Exploitation des données d'entrée - suite : vents et courant

Le courant a pour effet d'ajouter une composante au vent réel pour produire le vent dit de surface. Le courant agissant dans l'eau produit dans l'air un vent supplémentaire dont la force est égale à celle du courant mais dont la direction est diamétralement opposée à celui-ci. 

Regardons le schéma suivant : pour simplifier, le courant , dans l'eau, est perpendiculaire au cap du bateau et l'aborde sur son tribord. Supposons que sa force soit de 3 nœuds . Il génère , dans l'air, un vent  de même force mais opposé, à babord donc : le CSW current strength wind ou  current speed wind.

Toujours pour simplifier, faisons l'hypothèse que le vent réel est aussi perpendiculaire au cap du bateau à babord et sa vitesse est de 8 nœuds.

Le vent réel et le vent du courant étant de même direction ils s'ajoutent pour produire un vent surface de 8 + 3 = 11 nœuds. Le bateau va donc bénéficier d'un vent surface supérieur gràce au courant opposé.  C'est ce vent surface qui va déterminer sa vitesse sur l'eau. Dans le cas le plus général , bien entendu, les grandeurs vent réel TW et vent du courant CSW ne sont pas de même direction et leur somme n'est plus algébrique mais vectorielle. Nous avons :

SW→=TW→+CSW→


Le schéma ci-dessous fait l'inventaire complet des forces qui s'appliquent au voilier faisant route sur un itinéraire soumis aux courants. On retrouve la construction vectorielle du vent surface SW à partir de CSW et TW :


On note que tous les vecteurs à la droite de l'axe du bateau, y compris BS sa vitesse (boat speed) représentent des forces s'exerçant dans l'eau tandis que les vecteurs à gauche représentent les forces s'excerçant dans l'air autrement dit les vents.

Les vents créés par le mouvement du bateau et le courant sont en pointillés . On retrouve à droite le courant faisant dériver le bateau sur tribord et le vent créé correspondant à gauche en pointillés CSW.

Tout se passe comme si le vent réel TW était décalé par le courant pour produire un vent surface SW . Le vent apparent AW est construit non plus à partir du vent réel TW mais à partir de ce vent surface SW :

                                                    AW→=SW→+BVW→


Le vent apparent AW devient une construction plus complexe à trois éléments si l'on reprend l'équation du vent surface :


AW→=TW→+CSW→+BVW→


En présence de courant c'est le vent surface SW qui devient la référence en matière de force et de direction pour déterminer par calcul , avec la polaire du bateau,  sa vitesse.  L'angle de référence devient SWA et la force de référence SWS.

Ci-dessous un exemple de calcul avec la polaire théorique du J109 (sur les polaires fournies par le constructeur ne figurent généralement pas SWA et SWS mais TWA et TWS, les calculs théoriques se faisant en absence de courant ):
La force du vent est en nœuds en abscisse et l'angle en degrés en ordonnée.




Ici pour un SWA donné de 55° et une force de vent de 15 nœuds , on trouve la vitesse du bateau par trois interpolations linéaires :

  1. pour 52 °
  2. pour 60°
  3. pour 15 nœuds

Si l'on reprend la figure 2 le cap du bateau représenté par BS diffère maintenant de la route suivie sur le fond COG / SOG :

Ce vecteur COG/SOG construit dans l'eau est la somme vectorielle de la progression du bateau BS ( cap et vitesse) et du courant (direction et force). Ces trois vecteurs ont leur pendant en matière de vents égaux en force et opposés en directions : le GVW ( = Ground Velocity Wind) pour le COG/SOG,  le BVW (= Boat Velocity Wind) pour la vitesse et le cap du bateau et le courant déjà vu CSW :


COG/SOG→=BS→+C⃗ 

ceci dans l'eau et ensuite dans l'air :

GVW→=BVW→+CSW→


Ces notions peuvent sembler abstraites et peu faciles à manipuler intuitivement en temps réel lorsque l'on est à la barre . Il est alors plus aisé de se représenter le courant comme il se présente naturellement dans la direction où il porte c'est-à-dire dans l'eau et d'imaginer qu'il déporte l'origine du vent réel vers l'origine du vent surface , comme on le voit sur une saisie du simulateur ci-contre.
(la configuration est identique à celle de la figure 2).

Le vent du courant CSW est repris ici en pointillés mais par souci de simplification il n'apparaîtra pas sur l'écran du simulateur.


Ici à droite on simule la même configuration en cap, force de vent réel et courant mais le vent réel vient cette fois à tribord sous le même angle TWA que ci-dessus  : le courant est alors presque diamétralement opposé au vent et par conséquent , comme on le voit, il s'ajoute quasiment au vent réel pour produire un vent surface supérieur en force.

On voit par rapport à la figure ci-dessus que le bateau fait la même route sur l'eau et sur le fond mais que sa vitesse est bien supérieure grâce au courant qui le "pousse" vers le vent.

 
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