En bref. Nous avons confronté notre routage aux logiciels qu'utilisent les navigateurs et leurs routeurs. La méthode est la même, celle des isochrones, mais trois défauts nous séparaient d'eux. Le tri des points du calcul perdait sa finesse en s'éloignant du départ, au point que certains bateaux n'atteignaient plus l'arrivée dans la prévision. La polaire ignorait la force du vent. Et la route changeait d'amure trop souvent. Les trois sont corrigés ensemble. Rejouée sur cinq jours de course, la nouvelle version rapproche la route calculée de la position réelle des bateaux : l'écart médian passe de 89 à 83 milles à 24 heures, et de 55 à 49 milles à 12 heures. Le gain est réel mais modeste, et l'heure d'arrivée routée, elle, ne change presque pas. Voici ce qui a changé, ce que nous avons mesuré, et ce que nous avons écarté.
Notre routage face à ceux des professionnels
Les logiciels de routage reconnus, qtVlm, Expedition, Adrena ou le module de routage d'OpenCPN, reposent tous sur la méthode des isochrones, comme le nôtre. Ils ne se distinguent pas par l'algorithme, mais par tout ce qu'ils mettent autour : la finesse du calcul, de vraies polaires, le coût des manœuvres, plusieurs modèles de vent, les courants.
Sur un point, nous étions déjà en avance : ces logiciels n'affichent aucune mesure de leur propre précision. C'est au navigateur de juger. Le nôtre garde chaque route calculée et la compare, heure après heure, à la position réelle du bateau. C'est cette mesure qui nous a montré où chercher. Le vent n'y était presque pour rien : avec le vent réellement mesuré sur zone, l'écart ne baissait pas. Les deux tiers venaient de la vitesse prêtée aux bateaux, le dernier tiers des choix de route des skippers.
1. Des secteurs de largeur constante en milles
Un routeur par isochrones essaie des caps depuis chaque point atteint, puis ne garde que les meilleurs points pour l'étape suivante. Sans ce tri, leur nombre exploserait. Le nôtre découpait l'horizon, vu du point de départ, en secteurs de 1°, et ne gardait dans chacun que le point le plus éloigné du départ.
Le défaut tient à la géométrie. Un degré vu du départ mesure 9 milles de large à 500 milles, mais 35 milles à 2 000 milles. Loin du départ, un seul point survit donc sur une bande de 35 milles. Quand la route s'incurve, par exemple pour contourner l'anticyclone des Açores, le point le plus loin du départ n'est pas forcément le mieux placé pour la suite. Le tri jetait des points prometteurs.
La correction est celle des logiciels professionnels : des secteurs d'une largeur constante de 10 milles sur la frontière, quelle que soit la distance au départ. Les secteurs s'affinent donc à mesure que le bateau s'éloigne.
L'effet se voit surtout sur les routes longues. Le 6 novembre au matin, avec les anciens secteurs, 5 Ocean Fifty sur 8 n'atteignaient pas l'arrivée dans les cinq jours de prévision. La fin de leur route était alors extrapolée, et mal : Basile Bourgnon était routé à 160 heures de l'arrivée, quand sa vitesse récente en donnait environ 69. Avec des secteurs de 10 milles, les huit bateaux arrivent, entre 84 et 114 heures. Sur un vent de synthèse qui reproduit un anticyclone mobile, la route de l'Ultim gagne aussi 7,6 % sur l'ancienne.
Ce réglage ne rend pas le calcul parfait. Avec un pas de 30 minutes au lieu d'une heure, le routeur trouve encore des routes un peu plus lentes, alors qu'un calcul plus fin devrait faire au moins aussi bien. La cause est la règle du tri elle-même : garder le point le plus loin du départ jette des points mieux placés quand la route s'incurve, et plus les pas sont nombreux, plus ces tris s'accumulent. Le site calcule au pas d'une heure, celui où le réglage a été mesuré, mais cette limite reste à lever.
2. Une polaire qui dépend de la force du vent
La polaire donne la vitesse d'un bateau selon le vent. La nôtre tenait en deux chiffres par classe et une forme commune par famille de coques, puis un seul facteur la recalait sur la vitesse des bateaux de tête. Ce facteur unique ne pouvait pas tout corriger. Au vent de travers, entre 60 et 90° du vent, la polaire était trop rapide de 10 à 25 %. Par petit temps, sous 10 nœuds, elle était trop lente de 30 à 70 %. Un même coefficient ne rattrape pas deux erreurs de sens contraire.
