Radar et ARPA

Prérequis

Cette leçon amène le radar du niveau plaisancier à celui d'un officier de quart (illimité) au sens de la règle II/1 de la convention STCW. Avant de commencer, vous devez :

• Connaître les règles de barre et de route, en particulier les règles 5, 6, 7, 8 et 19, ainsi que la leçon sur les feux et signaux.
• Comprendre les relèvements vrais et magnétiques, la différence entre cap et route fond, et l'effet d'un courant de marée sur la trajectoire d'un navire.
• Avoir utilisé un radar sur un voilier ou sur simulateur : gain, portée, EBL et VRM.
• Être en train de préparer, ou être titulaire, du cours opérationnel STCW Navigation, Radar and ARPA Simulator (NARAS) requis pour le certificat (voir MSN 1856), qui suit le cours modèle OMI 1.07.

L'oral de la MCA attendra de vous que vous traciez à la main, que vous expliquiez chaque chiffre d'un affichage ARPA, et que vous disiez précisément quand il ne faut pas s'y fier.

Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette leçon, vous serez capable de :

• Expliquer comment un radar de navigation mesure la distance et le relèvement, et comparer la bande X et la bande S.
• Décrire les commandes de l'opérateur et les régler pour une détection optimale.
• Distinguer le mouvement relatif et le mouvement vrai, la présentation cap en haut, nord en haut et route en haut, ainsi que la stabilisation par rapport à la mer et par rapport au fond, et choisir la bonne pour la tâche.
• Construire un tracé relatif à la main et en déduire le PRC (CPA), le TPRC (TCPA), ainsi que le route vraie, la vitesse et le secteur de vue de la cible.
• Prévoir l'effet d'une modification de route ou de vitesse de votre propre navire.
• Décrire les fonctions ARPA et ATA, y compris l'acquisition, la poursuite, les vecteurs, les positions passées, les alarmes et la manœuvre d'essai.
• Expliquer les principales erreurs et limites du radar et de l'ARPA.
• Utiliser le parallel indexing pour surveiller la position du navire par rapport à une route prévue.

Fonctionnement du radar

Un radar émet de courtes impulsions d'énergie hyperfréquence depuis une antenne tournante et écoute les échos. Comme les impulsions se propagent à la vitesse de la lumière (environ 300 m par microseconde), le temps de retour de l'écho donne la distance :

Distance = (vitesse de la lumière × temps) ÷ 2

Un écho revenant après 12,35 microsecondes correspond à une cible à 1 mille nautique. Le relèvement est la direction vers laquelle pointait l'antenne au retour de l'écho.

Durée d'impulsion et PRF

• La durée d'impulsion est la durée de chaque impulsion. Une impulsion courte (environ 0,05 microseconde) donne un bon pouvoir de séparation en distance, c'est-à-dire la capacité à distinguer deux cibles sur le même relèvement à des distances légèrement différentes. Le pouvoir de séparation en distance vaut à peu près la moitié de la durée d'impulsion exprimée en distance : 0,1 microseconde correspond à environ 15 m. Une impulsion longue (jusqu'à environ 1 microseconde) concentre plus d'énergie sur la cible et améliore la détection à longue portée, au prix du pouvoir de séparation.
• La fréquence de répétition des impulsions (PRF) est le nombre d'impulsions par seconde. Les impulsions courtes vont avec une PRF élevée pour les petites portées ; les impulsions longues avec une PRF basse pour les grandes portées, afin que chaque écho ait le temps de revenir avant l'impulsion suivante.
• La portée minimale est limitée par la durée d'impulsion et par le temps dont le récepteur a besoin pour se rétablir après l'émission.

Largeur de faisceau et discrimination en relèvement

La largeur horizontale du faisceau d'un scanner radar bande X de navire est généralement d'environ 1° à 2°. Deux cibles à la même distance, plus proches en relèvement que la largeur du faisceau, se confondent en un seul écho. Une antenne plus longue donne un faisceau plus étroit et une meilleure discrimination en relèvement. Le faisceau vertical est large (environ 20° à 25°) afin que le roulis du navire ne fasse pas perdre les cibles.

Horizon radar

Les ondes radar se courbent légèrement au-delà de l'horizon, davantage que la lumière. Avec des hauteurs en mètres, la portée de l'horizon radar en milles nautiques est approximativement :

Portée (milles) = 2,2 × (√ hauteur de l'antenne + √ hauteur de la cible)

Avec un scanner à 36 m au-dessus de la mer et une cible de 9 m de haut : 2,2 × (6 + 3) = 19,8 milles. Les côtes basses, les petites embarcations et les glaces seront détectées bien plus près. La réfraction anormale modifie ces valeurs : la superréfraction (air chaud et sec au-dessus d'une mer froide) allonge les portées de détection, produisant parfois des échos de terre bien au-delà de l'horizon normal, tandis que la sous-réfraction (air froid au-dessus d'une mer chaude) les raccourcit.

