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2.1 Qu'est-ce que la navigation à l'estime ?

Lorsqu'il n'est pas possible de déterminer la position du navire en utilisant un référentiel extérieur (terre ou système de radiolocalisation), il faut estimer la position en utilisant les instruments de bord. Estimer la position d'un point par rapport à un autre point est possible si on est capable d'apprécier la direction suivie par le navire ainsi que la vitesse du navire et ceci pendant un temps donné. Ce n'est qu'au XVIIIe siècle que l'accès à une mesure du temps écoulé de façon relativement précise et fiable s'est généralisé sur les navires. Auparavant, la mesure du temps écoulé était peu précise et ne permettait pas de mesurer des temps de parcours brefs.

2.1.1.
Le cap d'un navire est l'angle que fait l'axe du navire avec le nord géographique. En absence de dérive, le cap d'un navire coïncide avec la route suivie par le navire (Fig. 9):

Fig. 9: Définition des angles par rapport au navire en navigation.

La valeur du cap peut se déterminer à partir du Nord géographique (cas des compas gyroscopiques ou des systèmes de radiolocalisation), du Nord magnétique (cas du compas magnétique), ou d'un amer, point remarquable sur la côte (cas du radar par exemple). Les autres angles mesurés près des côtes sont le relèvement (ou azimut, angle entre le Nord et l'amer) et le gisement (angle entre l'axe du navire et l'amer). Les valeurs d'angle varient entre 0 et 360°, ce qui évite toute ambigüité. Le relèvement est alors égal à la somme du cap et du gisement.

2.1.2
La route du navire est l'angle que fait la trajectoire suivie par le navire avec le nord géographique. En cas de dérive elle ne coïncide pas avec le cap. Le navire se déplace alors 'en crabe' sur la route.

2.1.3
La vitesse d'un navire est difficile à déterminer. En effet, la plupart des instruments de mesure (sans 'aide' extérieure) permettent d'accéder à la vitesse par rapport au plan d'eau sur lequel se déplace le navire (dite 'vitesse surface'). Or il est très difficile de tenir compte de façon simple des courants qui déplacent la masse d'eau par rapport au fond et donc de déterminer la vitesse du navire relativement au fond (dite 'vitesse fond'), notamment en raison des variations de la vitesse des courants et des conditions climatiques au cours de longs travaux sur profils, souvent nécessaires (en bathymétrie ou sismique par exemple), et qui requièrent de maintenir un cap et une vitesse constants.

2.1.4
La dérive d'un navire a deux origines possibles: le vent et les courants. Plus les superstructures d'un navire sont importantes plus elles donneront prise à l'action du vent (on parle de fardage): le navire dérivera à la surface de la mer. De même un courant marin écartera de la route choisie le navire et le fera dériver avec la masse d'eau qui le porte.

Le navigateur doit donc tenir compte de la dérive due au vent et au courant. Deux choix s'offrent à lui:
- soit il subit cette dérive et recalcule sa position en tenant compte après coup de la dérive;
- soit il adapte son cap en anticipant sur la dérive pour maintenir la route choisie au départ, ce qui est évidemment bien plus pratique pour aller d'un point à un autre: c'est ce que les moyens de la radionavigation moderne permettent, et qui est la règle générale en géosciences marines où l'on doit très souvent 'tenir' des caps constants pour se rendre à un point donné, ou bien pour suivre un profil préétabli, au plus près de celui-ci. C'est ce qui fait donc toute la difficulté de la navigation sans référentiels extérieurs.

Dans tous les cas, la route est égale au cap ajoutée à la dérive. Dans le cas d'une dérive dûe au vent, la route surface est égale à la route fond. Dans le cas d'une dérive dûe au courant, la route fond du navire sera alors la résultante de son déplacement à la surface de la mer et du déplacement de la masse d'eau. La route fond sera donc différente de la route surface.

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