’obligation d’un AIS de classe B. Cela pose cependant un problème fondamental qui peut donner lieu à un faux sentiment de sécurité. La bande X est très répandue, mais il faut garder à l’esprit qu’en raison de sa précision, elle détecte également la pluie.

Les navires de commerce, qui ont l’obligation de veiller avec des alarmes automatiques, s’appuient souvent sur des radars en bande S. Celui-ci ne détecte par contre pas la pluie : précisément en cas de mauvais temps lorsque la visibilité est faible et le risque de ne pas être vu encore plus grand. Il existe des réflecteurs radar double bande sur le marché et il est recommandé d’installer ce type de réflecteur actif en cas de nouvel achat. Du point de vue de notre appareil embarqué, qui fonctionne sur la bande X, il faut garder à l’esprit la difficulté d’utilisation en cas de pluie.

Identifier les grains et les précipitations

Lors de la Global Ocean Race, nous avons utilisé cette limitation à notre avantage. En effet, avec un radar fonctionnant sur la bande X, il est possible de voir des grains et des nuages. Des averses de pluie associées à un front même à plusieurs kilomètres sont également observées. En navigation dans les alizés et dans le Pot au Noir l’instrument devient donc une aide très précieuse, nous avertissant à temps de l’arrivée d’un coup de vent. Surtout la nuit quand il n’est pas facile de voir les nuages. Cela dit, il n’en demeure pas moins que lorsque nous rencontrons une averse pluvieuse, juste au moment où la visibilité est réduite à néant, le radar sera très difficile à interpréter.

Même un grand navire marchand pouvait être caché dans une zone de pluie. Il est donc nécessaire de surveiller et d’étudier l’évolution de l’image sur l’écran et de ne jamais tirer de conclusions hâtives en se contentant de jeter un rapide coup d’œil à l’image sur l’écran radar.

Conclusion

L’avènement et la diffusion du radar sur le marché des plaisanciers a certainement fourni un outil très puissant pour augmenter la sécurité à bord. Qu’il soit utilisé seul ou en conjonction avec un AIS. Il faut savoir bien utiliser l’instrument afin d’exploiter pleinement son potentiel. Nous vous recommandons de lire les instructions de votre radar et de vous entraîner à son utilisation. Vous devez réconcilier ce que l’écran vous montre avec le monde visible qui vous entoure pour vous préparer aux situations de la vie réelle.

Lors de mon tour du monde à la Global Ocean Race, notre appareil a été allumé pendant presque toute la course. Ceci en partie pour compenser le fait qu’il n’y avait pas toujours quelqu’un dans le cockpit. Il s’agit clairement d’une situation extrême à laquelle le croiseur n’a pas à faire face. Une surveillance attentive dans le cockpit est toujours nécessaire mais en cas de visibilité réduite, le radar peut vraiment devenir votre seule paire d’yeux.