Optimisation de la mesure et de l'interprétation des performances dans le cadre de la course au large - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Wind measurement optimization for performance analysis in the context of sailing race

Optimisation de la mesure et de l'interprétation des performances dans le cadre de la course au large

Résumé

Today, lot of parameters are analysed in real-time or in post-processing in order to optimize the boat performances. Therefore, more and more sen- sors and digital systems are used on sailboats. One of the most important parameter to analyze is the wind since this is the engine of sailing boats. However, the wind measurement is not accurate because it is disturbed by several phenomena. Currently, these errors are corrected by a navigation processor; this system allows to merge data provided by multiple sensors to compute and correct the wind. Unfortunately, some corrections used by navigation processor are empirical. In this work, we propose a wind computation algorithm and a new me- thod to establish the boat drift caused by the wind, the leeway. Initially, a model based on boat displacements is tested on simulation dataset in order to estimate the leeway. The results show the need to add a sensor to measure this drift. Then, we propose and compare several models coupled to this sen- sor to estimate the leeway. The results highlight the interest of these models to improve the accuracy and the reliability of the leeway measurement. In the second step, we have developed an open navigation processor to implement our wind computation algorithm. In this way, we can use any sensor and implement any algorithm; we are no longer limited by current systems. During the final year, we tested and validated this prototype during the preparation of the C-Class catamaran for the Little America’s Cup.
Aujourd’hui, l’optimisation des performances dans le domaine de la course au large ou de la régate nécessite l’analyse de dizaines de grandeurs physiques en temps réel ou en post-traitement. Par conséquent, les navires sont équi- pés de nombreux systèmes de mesure dont la chaine de mesure du vent. L’énergie du voilier étant produite par le vent, ce paramètre représente donc l’une des clés de l’analyse des performances. Cependant, cette mesure est entachée d’erreurs puisqu’elle est perturbée par plusieurs phénomènes (mou- vements, dérive, upwash, windshear...). Actuellement pour pallier ces erreurs, les voiliers sont équipés d’une centrale de navigation qui fusionne les données provenant de plusieurs capteurs pour calculer et corriger le vent. Malgré cela, la donnée du vent reste altérée par certaines corrections empiriques. Dans ces travaux, nous proposons une chaine de mesure du vent et ci- blons une perturbation corrigée de manière empirique : la dérive du voilier engendrée par le vent. Dans un premier temps, un modèle d’identification de cette dérive, basé sur les déplacements du bateau et un ensemble de filtres de Kalman, est testé sur un jeu de données simulées. Les résultats montrent la nécessité d’ajouter un capteur pour mesurer cette dérive. Par la suite, plu- sieurs modèles d’identification de la dérive sont comparés pour être couplés à ce capteur. Les résultats révèlent l’intérêt de ces modèles afin de disposer d’un système plus précis et plus robuste. Dans un second temps, le développement d’une centrale de navigation « ouverte » s’est avéré nécessaire pour mettre en application les algorithmes proposés. Les travaux de la dernière année de thèse ont abouti à la conception d’un système multi-supports qui a été testé pour analyser les performances d’un catamaran dans le cadre de la préparation à la petite coupe de l’Ame- rica.
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Dates et versions

tel-01130476 , version 1 (11-03-2015)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01130476 , version 1

Citer

Ronan Douguet. Optimisation de la mesure et de l'interprétation des performances dans le cadre de la course au large. Architectures Matérielles [cs.AR]. Université de Bretagne Sud, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01130476⟩
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