Bande X et bande S

La règle V/19 de la convention SOLAS impose aux navires de 300 UMS et plus d'avoir un radar de 9 GHz (bande X), et aux navires de 3 000 UMS et plus un second radar, de 3 GHz (bande S) ou, le cas échéant, un second appareil de 9 GHz, fonctionnellement indépendant du premier. Consultez SOLAS V/19 pour le tableau complet des équipements obligatoires, y compris les aides au pistage requises selon le tonnage.

La bonne pratique consiste à utiliser les deux : le radar bande S sur une plus grande portée pour une alerte précoce sur les navires, le radar bande X sur une portée plus courte pour le détail et les petites embarcations. Sous forte pluie ou en grosse houle, la bande S voit souvent un navire que la bande X a perdu dans le fouillis.

Commandes de l'opérateur

Réglez le radar dans cet ordre une fois qu'il a chauffé :

1. Luminosité : réglez-la pour que l'écran soit lisible sans éblouissement. De nuit, baissez-la ; une image trop lumineuse masque les échos faibles.
2. Échelle de portée : choisissez une portée adaptée à la situation ; en mer ouverte, une grande portée (12 milles sur un appareil) pour l'alerte précoce, et une portée plus courte (6 milles) sur l'autre.
3. Durée d'impulsion : généralement sélectionnée automatiquement avec la portée, mais modifiable. Utilisez l'impulsion longue pour les grandes portées ou pour les cibles difficiles à distance.
4. Accord : sur les anciens appareils, réglez-le pour obtenir l'écho le plus fort d'une cible faible ou le fouillis le plus important. La plupart des appareils modernes s'accordent automatiquement ; vérifiez-le.
5. Gain : augmentez-le jusqu'à ce qu'un léger grenaillage de bruit de fond apparaisse. Un gain insuffisant fait perdre les cibles faibles ; un gain excessif inonde l'écran.
6. Anti-fouillis de mer (STC) : réduit le gain à courte distance pour supprimer les échos de mer. Utilisez le minimum qui vous permet de voir les cibles dans le fouillis. Un réglage excessif fera disparaître complètement les petites embarcations. Le réglage automatique est utile, mais doit être vérifié par rapport aux réglages manuels.
7. Anti-fouillis de pluie (FTC) : différencie l'écho pour que seul son bord d'attaque apparaisse, ce qui fragmente les grandes zones de pluie. Il affaiblit aussi les cibles réelles ; utilisez-le avec modération et désactivez-le après le passage de la pluie.
8. Présentation et stabilisation : voir ci-dessous.
9. Contrôle de performance : vérifiez-le chaque jour et consignez le résultat. Un contrôle qui s'affaiblit progressivement indique une perte de puissance d'émission ou de sensibilité du récepteur.

Outils de mesure :

• EBL (ligne de relèvement électronique) : pour les relèvements des cibles. Vérifiez régulièrement le marqueur de cap par rapport au gyrocompas et à la ligne de l'étrave ; une erreur du marqueur de cap fausse tous les relèvements.
• VRM (marqueur de distance variable) : pour les distances. Plus précis que l'estimation par rapport aux cercles de distance fixes.
• Lignes d'index parallèles : lignes fixes affichées à l'écran pour surveiller les distances de passage (voir plus loin dans cette leçon).
• Décentrage : déplace votre navire hors du centre pour voir plus loin devant. Ne laissez pas un grand décentrage activé et n'oubliez pas les cibles désormais derrière ou par le travers, qui ne donnent qu'un court préavis.

Présentation et mouvement

Orientation

• Cap en haut : le cap du navire en haut de l'écran. Non stabilisé. Facile à relier à la vue par le hublot, mais chaque écho se déforme à chaque lacet du navire, et les relèvements sont relatifs.
• Nord en haut : le nord en haut, stabilisé par le gyrocompas. Facile à comparer avec la carte ; les échos restent nets lorsque le navire lace.
• Route en haut : la route prévue en haut, stabilisée par le gyrocompas. Un compromis pour la navigation côtière. Se réinitialise lorsque la route change.

Mouvement relatif et mouvement vrai

En mouvement relatif (RM), votre navire reste fixe au centre et chaque cible se déplace selon son mouvement par rapport à vous. Une bouée immobile descend sur l'écran à votre vitesse, dans la direction opposée à votre route. La traînée d'une cible en mouvement est sa trace relative : prolongez-la au-delà du centre et vous voyez directement à quelle distance elle passera.

