contexte météo

Les capteurs embarqués sont capables de mesurer un certain nombre de variables météorologiques, mais un certain nombre leur échappent encore. Les vagues par exemples sont particulièrement difficiles à caractériser in-situ, tout comme certains aspects du vent comme son profile vertical ou bien même la vitesse et direction des courants qui manquent encore dans de nombreux jeux de données brutes. Hydroscope enrichie vos données avec toutes les variables météorologiques pertinentes accessibles dans des fichiers météo, générant jusqu’à 151 variables supplémentaires, permettant d’explorer les nombreuses façons dont l’environnement impacte la performance de votre navire.

vent

#

Car le vent est le moteur de votre navire, un effort particulier a été apporté à le caractériser aussi précisément que possible du point de vue de la physique dans Hydroscope, afin d’exprimer toute la complexité de ce phénomène en aussi peu de variables que possible.

densité de l’air

#

La densité de l’air est un facteur important quand il s’agit de calculer l’énergie contenue dans le vent. Selon les conditions atmosphériques (température, humidité relative et pression atmosphérique), il peut y avoir des écarts de l’ordre de quelques pourcents dans l’énergie reçu par vos voiles pour un même vent mesurée. Il est important de prendre ce phénomène en compte dans l’analyse de la performance, car plus vos voiles reçoivent d’énergie, plus elles génèrent de force propulsive.

gradient de vent

#

La manière dont évolue la vitesse du vent avec l’altitude (son gradient) joue également sur la quantité d’énergie reçue par votre voile, et ce, d’autant plus que le mât est grand. Si la vitesse du vent n’évolue pas avec l’altitude, ou si au contraire, elle varie le long du mât cela changera la vitesse de vent moyen perçu par la voile, impactant alors sa capacité à propulser le navire. Il faut donc aussi prendre en compte ce facteur dans l’analyse de la performance d’un navire.

vagues

#

Les vagues ont un impact déterminant sur les performances d’un navire. Hydroscope ajoutent toutes les variables nécessaires à vos données, et emploi une approche scientifique basée sur la physique pour prendre en compte ce phénomène complexe dans l’analyse de vos données.

dérive de stokes

#

Les vagues induisent un mouvement sur chaque objet flottant qu’elles rencontrent. La vitesse à laquelle les navires se déplacent s’appelle la “vitesse de dérive de stokes”, et malgré son calcul qui peut être parfois complexe, ça reste un facteur important à prendre en compte dans l’analyse de la performance d’un navire, car cela peut artificiellement accroître ou décroître la vitesse de déplacement du navire par rapport à l’eau.

$$ \vec{u}_{s t}=\int \mathrm{d} f \mathrm{~d} \theta \frac{2 g k}{\omega \tanh (2 k D)} \vec{k} F(f, \theta) $$

spectres

#

Hydroscope peut collecter et traiter les “spectres de vagues” fournis par les modèles météorologiques, et utiliser ces données pour détailler l’impacte des vagues sur la performance du navire sur un segment donné. C’est la façon la plus détaillée de décrire un état de mer, et permet d’étudier le transfert d’énergie entre les vagues et le navire et d’en quantifier l’impacte sur la vitesse.

eau

#

Pour correctement caractériser l’environnement dans lequel un navire évolue, Hydroscope ajoute des variables caractérisant l’état de l’eau dans lequel le navire évolue, afin de quantifier précisément l’énergie échangée par le navire avec l’eau qui l’entoure.

densité de l’eau

#

La densité de l’eau peut varier de quelques dixièmes de pourcent selon la température, la pression atmosphérique et la salinité. Hydroscope ajoute toutes ces variables et calcule la densité de l’eau¹, qui est directement proportionnelle à la traînée et la poussée d’Archimède, impactant ainsi directement sa performance.

courant

#

Les courants thermohalins, barotropiques ou de marées génèrent un mouvement de la masse d’eau dans laquelle le bateau évolue. Cela peut impacter grandement le vent, et donc l’énergie reçue par le navire. C’est pourquoi Hydroscope ajoute les données les plus précises de courant disponibles, afin de prendre en compte cet aspect l’analyse de performance.

environnement

#

Hydroscope combine toutes les informations importantes concernant les paramètres extérieurs au navire dans un objet “environnement”. Cela permet de calculer certaines quantités nécessaires à l’analyse de données.

vent environnemental

#

Hydroscope calcule le vent reçu par le navire à chaque instant, comme la différence du vent vrai et le mouvement du navire générée par le vent et les vagues. Ce ‘vent environnemental’ calculé dans le repère de l’eau est le vent réellement perçu par le navire, et doit être celui utilisé pour calculer sa performance.

divers

#

D’autres variables peuvent aussi être intégrées à l’analyse, pour réduire l’erreur de prédiction encore plus. Hydroscope peut suivre la position du soleil et de la lune par rapport au navire, l’intensité de l’attraction gravitationnelle de la terre, la valeur de la ‘pseudo force de coriolis’ s’appliquant au navire, afin que leurs effets puissent être étudiés?