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Régulateurs d’allure vs pilotes automatiques électriques: ce que vous devez savoir

Le pilote automatique d’un bateau est son composant électronique le plus cher. Il est donc important de bien le connaître et de savoir l’utiliser pour en tirer le meilleur parti. Cependant, les pilotes automatiques n’ont pas toujours été électriques et leur évolution a nécessité des années d’affinement. À l’aube de la navigation océanique, il n’existait que des régulateurs d’allure. Mécaniques et non dépendants à l’électricité, ils sont au cœur de la navigation hauturière depuis des décennies.

Régulateur d'allure - Monitor Windvane - schéma
Régulateur d’allure – Monitor Windvane – schéma

Cependant, le régulateur d’allure a des limites qui ne le rendent pas idéal en toutes circonstances. Le monde de la course au large a donc donné une impulsion au développement des pilotes automatiques électriques. Au début très simples, les pilotes automatiques modernes sont désormais très sophistiqués. Sur les bateaux de course modernes, les régulateurs d’allure ne sont plus utilisés. Mais sur le marché de la croisière, ils sont encore bien présents. Dans cet article, nous allons essayer de comprendre ses avantages et ses inconvénients et nous verrons ensemble ses évolutions au fil des décennies.

Régulateur d'allure- Pen Duick II
Régulateur d’allure- Pen Duick II

Régulateur d’allure mécanique et pilote automatique électrique

Avant que l’électronique n’envahisse nos bateaux, il n’y avait que des régulateurs d’allure. un pilote automatique mécanique est appelé régulateur d’allure. En anglais, on les appelle windvanes ou windpilots. Leur histoire est  fascinante : avant qu’une version commerciale ne soit produite, ils étaient tous auto-construits. Ainsi, lors de la première édition de l’OSTAR en 1960, tous les concurrents avaient leurs propres ingénieurs.

OSTAR - Les fondateurs
OSTAR – Les fondateurs

Le régulateur d’allure

Lorsque Francis Chichester termine son premier tour du monde à la voile en 1967, il devient un héros. Naviguant avec un sextant et un régulateur d’allure sur la poupe du Gipsy Moth IV , il est devenu une légende. L’année suivante, le Golden Globe a lieu, la première course autour du monde sans escale. Robin Knox-Johnston devient le premier homme à effectuer un tour du monde à la voile sans escale. Bernard Moitessier est lui aussi au départ de la course. Ses photos, sextant en main, sont entrées aujourd’hui dans l’histoire. Son bateau, Joshua, était également équipé d’un système construit par le célèbre navigateur lui-même.

Régulateur d'allure - Francis Chichester - Gipsy Moth IV
Régulateur d’allure – Francis Chichester – Gipsy Moth IV

Le principe de fonctionnement du pilote du régulateur d’allure

Le fonctionnement d’un régulateur d’allure est plus complexe qu’il n’y paraît. Les systèmes ont aussi évolué au fil du temps en essayant diverses solutions. Il existe effectivement deux méthodes : l’une qui utilise un safran pendulaire assisté (par ex. Monitor) et l’autre qui entraîne un safran auxiliaire (par ex. Hydrovane). La pale du gouvernail du régulateur d’allure n’a pas toujours la force nécessaire pour diriger un bateau de plusieurs tonnes et lorsqu’il s’agit d’un régulateur à safran auxiliaire, l’installation d’un deuxième système jumelé est parfois nécessaire. Sur les systèmes utilisant un safran servo-pendulaire, les petites oscillations de la pale sont transformées en une force suffisante pour diriger le bateau mais ces régulateurs d’allure fonctionnent mieux avec les barres franches qu’avec des barres à roue, et leur installation n’est pas toujours possible.