En mouvement vrai (TM), votre navire se déplace sur l'écran selon sa route et sa vitesse vraies, et les cibles se déplacent selon leur propre mouvement vrai. Les objets fixes restent immobiles. La traînée d'une cible en mouvement montre sa route vraie, ce qui indique d'un coup d'œil son secteur de vue.

Le schéma ci-dessous montre le même instant dans les deux présentations, votre navire faisant le cap 000° à 12 nœuds et un autre navire faisant le cap 270° à 12 nœuds.

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Aucune des deux n'est « meilleure ». Le RM montre le risque d'abordage ; le TM montre ce que font réellement les autres bâtiments. L'ARPA moderne permet d'afficher un écran en RM avec des vecteurs vrais, ou un écran en TM avec des vecteurs relatifs. De nombreux officiers de quart gardent un écran en mouvement relatif avec des traces vraies, et basculent les vecteurs entre vrais et relatifs pour répondre à deux questions distinctes : « va-t-il me heurter ? » (relatif) et « que fait-il ? » (vrai).

Stabilisation par rapport à la mer et au fond

Le mouvement vrai et les vecteurs vrais nécessitent le mouvement de votre navire comme donnée d'entrée. Il y a deux choix :

• Stabilisé par rapport à la mer : cap du navire donné par le gyrocompas et vitesse par rapport à l'eau issue d'un loch à trace dans l'eau (mono-axe). Votre navire et les cibles sont représentés se déplaçant par rapport à l'eau. Le vecteur vrai d'une cible est son cap et sa vitesse par rapport à l'eau, de sorte que son secteur de vue est correct. Une bouée dans un courant de marée semble se déplacer contre le courant.
• Stabilisé par rapport au fond : route et vitesse de votre navire par rapport au fond, issues du GNSS ou d'un loch Doppler à trace sur le fond. Les vecteurs sont des routes par rapport au fond. Les objets fixes n'affichent aucun vecteur, ce qui est idéal pour la navigation et le pilotage.

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Pour l'évitement de collision, la stabilisation par rapport à la mer est préférable, car les RIPAM dépendent du secteur de vue : quel feu l'autre navire verrait, s'il est en dépassement, en route opposée ou en route croisée. Dans un fort courant de travers, la stabilisation par rapport au fond peut donner un mauvais secteur de vue. Imaginez un navire faisant le cap 000° par rapport à l'eau dans une dérive de 3 nœuds vers l'est. Stabilisé par rapport au fond, son vecteur pointe vers environ 015°. Si vous l'approchez depuis le sud-est, le vecteur au fond peut laisser croire que vous êtes en route croisée alors qu'en réalité vous êtes presque en train de le dépasser.

Pour la navigation, la stabilisation par rapport au fond est meilleure : un affichage en mouvement vrai stabilisé par rapport au fond montre la côte immobile et la route réelle de votre navire vers elle.

Sachez quelle stabilisation votre ARPA utilise. Elle est indiquée à l'écran. Si la donnée de vitesse est fausse, chaque vecteur vrai est faux.

Tracé relatif à la main

Chaque officier de quart doit savoir tracer sans ARPA. La méthode utilise trois points sur un rapporteur à réflexion, une feuille de tracé ou une feuille de papier.

• O : la première position tracée de la cible.
• A : la position de la cible après l'intervalle de tracé, généralement 6 ou 12 minutes.
• W : depuis O, reportez la route de votre navire et la distance parcourue pendant l'intervalle, à rebours. W est l'endroit où se trouverait la cible si elle était immobile.

Ensuite :

• OA est le mouvement relatif de la cible. Prolongez-la au-delà du centre pour trouver le PRC (CPA).
• WO est le mouvement vrai de votre navire.
• WA est la route et la vitesse vraies de la cible.

Le triangle représente l'équation vectorielle : mouvement vrai de la cible = mouvement de votre navire + mouvement relatif.

Tracé travaillé

Vous faites le cap 000° à 12 nœuds par visibilité réduite. Vous observez une cible :

Le relèvement est presque constant et la distance diminue rapidement : il y a un risque d'abordage (règle 7).

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Étape 1 : mouvement relatif. De O (0000) à A (0012) : 4,0 milles en 12 minutes, direction 224°. Vitesse relative = 4,0 × 5 = 20 nœuds.

Étape 2 : PRC. Prolongez OA au-delà du centre. La perpendiculaire menée depuis votre navire jusqu'à la droite prolongée est le PRC : 0,2 mille. C'est une situation de collision.

Étape 3 : TPRC. De A jusqu'au point de PRC le long de la trace relative : environ 6,0 milles. À 20 nœuds, cela fait 18 minutes, donc le TPRC est 0030.