La forme de la polaire est désormais apprise sur la course, case par case. Pour chaque classe, nous découpons la force du vent en six plages (bornes à 8, 12, 16, 20 et 25 nœuds) et l'angle au vent en sept, puis, dans chaque case, nous comparons la vitesse réelle des bateaux à celle que donnait la polaire de départ. Les mesures récentes comptent davantage : une mesure vieille de trois jours pèse deux fois moins qu'une mesure fraîche.
Deux garde-fous évitent de suivre le bruit. Une case qui a vu moins de 12 mesures reste tirée vers la polaire de départ : sans données, on ne corrige pas. Et aucune correction ne dépasse 40 % dans un sens ou dans l'autre. Le niveau d'ensemble, lui, reste recalé à chaque calcul sur la vitesse des bateaux de tête de la classe.
3. Un virement ou un empannage coûte du temps
Sans pénalité, la route conseillée changeait d'amure dès qu'un cap faisait gagner quelques dixièmes de nœud. Sur notre vent de synthèse, la route d'un IMOCA pouvait virer ou empanner 25 fois sur la traversée. Aucun skipper en solitaire ne navigue ainsi : sur un bateau de 12 à 32 mètres, un empannage prend du temps, des forces, et fait perdre de la vitesse.
Le routeur compte désormais 15 minutes perdues à chaque changement d'amure, pour toutes les classes. Changer d'amure ne vaut plus la peine que si le gain le justifie. Sur les routes rejouées de la course, le nombre médian de changements d'amure sur 80 heures passe de 3 à 2, et de 6 à 4 pour les Ultim. L'heure d'arrivée bouge peu : c'est surtout la ligne tracée sur la carte qui devient crédible.
Nous en avons profité pour resserrer l'éventail des caps essayés, de 110° à 90° de part et d'autre de la direction du but. Les caps plus ouverts ne servaient presque jamais. Malgré des secteurs plus fins, chaque route demande ainsi environ 35 % de calcul en moins.
Ce que nous avons mesuré
Le banc d'essai rejoue le vrai code du site depuis des positions réelles de la course, avec le run GFS dont le site disposait à ce moment-là, retrouvé dans les archives publiques de la NOAA. Il porte sur les 5 premiers des 6 classes, au départ de 17 instants répartis du 2 au 6 novembre, et suit chaque route sur 80 heures. Il compare la position routée à la position réelle du bateau, et l'arrivée routée au temps réellement mis.
Ce banc est plus large que notre premier essai, qui ne portait que sur les trois premiers de chaque classe, le seul 5 novembre, et donnait 20, 40 et 67 milles. Ses écarts sont plus grands, car ni les bateaux ni les jours ne sont les mêmes. C'est la comparaison entre les deux versions, sur les mêmes départs, qui compte.
| Écart médian de position | Ancienne version | Nouvelle version |
|---|---|---|
| à 6 h | 31 milles | 28 milles |
| à 12 h | 55 milles | 49 milles |
| à 24 h | 89 milles | 83 milles |
L'écart baisse de 7 à 11 % selon l'horizon. C'est la polaire apprise qui fait l'essentiel du gain sur ces 80 heures : les secteurs en milles ne changent presque rien à si court terme, leur effet se voit sur les routes complètes, comme celles des Ocean Fifty.
L'heure d'arrivée routée, elle, ne change presque pas. Le routeur reste un peu optimiste : en médiane, les bateaux mettent 6 % de temps de plus que prévu à 24 heures, et 11 à 13 % à 48 heures. Notre règle des arrivées estimées, qui retient la plus tardive entre la vitesse récente et le routage, ne bouge pas non plus : 14 % d'écart à 24 heures, 10 % à 48 heures, avant comme après.
Ces chiffres ont leurs limites. Les cinq jours rejoués n'ont connu qu'une situation météo, et les bateaux d'une même classe ont subi le même vent : les comparaisons ne sont pas indépendantes. Les cases de la polaire qui ont vu peu de mesures, comme le vent fort au près, restent proches de la polaire de départ.
