BlueNaute™ : la révolution que la navigation maritime attendait

Aujourd’hui, Sagem (groupe Safran) introduit sur le marché une nouvelle technologie « maintenance-free » : le Gyroscope Résonant Hémisphérique, ou HRG. <BR/>De part sa conception, le HRG est la meilleure réponse aux besoins des marins de demain. Fidèle à sa stratégie de leader technologique, Sagem a exploité cette technologie pour développer une nouvelle centrale de cap et d’attitude, Blue<i>Naute</i>™, un équipement apte à répondre à l’ensemble des besoins de la navigation maritime moderne.





L'Organisation Maritime Internationale, via le traité SOLAS (Safety of Life atSea), impose que tous les bâtiments de plus de 500 tonnes soient équipés au minimum d'un gyrocompas. Ce gyrocompas a pour fonction de fournir le nord géographique de manière autonome. Cette exigence est de nos jours principalement remplie par l'utilisation d'une technologie de plus de 100 ans d'âge, le gyroscope mécanique. En outre, cette technologie nécessite des opérations de maintenance périodique (tous les 12 à 18 mois) et elle a une durée de vie limitée, généralement entre 3 à 5 ans. Des solutions alternatives existent depuis une vingtaine d'années. Ces solutions, dites « maintenance-free » soit sans maintenance préventive, sont généralement à base de gyromètre à fibre optique (FOG). Beaucoup plus couteuses que les solutions à base de gyroscopes mécaniques, elles n'ont pourtant jamais réellement trouvé leur place sur le marché, bien qu'offrant généralement des fonctionnalités supplémentaires, comme la fourniture des roulis, tangage et verticale dynamique.

Le gyroscope mécanique

Connaître sa position, sa vitesse et son orientation est un besoin primordial pour naviguer. Au XIXe siècle, la navigation est réalisée à partir d'instruments comme le sextant, le chronomètre, la boussole ou le loch. Grâce au sextant et au chronomètre, l'observation astrale permet de déterminer les coordonnées (latitude, longitude) précises du navire lors des points de visée. Cette position est ensuite entretenue jusqu'à la visée suivante par une navigation dite « à l'estime », c'est-à-dire en intégrant la vitesse mesurée par le loch le long du cap indiqué par la boussole. A cette même époque, vers le milieu du XIXe siècle, des travaux scientifiques montrent qu'une toupie montée sur une plate-forme suspendue permet de conserver une direction : lorsque la toupie est entraînée à une vitesse suffisante, son axe de rotation reste en effet fixe par rapport aux étoiles. Cette observation fait suite à la mise en évidence de la rotation de la terre par le scientifique français Léon Foucault : c'est la fameuse expérience du pendule réalisée au Panthéon en 1851.Un nouvel instrument de navigation voit alors le jour : le gyroscope (du grec gyros – rotation et skopein - voir). A partir du premier instrument de laboratoire construit par Foucault dès 1852, l'utilisation d'un gyroscope pour indiquer le nord semble alors ne plus poser de problème sur le plan théorique. Cependant, il faudra encore plus de 50 ans pour aboutir à un équipement opérationnel. Entre-temps, il aura fallu savoir entretenir la rotation de la toupie, ce qui a été rendu possible par les progrès réalisés dans le domaine des moteurs électriques ; développer des dispositifs permettant de maintenir la rotation de la toupie dans le plan horizontal indépendamment des variations de roulis, compenser les effets de variation de la vitesse et de la direction du bateau.

Ce sont les travaux menés par le Dr Hermann Anschütz et son cousin Max Schuler qui permettent d'aboutir à un premier brevet de gyrocompas en 1904, puis à un équipement plus sophistiqué comprenant deux gyroscopes inclus dans une sphère flottant dans un liquide en 1924. Cette technologie reste leader sur le marché du gyrocompas pour la marine marchande, plus de 100 ans après le premier brevet, ce qui constitue une longévité tout à fait exceptionnelle. Les gyroscopes flottants présentent cependant deux inconvénients. Les toupies, sujettes à vieillissement, doivent être changées tous les 3 à 5 ans et le liquide doit être remplacé tous les un à deux ans. Ces deux opérations de maintenance préventive rendent le coût global de possession de ces gyroscopes relativement important malgré un prix d'achat initial très intéressant.

Une révolution pour la navigation au XXIème siècle : le gyroscope résonant hémisphérique HRG

Le nombre et la complexité des pièces entrant dans la constitution d'un équipement de mesure de haute précision, ont un impact direct sur sa fiabilité et sur le coût de ses maintenances préventives et correctives. Une formulation simple de cette constatation consiste donc à énoncer qu'au premier ordre, la fiabilité d'un gyroscope est directement proportionnelle au nombre de ses pièces. Constitué uniquement de quelques pièces élémentaires et d'un design simple, le HRG est donc d'une fiabilité extrême.





Breveté par Sagem, le gyroscope HRG exploite les caractéristiques inertielles du plan vibratoire d'une onde résonnant à l'intérieur d'une demi-sphère miniature mécaniquement découplée du monde extérieur. D'une très grande robustesse, il n'est soumis à aucune usure mécanique et il présente donc d'une durée de vie virtuellement illimitée, à la différence des gyroscopes mécaniques. C'est ce qui explique qu'il ait été d'abord utilisé pour les applications spatiales en en faisant d'ailleurs la seule technologie jamais tombée en panne dans l'espace, avec plus de 18 millions d'heures de fonctionnement sans le moindre incident. Le HRG est la seule technologie à la fois « maintenance-free » et ultra-fiable.

Si les caractéristiques de haute performance et fiabilité extrême sont unanimement reconnues par la communauté scientifique, il restait à rendre cette technologie économiquement abordable pour qu'elle puisse être utilisée dans un gyrocompas civil. Ce défi a été relevé par Sagem grâce à des innovations techniques majeures et des investissements industriels significatifs.

La centrale BlueNaute™ de Sagem : une première à Euronaval 2012

Exploitant les caractéristiques intrinsèques de la technologie HRG, la centrale de navigation BlueNaute™ ne requiert aucune maintenance. Avec un MTBF* de plus de 100.000 heures, elle est sans rivale en termes de durée de vie, de fiabilité et de disponibilité opérationnelle. Grâce au faible encombrement et à l'insensibilité aux environnements du HRG, BlueNaute™ peut être intégrée aisément sur tous les types de plateformes. BlueNaute™ existe en différentes versions pour couvrir l'ensemble des besoins du marché. BlueNaute™ est ainsi la solution « maintenance-free » ultime pour les porte-conteneurs, les tankers, les bâtiments de croisière, les bâtiments de servitude off-shore ou les mega-yachts.



* Mean Time Between Failure

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