Vendée globe : seul à bord mais pas une journée sans satellites…

Combien de satellites au service de Tanguy de Lamotte sur Initiatives Coeur et des autres
skippers du Vendée Globe 2016 ? Infographie Gédéon

Toutes les agences spatiales ont communiqué sur le thème « Une journée sans satellites » pour montrer que l’homme pouvait difficilement s'en passer au quotidien.

C’est vrai sur la terre ferme ou dans les airs. C’est encore plus vrai en mer, en particulier pour le Vendée Globe, la seule grande course en solitaire, sans escale et sans assistance.

Pour l’occasion, le blog Un autre regard sur la Terre devient Un autre regard sur la mer…

Jour J, Heure H… Bientôt la quille ?

Pas vraiment… Encore plus de 24000 milles nautiques à parcourir !

La huitième édition du Vendée Globe vient seulement de commencer. 29 skippers ont franchi la ligne départ dimanche 6 novembre 2016 à 13h02 aux Sables d’Olonne, après le défilé dans le chenal devant des dizaines de milliers de spectateurs.

Aux Sables d’Olonne, beaucoup de monde sur les quais pour voir les bateaux du Vendée Globe avant le départ pour la grande boucle. Crédit image : Olivier Blanchet / DPPI / Vendée Globe

Records en vue

Tous des hommes : comme dans le spatial, il y a une marge de progression côté parité… Il faut reconnaître que c’est la première fois en 20 ans qu’aucune femme ne prend le départ du Vendée Globe. Au total, elles ne sont pas très nombreuses mais sept femmes ont déjà participé à la course en solitaire. Six ont réussi à terminer leur tour du monde. Anna Corbella souhaitait participer à l’édition 2016 mais a fini par renoncer par manque de soutiens financiers.

Par contre, côté expérience, c’est à peu près 50-50 : si j’ai bien compté, il y a 14 bizuths.

En face, 5 skippers (Bertrand de Broc sur MACSF, Jean-Pierre Dick sur StMichel- Virbac, Jean Le Cam sur Finistère Mer Vent, Alex Thomson sur Hugo Boss et Vincent Riou sur PRB) vont entamer leur quatrième Vendée Globe. Ils rejoignent cette année Marc Thiercelin, Mike Golding et Dominique Wavre dans cercle très fermé de ceux qui auront participé à quatre reprises à l’Everest des mers. Six marins, dont Armel Le Cléac’h sur Banque Populaire VIII et Kito de Pavant sur Bastide Otio, entameront leur troisième Vendée Globe, tandis que quatre autres s’élanceront des Sables d’Olonne pour la deuxième fois.

Vincent Riou, vainqueur de l'édition 2004-2005 en 87 jours et 10 heures et qui avait abandonné en 2012-2013 après une collision avec une bouée à la dérive, retente sa chance.

L’édition 2016-2017 voit aussi concourir le plus jeune concurrent de l’histoire du Vendée Globe (Alan Roura, 23 ans) et le plus âgé (Rich Wilson, 66 ans).

Les 29 skippers de l’édition 2016 du Vendée Globe. La parité n’est pas exactement au rendez-vous…
Crédit image : Vendée Globe

Autre record : dix nationalités représentées, dont quatre pour la première fois, la Nouvelle-Zélande (Conrad Colman sur Olman Foresigh Natural Energy), les Pays-Bas (Pieter Heerema sur No Way Back), l’Irlande (Enda O’Coineen sur Kilcullen Voyager – Team Ireland) et le Japon (Kojiro Shiraishi sur Spirit of Yukoh).

Un vent du nord de 15 à 20 nœuds devrait assurer un début de course rapide : les premiers pourraient  passer au large des côtes espagnoles dès lundi matin avant de commencer la descente vers le tropique du Cancer…

Avec un anticyclone des Açores installé de l’Islande aux Açores et se déplaçant lentement vers le Sud sous la pression d’une ancienne dépression tropicale, les conditions météorologiques sont exceptionnelles : l’équateur devrait être atteint en moins de dix jours, battant le record de Jean Le Cam en 2004 (10 jours 11 heures 28 minutes).

Le nœud du problème, je vous le donne en mille : oublier le système métrique et avoir le pied marin

Les amoureux des unités du système métrique vont être déçus : dans les semaines qui viennent, les journalistes qui suivent le Vendée Globe vont plutôt parler de milles et de nœuds. Un voilier de la classe IMOCA a une longueur de 60 pieds. Un mille marin ou mille nautique correspond à 1852 mètres, l’équivalent d’une minute d’arc le long d’un méridien terrestre.

Même pour Jean-Pierre Dick, le nœud (abréviation kt pour knot en anglais) est une unité de vitesse qui correspond à un mille marin par heure soit 1,852 km/h.

L’Everest des mers

40 075 kilomètres soit 21 638 milles, c’est la circonférence de la Terre. Un parcours  effectué en 78 jours et deux heures par François Gabart lors de la dernière édition du Vendée Globe.

Dans la réalité, au cours des sept précédentes éditions du Vendée Globe, la plupart des concurrents ont parcouru parfois plus de 28 000 milles, soit presque 52 000 kilomètres !

La mer n’est pas une autoroute : les skippers doivent jongler avec les vents, les courants et les vagues, la houle, les glaces : ils multiplient les zigzags, les détours et de changements de caps et suivent au final une trajectoire faire d’une succession de lignes brisées, qui leur permet enfin de rejoindre la bouée Nouch Sud qui marque la ligne d’arrivée du Vendée Globe. Retour à la case départ, après 70 à 80 jours passés en mer.