Étape 4 : route et vitesse vraies. Reportez WO : 12 minutes à 12 nœuds font 2,4 milles sur 000°. Placez W à 2,4 milles plein sud de O. WA mesure 2,8 milles dans la direction 260°. En 12 minutes, cela fait 14 nœuds. Route vraie de la cible 260°, vitesse 14 nœuds.

Étape 5 : secteur de vue. Le relèvement de votre navire depuis la cible est 045,9 + 180 = 225,9°. Son cap est 260°. Vous êtes à 34° sur son bossoir bâbord : secteur de vue rouge 34°. Si la visibilité le permettait, vous verriez son feu rouge de bâbord et elle verrait votre feu vert.

Étape 6 : ce que disent les règles. Vous êtes en visibilité réduite, donc la règle 19 s'applique, et non les règles 11 à 18. La cible est par l'avant de votre travers et ne vous dépasse pas ; la règle 19 d)(i) indique donc d'éviter un changement de route vers bâbord. Les options sont un changement de route important vers tribord, une réduction de vitesse, ou les deux.

Effet d'une modification de votre navire

Pour trouver l'effet d'une nouvelle route ou d'une nouvelle vitesse, gardez fixe le vecteur vrai WA de la cible et tracez un nouveau vecteur de votre navire depuis W. En pratique, avec le triangle des 12 minutes :

1. Depuis W, reportez le nouveau vecteur de votre navire pour 12 minutes (nouvelle route, nouvelle vitesse) : appelez son extrémité O'.
2. O'A est la nouvelle direction du mouvement relatif. Tracez une droite passant par la position actuelle de la cible (A) parallèlement à O'A.
3. La perpendiculaire menée du centre à cette droite est le nouveau PRC.

Résultats pour cette cible, si l'action est prise à 0012 et en supposant un effet immédiat :

Ce que cela montre :

• Les petits changements ne servent presque à rien. Un changement de 30° ne donne que 1,2 mille dans une situation où la vitesse de rapprochement est de 20 nœuds. La règle 8 exige que l'action soit suffisamment importante pour être aisément perceptible par un autre navire qui observe au radar. Pour un contact visible uniquement au radar, 60° ou plus sont généralement nécessaires.
• La réduction de vitesse d'un gros navire est lente. Les chiffres supposent un effet immédiat. Un VLCC chargé met plusieurs minutes à perdre la moitié de sa vitesse. Si vous utilisez la vitesse, agissez tôt et combinez-la avec un changement de route.
• Vérifiez les autres cibles avant de virer. Un virage à tribord peut créer une nouvelle situation de rapprochement dangereux avec quelque chose par votre travers tribord.
• Prévoyez le retour. Ne reprenez pas votre route avant que la cible soit passée et dégagée (règle 8 d)). Surveillez son relèvement s'ouvrir et sa distance commencer à augmenter.

ARPA et ATA

Une aide automatique au tracé radar (ARPA) acquiert et suit les cibles et calcule les mêmes grandeurs qu'un tracé manuel. Les normes de performance de l'OMI (MSC.192(79), pour les radars installés à partir de 2008) ont fusionné les anciennes normes ARPA et ATA : l'aide automatique au pistage (ATA) d'un radar moderne est ce qu'on appelait traditionnellement ARPA. Le nombre de cibles qui doivent être suivies dépend de la taille du navire ; consultez MSC.192(79) pour le tableau en vigueur.

Fonctions

• Acquisition : manuelle (l'opérateur sélectionne les cibles) ou automatique (dans des zones d'acquisition). L'acquisition automatique dans une zone très fréquentée ou dans le fouillis peut acquérir de fausses cibles et encombrer l'écran ; l'acquisition manuelle des cibles importantes est souvent plus fiable.
• Pistage : une fois acquise, la cible est mise à jour à chaque balayage. Le système affiche une tendance au bout d'environ une minute, et une prévision fiable au bout d'environ trois minutes de pistage régulier. Ne fondez jamais une décision sur la première minute d'une trace.
• Vecteurs : vrais ou relatifs, de longueur réglable en minutes. Un vecteur de 6 minutes indique où sera la cible dans 6 minutes.
• Positions passées : des points à intervalles réguliers montrant où la cible est passée. Des positions passées régulièrement espacées en ligne droite indiquent une cible qui suit une route stable ; un espacement irrégulier ou courbe indique une manœuvre.
• Données : pour une cible sélectionnée, relèvement, distance, route, vitesse, PRC, TPRC, BCR et BCT (distance et temps de passage par l'étrave).
• Alarmes : limites PRC/TPRC, nouvelle cible dans une zone de garde, cible perdue et pannes du système. Réglez les limites PRC/TPRC selon les ordres permanents du commandant, par exemple 1 mille et 12 minutes en mer ouverte.
• Manœuvre d'essai : simule un changement de route et/ou de vitesse envisagé, avec un délai de réaction pour tenir compte du temps nécessaire pour engager la manœuvre, et affiche les PRC résultants pour toutes les cibles suivies. C'est la version ARPA de l'exercice de tracé décrit ci-dessus. Fixez toujours un délai réaliste ; vérifiez toujours toutes les cibles, et pas seulement celle qui vous inquiète.
• Intégration des cibles AIS : les cibles AIS peuvent être affichées sur le radar et associées aux cibles radar. L'affichage doit indiquer quelle source est utilisée. Considérez les données AIS comme complémentaires ; la trace radar est votre mesure.