Ce que nous avons essayé, puis écarté
- Recaler la vitesse sur la progression des 24 dernières heures, plutôt que sur la vitesse instantanée des meilleurs. L'idée était de tenir compte du repos et des manœuvres d'un solitaire. Le rythme recalculé en continu pour chaque classe fait pire.
- Un coefficient fixe, autour de 0,9, sur la vitesse. Il supprime presque l'optimisme du routeur, et rapproche la position de 1 mille à 24 heures. Mais il dégrade nos arrivées estimées à 48 heures, de 10,4 à 11,5 % d'écart. Nous l'avons laissé de côté.
- Les secteurs en milles seuls, sans la polaire apprise, ne changent rien sur 80 heures. Les deux vont ensemble.
Ce que ça change sur la carte
La façon d'afficher le routage ne change pas. Le bouton Routage de la carte en direct montre toujours la route tiretée, ses pastilles par jour, son couloir et l'arrivée routée. Mais la route va plus souvent jusqu'à l'arrivée, elle zigzague moins, et elle repose sur une vitesse apprise de la course.
Le couloir et le bloc Précision constatée de la légende sont calculés à partir des écarts mesurés en course. Pour ne pas mêler les deux versions du routeur, ces mesures repartent de zéro avec la nouvelle version. En attendant d'en avoir assez, la légende affiche les chiffres du banc d'essai.
Ce qui reste à faire
D'autres pistes existent, que nous n'avons pas encore lancées. Les zones interdites de la course ne sont pas encore prises en compte. Au-delà de cinq jours, la route est extrapolée au lieu de suivre la prévision longue du modèle GFS. Les prévisions d'ensemble, une vingtaine de variantes du même modèle, montreraient les vraies options stratégiques, comme le choix entre le nord et le sud de l'anticyclone. Les courants et l'état de la mer joueraient un peu pour les bateaux les plus lents.
D'autres ont été écartées. Changer de modèle de vent rapporterait peu, puisque le vent n'explique pas nos écarts. Une polaire propre à chaque bateau a été essayée deux fois, et fait toujours pire : quelques heures de mesure ne disent pas grand-chose d'un bateau.
Le routage reste indicatif. Les skippers ont leurs vraies polaires, d'autres modèles de vent et ce qu'ils voient sur l'eau. Mais il est désormais plus proche de ce que font les logiciels professionnels, et nous continuons d'en publier la précision, qu'elle soit bonne ou non.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qui a changé dans le routage d'Offshore Races ?
Trois choses, mises en ligne ensemble. Le tri des points du calcul se fait par secteurs de 10 milles de large, au lieu de 1° vu du départ. La forme de la polaire est apprise sur la course, selon la force et l'angle du vent. Et chaque virement ou empannage coûte 15 minutes, ce qui limite les zigzags.
Pourquoi des secteurs de 1° posent-ils problème ?
Pour limiter le calcul, un routeur par isochrones ne garde qu'un point par secteur à chaque étape. Si les secteurs sont des angles vus du départ, ils s'élargissent avec la distance : à 2 000 milles, un secteur de 1° fait 35 milles de large. Le tri jette alors des points bien placés, et la route trouvée est plus lente qu'elle ne devrait.
Qu'est-ce qu'une pénalité de virement ?
C'est le temps qu'un routeur compte perdu à chaque changement d'amure, virement de bord ou empannage. Sans elle, le calcul change d'amure dès que cela fait gagner un peu de vitesse, ce qu'aucun skipper ne fait. Les logiciels de routage professionnels l'expriment en minutes par manœuvre ; nous comptons 15 minutes.
Le routage est-il maintenant plus précis ?
Un peu. Sur cinq jours de course rejoués, l'écart médian entre la route calculée et la position réelle passe de 89 à 83 milles à 24 heures, et de 31 à 28 milles à 6 heures. L'heure d'arrivée routée, elle, n'est pas plus juste qu'avant.
Le routage montre-t-il la route que va suivre le skipper ?
Non. Notre route est celle qu'un routeur trouverait avec des polaires approchées et le vent du modèle GFS. Le couloir montre l'écart constaté : le bateau y passe trois fois sur quatre.