Méthode de routage
Exemple : Méthode des isochrones
La méthode des isochrones proposée par James (1957) est une méthode pratique pour déterminer la route la plus rapide en faisant varier la direction du navire tout en supposant une puissance constante du moteur.
Elle est pratique dans le sens où la solution peut être déterminée à la main.
Largement utilisée dans le domaine de la course au large, cette méthode de routage utilise des isochrones.
Définition : Isochrones
Les isochrones sont des lignes plus ou moins concentriques issues du point de départ qui indiquent l’ensemble des points que le navire peut atteindre après un temps donné en fonction de sa polaire de vitesse.
Par exemple, si la différence entre 2 isochrones est de 1 heure, alors le premier isochrone représente l’ensemble des points que le navire peut atteindre en 1 heure, le second ceux accessibles en 2 heures, et ainsi de suite.
Les lignes violettes représentent les isochrones et les flèches fines sont des indicateurs de vent.
Méthode : Principe d'utilisation
A partir de chaque point d’une isochrone, une gamme de nouvelles routes possibles s’ouvrira. La limite de distance maximale donnée par la somme de la navigation dans la première et la deuxième heure définit la deuxième isochrone.
En procédant par étapes successives, on arrivera à destination.
En travaillant en arrière à travers la série de segments qui ont défini l’itinéraire le plus rapide, nous avons la route la plus rapide.
Remarque : Méthode des isopones
Cette méthode est une variante de la méthode ci-dessus mais utilise des isopones[2] afin d'optimiser la consommation de carburant .
On peut voir que les isopones ne sont pas bi-dimensionnels, comme les isochrones, mais tridimensionnels, car elles ne sont pas seulement définies par le lieu mais aussi par le temps.
En effet, si l'on considère une quantité de combustible donné, il sera possible d'atteindre un point plus ou moins éloigné de la position de départ en modulant la puissance du moteur, et donc, pour des conditions environnementales données, la vitesse de déplacement.
Complément : Méthode des graphes
On peut citer à titre d'exemple une autre approche basée sur l'utilisation de graphes.
Remarque : Nombre de variables de contrôle
La plupart des méthodes de résolution actuellement développées ne considèrent souvent qu'une seule variable de contrôle (cap du navire ou puissance du moteur).
Plusieurs études ont néanmoins montré que l'optimisation simultanée du cap du navire et de la puissance du moteur pendant un voyage permet d'obtenir de meilleurs résultats, en particulier sur la réduction de la consommation.
Méthode (taux hybridation)
Certaines méthodes de routage sont plus adaptées aux voiliers, dont les routes optimales sont fortement influencées par les conditions météorologiques et qui peuvent avoir besoin de petits changements de direction pour suivre l'évolution de la météo et parfois de grands changements dus aux manœuvres.
On voit ici l'impact de la conception du navire et des contraintes opérationnelles sur la forme des routes optimales.
D'autres méthodes sont plus adaptées aux navires marchands, qui doivent optimiser des objectifs multiples et qui peuvent avoir un comportement similaire à celui d'un navire à moteur ou à voile selon le taux d'hybridation.
Fondamental : Choix de la méthode= compromis
Les méthodes de routage présentées ci-dessus ne représentent qu'un échantillon parmi bien d'autres, qui ont été développées au cours des dernières années, chacune ayant ses avantages et ses inconvénient.
Au final, la méthode retenue sera un compromis entre :
Le type de navire
Le ou les objectifs d'optimisation (temps de transit, consommation min...etc)
Les variables de contrôle (cap, vitesse)
La précision attendue
L'effort de calcul