Lire attentivement l'écran

Un ARPA vous indique ce qu'il a calculé à partir des données dont il disposait. Avant d'agir sur un PRC :

1. La cible est-elle suivie de façon stable (positions passées régulières, pas de statut « d'essai » ou « d'acquisition ») ?
2. Quelle stabilisation est utilisée, et les données du gyrocompas et du loch sont-elles correctes ?
3. Le vecteur et les positions passées concordent-ils avec la tendance du relèvement que vous avez relevée visuellement ou à l'EBL ?
4. La cible ou votre navire vient-il de changer de route ? Si oui, les données sont en retard.

Erreurs et limites

Limites de l'image radar

• Zones d'ombre et secteurs aveugles : les mâts, cheminées, grues et conteneurs bloquent le faisceau. Un secteur aveugle sur l'arrière ou sur l'avant peut masquer complètement un petit bâtiment. Connaissez les secteurs aveugles de votre navire (ils doivent être affichés à la passerelle) et changez de route légèrement de temps en temps pour regarder dedans.
• Échos de lobes secondaires : à partir d'une cible forte à courte distance, de faux échos apparaissent sur un arc de chaque côté de l'écho réel, à la même distance.
• Échos multiples : lorsqu'une grosse cible est proche par le travers, l'impulsion fait des allers-retours et donne une série d'échos à des multiples de la distance réelle, sur le même relèvement.
• Échos indirects (faux échos) : la réflexion sur la structure du navire (une cheminée ou un mât) renvoie le faisceau dans une autre direction ; l'écho apparaît sur le relèvement de l'obstacle, à la distance correcte de l'objet réel.
• Échos de seconde trace : en superréfraction, un écho provenant d'au-delà de la portée maximale correspondant à la PRF revient après que l'impulsion suivante est partie, et apparaît à une distance beaucoup plus courte. Changer l'échelle de portée (et donc la PRF) le fait sauter ou disparaître.
• Brouillage : provenant d'autres radars sur la même bande, il apparaît sous forme de rayons courbes. La commande de rejet des brouillages les supprime, mais peut aussi supprimer des échos réels faibles.
• Petites cibles : un voilier en PRV, un bateau de pêche en bois, un semi-rigide ou un growler peuvent renvoyer un écho faible qui se perd dans le fouillis de mer ou de pluie. La MGN 369 indique clairement que l'on ne peut pas compter sur le radar pour détecter toutes les petites embarcations.

Erreurs de l'ARPA

• Erreur du gyrocompas : fait tourner chaque vecteur vrai et, sur un affichage nord en haut, chaque relèvement. Un gyrocompas qui indique 2° de moins fausse chaque route vraie de 2°.
• Erreur du loch : fausse chaque vecteur vrai sur un affichage stabilisé par rapport à la mer. Un loch qui surestime de 2 nœuds donne aux cibles une composante fausse de 2 nœuds dans la direction de votre propre route.
• Échange de cibles : lorsque deux cibles passent très près l'une de l'autre, le pisteur peut sauter de l'une à l'autre et donner des données absurdes pour les deux.
• Cibles perdues : dans le fouillis ou dans un secteur aveugle, le pistage s'interrompt. L'alarme de cible perdue est facile à ignorer dans un détroit très fréquenté ; ne l'ignorez pas.
• Retard après une manœuvre : lorsque l'un des deux navires change de route, l'ARPA a besoin d'une à trois minutes pour se stabiliser. Pendant ce temps, les vecteurs pointent toujours dans l'ancienne direction. Si vous voyez un changement de secteur de vue à l'œil avant que l'ARPA ne le montre, fiez-vous à ce que vous voyez.
• Mouvement constant supposé : chaque prévision suppose que la cible garde son cap et sa vitesse. Il ne peut pas prévoir le prochain virage d'un bateau de pêche ou d'un navire qui suit un coude dans un dispositif de séparation de trafic.