Aries régulateur d'allure - Transmission de rotation
Aries régulateur d’allure – Transmission de rotation

Pour diriger le bateau, la pale aérienne est reliée à une autre pale immergée dans l’eau qui ressemble à un gouvernail. Cependant, il faut tout de suite préciser que cette pale ne fait pas office de gouvernail sur les régulateurs d’allure qui utilise un safran servo-pendulaire, mais seulement sur les régulateurs d’allure comme ceux d’Hydrovane. Sur les systèmes à safran pendulaire assisté, la lame est montée sur un tube vertical avec un point d’appui et peut basculer de gauche à droite. Sur un Hydrovane ou un système de safran auxiliaire, le safran dirige le bateau et n’oscille pas. Sur les systèmes à safran servo-pendulaire, ce qui fait osciller la pale immergée, c’est la pale aérienne, la faisant tourner légèrement, mais cela ne modifie pas la course du bateau, car le pendule est alors connecté au gouvernail du bateau. Sur le gouvernail auxiliaire, la même rotation fait tourner le gouvernail auxiliaire pour diriger le bateau directement indépendamment du gouvernail du bateau. La pale aérienne est ajustée à un certain angle par rapport au vent et reste vertical en l’absence d’autres forces. Lorsque le vent au lieu de s’écouler le long de l’axe de la pale la frappe latéralement, il la renverse d’un côté. La pale aérienne dans l’air a un contrepoids, donc même un peu d’air suffit pour que cela se produise.

Wind Pilot - Schéma de construction
Wind Pilot – Schéma de construction

La pale oscillante provoque une rotation de l’axe de la pale immergée. Il s’agit soit de générer une force qui servira à déplacer le gouvernail du bateau sur les systèmes à safran pendulaire assisté, soit de diriger le bateau directement sur les systèmes de gouvernail auxiliaire. Sur les systèmes à safran pendulaire assisté, la rotation fait pivoter la lame vers la gauche ou la droite en fonction du flux d’eau qui la frappe. Sur les systèmes de gouvernail auxiliaire, la pale fait office de gouvernail et dirige directement le bateau. L’eau étant beaucoup plus dense que l’air, sa résistance est beaucoup plus élevée. C’est ce principe qui a conduit au développement de systèmes à safran servo-pendulaire, qui transforment une petite force en une grande force par la différence de densité entre l’air et l’eau. Sur les systèmes à safran auxiliaire, un safran très bien équilibré permet de diriger même un grand gouvernail assisté avec peu de force, tout est dû à l’utilisation d’un safran neutre bien équilibré. Sur un système à safran pendulaire assisté, les deux lignes attachées au tube qui maintiennent la pale du servo sont ensuite ramenées à la barre. Sur les systèmes à safran auxiliaire tel que Hydrovane, il n’y a pas d’autres lignes ou complications. Sur un système servo-pendulaire, les deux lignes de commande sont généralement liées à une chaîne qui a un point d’accouplement sur la barre. La chaîne permet un réglage fin si vous souhaitez garder la barre légèrement décentrée. Sur un système de gouvernail auxiliaire, le gouvernail principal n’est pas utilisé pour diriger le bateau, il est plutôt verrouillé en place et peut être utilisé comme compensateur pour rendre le bateau aussi neutre que possible par rapport au gouvernail auxiliaire afin qu’il ait besoin de peu de forces pour diriger le bateau.

Les avantages des régulateurs d’allure

Le flux d’eau qui frappe la pale immergée est capable de générer une force énorme – ceci est très important sur les systèmes à servo-pendulaire qui doivent se diriger avec le gouvernail d’origine du bateau. C’est moins important en revanche pour les systèmes à safran auxiliaire car le gouvernail du bateau n’est pas utilisé pour diriger le bateau. Avec les systèmes asservis à pendule, la force de l’eau est transmise aux lignes de transmission ramenées au cockpit, ce qui permet de déplacer la barre. Le deuxième point fort réside dans le fait que ces systèmes n’ont pas de composants électriques. Tant qu’il ne tombe pas en panne, nous n’avons plus qu’à nous soucier d’accidents tels que heurter un OFNI  ou casser la pale aérienne.

Régulateur d'allure - tube sacrificiel
Régulateur d’allure – tube sacrificiel

La lame dans l’eau est généralement connectée au tuyau principal avec une section de tuyau intentionnellement plus faible. En cas de collision avec un objet, la lame pliera la section du tube sacrificiel. La pale elle-même, attachée au bateau, ne sera pas perdue, et il sera possible