Informations radar insuffisantes

La règle 7 c) interdit de faire des suppositions sur la base d'informations insuffisantes, en particulier d'informations radar insuffisantes. Une observation unique, un PRC calculé dans la première minute de pistage, ou les seules données AIS sont insuffisantes. La règle 7 b) exige une utilisation appropriée du radar, y compris une veille à longue portée pour obtenir une alerte précoce du risque d'abordage, et un tracé radar ou une observation systématique équivalente des objets détectés.

Parallel indexing

Le parallel indexing (PI) est une technique radar permettant de surveiller en continu la position du navire par rapport à la route prévue, sans tracer de points. Elle fonctionne avec n'importe quel radar, par toute visibilité, et est indépendante du GNSS.

Le principe

Lorsque vous faites un cap stable, un objet fixe se déplace le long d'une trace relative parallèle à votre route et de sens opposé. Si vous tracez sur le radar une ligne parallèle à votre route, à la distance de passage prévue d'un objet bien visible au radar, l'écho de cet objet doit glisser le long de la ligne au fur et à mesure que vous le dépassez.

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Mise en place d'une ligne PI

1. Dans le plan de route, choisissez un objet bien visible au radar près de la branche : un cap escarpé, une petite île, la structure d'un phare ou un racon. Évitez les côtes basses et plates ainsi que les bouées susceptibles de dériver.
2. Mesurez sur la carte la distance perpendiculaire entre la route prévue et l'objet : la distance d'index transversale (ici 1,5 mille à tribord).
3. Tracez sur le radar la ligne PI parallèle à la route (000°), à 1,5 mille à tribord. Sur un affichage stabilisé nord en haut ou route en haut, elle reste juste lorsque le navire lace. En cap en haut, ce n'est pas le cas ; utilisez un affichage stabilisé.
4. Marquez sur la ligne tous les points de mise en barre ou les limites. Une croix sur la ligne PI à la distance où vous devez virer donne une position de mise en barre indépendante du GNSS.

Lecture

• L'écho glisse le long de la ligne : vous êtes sur la route.
• Écho à l'intérieur de la ligne (plus proche de votre navire) : vous êtes plus près de l'objet que prévu, vous êtes porté vers lui, ou vous gouvernez mal. Corrigez immédiatement.
• Écho à l'extérieur de la ligne : vous êtes plus loin que prévu.

Comme vous observez en continu, vous voyez une dérive dès qu'elle commence, bien avant qu'un point à intervalles de trois minutes ne la montre. Dans les eaux de pilotage, les lignes PI sont la méthode principale de surveillance sur de nombreux navires, avec l'ECDIS et le GNSS comme contrôle.

Précautions

• Tracez la ligne PI parallèle à la route fond prévue, et non au cap gouverné. Lorsque vous gouvernez dans un courant de travers, un objet fixe se déplace toujours parallèlement à votre route par rapport au fond, ce qui est exactement ce que vous voulez surveiller.
• Vérifiez la précision de la portée du radar et l'alignement du marqueur de cap avant de vous fier à de fines marges PI.
• Assurez-vous que l'objet est correctement identifié. Une mauvaise identification de cap donne des indications d'apparence parfaite mais fausses.

Exemple travaillé : quart de nuit sous la pluie

Situation : vous êtes officier de quart sur un porte-conteneurs de 230 m, cap 210°, 18 nœuds, dans la Manche à 0300. De fortes averses de pluie passent. Le radar bande X en portée 6 milles montre une grande cellule de pluie devant ; la bande S en portée 12 milles montre deux cibles.

Étape 1 : mise en place. Vous réduisez l'anti-fouillis de pluie sur la bande X jusqu'à ce que la cellule se fragmente, acceptez qu'elle reste médiocre à l'intérieur, et vous appuyez sur la bande S pour la zone de pluie. Vous confirmez que les deux appareils sont en nord en haut, stabilisés par rapport à la mer, le loch indiquant 18,2 nœuds par rapport à l'eau contre une vitesse fond GNSS de 17,1 nœuds : un courant contraire de 1 nœud, comme prévu.

Étape 2 : acquisition. Vous acquérez manuellement les deux cibles en bande S. Après trois minutes de pistage régulier, la cible 1, relèvement 200° à 9 milles, affiche une route vraie de 030°, une vitesse de 12 nœuds, un PRC de 0,3 mille et un TPRC de 18 minutes. La cible 2, relèvement 235° à 7 milles, affiche une route vraie de 120°, une vitesse de 10 nœuds, et un PRC de 2,5 milles en passant devant vous.

Étape 3 : évaluation. La cible 1 suit presque une route opposée : une situation de route opposée si elle est visible, et en visibilité réduite (pluie) un risque de rapprochement dangereux au titre de la règle 19. La visibilité dans les averses est inférieure à 1 mille.

Étape 4 : manœuvre d'essai. Vous réglez une manœuvre d'essai à 260° avec un délai de 1 minute. L'ARPA prévoit un PRC de 2,6 milles pour la cible 1, mais la cible 2 a maintenant un PRC de 0,6 mille parce que vous tournez vers elle. Vous essayez 240° : cible 1 PRC 1,8 mille, cible 2 PRC 1,4 mille. Vous envisagez aussi de réduire à 12 nœuds avec un changement à 240° : cible 1 2,0 milles, cible 2 1,6 mille.

Étape 5 : agir. Vous appelez le commandant comme l'exigent les ordres permanents (visibilité réduite, PRC inférieur à 1 mille), faites entendre un coup de sifflet prolongé à intervalles d'au plus 2 minutes, mettez la machine en veille, et changez de route à 240° tôt et résolument. Vous surveillez les positions passées des deux cibles et la tendance du relèvement à l'EBL.

Étape 6 : surveiller et reprendre la route. Lorsque la cible 1 est passée et dégagée sur votre hanche bâbord arrière et s'éloigne, et que la cible 2 est dégagée devant, vous revenez progressivement à 210° en vérifiant qu'aucune nouvelle cible n'est apparue dans la pluie.

Erreurs courantes

• Faire confiance à la première minute de données ARPA. Attendez une trace stable, et recoupez avec les relèvements au compas.
• Utiliser des vecteurs stabilisés par rapport au fond pour juger du secteur de vue dans un fort courant. Passez à la stabilisation par rapport à la mer pour l'évitement de collision, et vérifiez la donnée du loch.
• Trop de fouillis de mer. Il efface les petites embarcations. Utilisez le minimum qui fonctionne, et variez-le pour regarder dans le fouillis.
• N'utiliser qu'un seul radar. Utilisez les deux, sur des portées différentes, surtout sous la pluie.
• Petits changements de route. Un changement de 10° ou 20° de route sur un contact visible uniquement au radar n'est pas aisément perceptible. Faites-le important.
• Virer à bâbord pour une cible par l'avant du travers en visibilité réduite. La règle 19 d)(i) l'interdit, sauf pour un navire que l'on est en train de dépasser.
• Oublier les secteurs aveugles. Un voilier peut rester dans le secteur aveugle du mât de misaine pendant plusieurs minutes.
• Ignorer la manœuvre d'essai pour les autres cibles. Une modification qui résout un problème en crée souvent un autre.
• Laisser un décentrage ou une grande portée activés trop longtemps. Les cibles proches par le travers et sur l'arrière peuvent passer inaperçues.
• Traiter l'AIS comme du radar. L'AIS ne montre que les navires qui émettent, avec des données qui peuvent être fausses. Le radar voit ce qui est réellement là, dans ses limites.

Résumé

• La distance vient du temps de l'écho ; le relèvement de la direction de l'antenne. Une impulsion courte donne un bon pouvoir de séparation en distance ; un faisceau étroit donne une bonne discrimination en relèvement.
• Bande X : plus nette et meilleure sur les petites cibles, mais plus affectée par la pluie et le fouillis de mer ; déclenche les SART. Bande S : meilleure sous la pluie et par mauvais temps.
• Réglez soigneusement la luminosité, la portée, le gain, l'anti-fouillis de mer et de pluie ; vérifiez le contrôle de performance et le marqueur de cap.
• Le mouvement relatif répond à « va-t-il me heurter ? » ; le mouvement vrai répond à « que fait-il ? ». Stabilisation par rapport à la mer pour l'évitement de collision ; stabilisation par rapport au fond pour la navigation.
• Dans le tracé O-A-W, OA est le mouvement relatif, WO votre navire, WA la route et la vitesse vraies de la cible. Prolongez OA pour le PRC.
• Les changements de route doivent être importants ; vérifiez chaque cible avant de virer ; la réduction de vitesse d'un gros navire est lente.
• L'ARPA a besoin d'environ trois minutes de pistage régulier et n'est aussi bon que ses données de gyrocompas et de loch.
• Le parallel indexing surveille la route en continu par rapport à un objet bien visible au radar, indépendamment du GNSS.

Vérifiez votre compréhension

1. Pourquoi choisiriez-vous le radar bande S pour chercher un navire sous forte pluie, et le radar bande X pour chercher un SART ?

Réponse : La bande S (longueur d'onde d'environ 10 cm) est beaucoup moins atténuée et moins encombrée par la pluie que la bande X ; elle détecte donc mieux les navires à travers les cellules de pluie. Un SART radar ne répond qu'aux impulsions radar de 9 GHz (bande X) ; seul l'appareil en bande X affichera donc sa ligne de 12 points.

1. Quelle est la portée de l'horizon radar pour un scanner situé à 25 m au-dessus de la mer, détectant une cible de 16 m de haut ?

Réponse : 2,2 × (√25 + √16) = 2,2 × (5 + 4) = 19,8 milles, dans des conditions de propagation normales.

1. Dans un tracé relatif, que représentent les droites OA, WO et WA ?

Réponse : OA est le mouvement relatif de la cible (direction et vitesse par rapport à votre navire) ; WO est la route vraie de votre navire et la distance parcourue pendant l'intervalle de tracé ; WA est la route vraie de la cible et la distance qu'elle parcourt, à partir desquelles on trouve sa vitesse vraie.

1. Les positions passées d'une cible sont régulièrement espacées et en ligne droite, mais son vecteur ARPA pivote soudainement. Que peut-il s'être passé ?

Réponse : Soit la cible a commencé une manœuvre (surveillez l'espacement irrégulier des nouvelles positions passées), soit votre navire a changé de route ou de vitesse, soit il peut y avoir un échange de cibles ou une erreur de donnée, comme une panne du gyrocompas ou du loch. Recoupez avec les relèvements au compas et l'autre radar avant d'agir.

1. Pourquoi la stabilisation par rapport à la mer est-elle préférée pour l'évitement de collision ?

Réponse : Les vecteurs vrais stabilisés par rapport à la mer montrent le cap et la vitesse de la cible par rapport à l'eau, ce qui donne son secteur de vue réel et permet d'appliquer correctement les RIPAM (route opposée, route croisée, dépassement). Les vecteurs stabilisés par rapport au fond montrent les routes par rapport au fond, qui peuvent différer sensiblement du cap et de la vitesse par rapport à l'eau dans un courant de travers, et induire en erreur sur le secteur de vue.

1. Votre navire fait le cap 000° à 12 nœuds. La route vraie d'une cible est 260° à 14 nœuds, et elle se rapproche avec un PRC de 0,2 mille. Pourquoi un changement de 30° à tribord pourrait-il être insuffisant ?

Réponse : Parce que la vitesse de rapprochement est d'environ 20 nœuds, un changement de 30° n'ouvre le PRC qu'à environ 1,2 mille. Il pourrait aussi ne pas être aisément perceptible par l'autre navire qui observe au radar, comme l'exige la règle 8 b). Un changement de 60° ou plus (donnant environ 2,5 milles) est plus approprié.

1. Citez quatre limites de l'ARPA dont un officier de quart doit se souvenir.

Réponse : N'importe quelles quatre parmi : les données mettent environ une à trois minutes à se stabiliser après l'acquisition ou après la manœuvre de l'un des deux navires ; les erreurs de données du gyrocompas ou du loch rendent les vecteurs vrais faux ; l'échange de cibles lorsque deux cibles passent près l'une de l'autre ; la perte du pistage dans le fouillis ou les secteurs aveugles ; les prévisions supposent que la cible garde son cap et sa vitesse ; l'acquisition automatique peut manquer les petites cibles ou en acquérir de fausses.

1. Vous passez près d'une île escarpée qui devrait être à 2 milles à bâbord sur une ligne d'index parallèle. L'écho descend sur l'écran à 1,6 mille du centre. Que cela signifie-t-il et que faites-vous ?

Réponse : L'écho est à l'intérieur de la ligne PI, donc le navire est 0,4 mille plus près de l'île que prévu, probablement porté vers elle. Changez de route à tribord pour retrouver la route, vérifiez votre position par une autre méthode (GNSS, ECDIS, relèvement radar), et tenez compte de la dérive sur la branche suivante.

1. Citez trois types de faux échos et comment en reconnaître un.

Réponse : Échos de lobes secondaires, échos multiples, échos indirects (faux échos) et échos de seconde trace. Par exemple, les échos multiples apparaissent comme une ligne d'échos régulièrement espacés sur le même relèvement, à des multiples de la distance réelle, lorsqu'un gros navire est proche par le travers ; les échos de seconde trace sautent ou disparaissent lorsque l'échelle de portée (et donc la PRF) est modifiée.

Lectures complémentaires

• A.G. Bole, A. Wall et A. Norris, Radar and ARPA Manual, 3e éd.
• Résolution OMI MSC.192(79), normes de performance des radars (et ARPA/ATA)
• Cours modèle OMI 1.07, Radar Navigation at Operational Level
• MGN 369 (M+F) Amendement 1, pratiques de navigation en visibilité réduite
• MGN 315 (M), Assurer une veille de navigation sûre sur les navires de commerce
• A.N. Cockcroft et J.N.F. Lameijer, A Guide to the Collision Avoidance Rules, 7e éd.
• Convention SOLAS (OMI), édition consolidée, chapitre V Sécurité de la navigation
• ICS Bridge Procedures Guide, 6e édition