Le meilleur endroit pour voir les satellites en action ? La mer !

Revenons sur le rôle de satellites dans les grandes courses comme le Vendée Globe, la Route du rhum ou, plus connue des anglo-saxons, la Volvo Global Race.

Comment les positions sont-elles connues ? Comment sont-elles communiquées au PC Course ? Comment les vidéos filmées à bord sont–elles mises en ligne pendant la course ? Quels moyens sont mis en œuvre pour les vacations radio, etc. Comment signaler un accident ou une situation de détresse. Et très au sud, pendant l’été austral, il y a aussi les icebergs et les glaces dérivants…

Une seule réponse : les satellites. En mer, il n’y a pas d’autre solution… Loin des côtes, la radio VHF ne fonctionne plus, sauf pour communiquer entre deux navires proches  

Moins seuls dans une course en solitaire : le rôle des satellites

Dans un article consacré à l’édition 2012 de la Novela sur le thème « espace et océans », j’avais déjà abordé cette curiosité : « Un bon moyen de voir les satellites en action : aller à la mer ». Avec une illustration montrant un thonier industriel dans l’océan indien, j’expliquais que l’équipage de ce navire de pêche, à l’image du M. Jourdain de Molière qui disait de la prose sans le savoir, utilisait quotidiennement plusieurs dizaines de satellites pour mener à bien sa campagne de pêche : météorologie et prévision de l’état de la mer, localisation, balises de détresse, télécommunications (voix et données) et même observation de la Terre pour certains services très spécialisés.

Comme la prose du bourgeois gentilhomme, une caractéristique des satellites, c’est qu’on les utilise quotidiennement parfois sans le savoir, au point d’oublier leur existence et parfois le besoin de les renouveler.

Les moyens satellites utilisés par les skippers du Vendée Globe

Un rapide inventaire ? Commençons par les télécommunications entre la Terre et les skippers : elles sont assurées par les satellites d’Inmarsat et d’Iridium. Pour tous les types d’échanges : vacations en phonie, internet et email, transfert de vidéos et de photos ou pour recevoir les fichiers météo envoyés par l’organisation de course (l’assistance météorologique personnalisée et le routage ne sont pas autorisés). Le téléphone satellite pour la voix est complété par un équipement de communication iridium doublé par une liaison Fleet d’inmarsat pour les échanges de données.

Couverture des satellites de communication Inmarsat-4 et d’Alphasat. Crédit image : Inmarsat

Ensuite la localisation de navires. Le premier besoin, c’est pour établir le classement et vérifier le respect du règlement avec le contrôle des points de passages obligatoires (les « portes »). Des récepteurs GPS assurent cette fonction. La société CLS fourni deux types de balises avec des récepteurs GPS ((le Global Positioning System Américain). 

Un second type de localisation est utilisé moins fréquemment, heureusement : il s’agit des balises de détresse du système Cospas-Sarsat. Chaque voilier en embarque deux fonctionnant en 406/121,5 MHz.

La météorologie est également importante pour la sécurité des skippers et la stratégie de course (avec la connaissance des vents). Les satellites jouent un rôle de plus en plus incontournable dans les modèles de prévision. La veille météorologique mondiale est assurée avec deux types de satellites :

• Les satellites géostationnaires comme Meteosat, GOES ou MTSAT répartis à environ 36000 kilomètres autour de l’équateur.
• Les satellites en orbite polaire, sur une orbite plus basse, à environ 800 kilomètres d’altitude. Dans cette catégorie, il y a les satellites de la famille NOAA ou les deux satellites Metop-A et Metop-B opérés par l’organisation européenne Eumetsat.

Vendée Globe 2016 : la situation météo 24 heures avant le départ. Image du satellite Meteosat
acquise le 5 novembre 2016 à 12h00 UTC. En haut, zoom sur l'Europe de l'ouest.
Crédit image : Eumetsat

Il faut également citer une information moins connue : la prévision des courants de surface établie à partir de mesures d’altimétrie spatiale fournies par exemple par les satellites Jason. Chaque semaine, les équipes de Mercator-Océan produisent une série de bulletin donnant, par zone géographique et de manière globale, différents paramètres de l’état de la mer (courants, température, salinité) en surface et en profondeur. Chaque bulletin donne la situation analysée (les observations) et des prévisions (modélisation) à deux échéances (une semaine et deux semaines).

Toujours moins connu, l’utilisation d’images de satellite Radar pur détecter les icebergs les plus massifs : EN analysant des images radar à haute résolution, les experts en océanographie spatiale de la société CLS aident la direction de course du Vendée-Globe à définir le parcours et le placement des « portes » autour de l’Antarctique..

Alors, combien de satellites au total ?

Pour la constellation GPS, l’US Air Force assure une disponibilité d’au moins 24 satellites 95% du temps. En pratique, depuis juin 2011, l’USAF a mis en place une configuration dite « expandable 24 » avec 27 positions orbitales à 20350 kilomètres d’altitude (6 plans orbitaux). Selon le site gps.gov, il y avait 31 satellites GPS opérationnels au 5 novembre 2016.

La constellation européenne Galileo n’est pas encore complètement opérationnelle mais son déploiement avance bien : depuis le premier lancement de deux satellites en octobre 2011, 14 satellites ont été mis en orbite. La fusée Ariane 5 doit en lancer 4 nouveaux (ils sont baptisés Antonianna, Lisa, Kimberley et Tijmen) le 17 novembre 2016. A terme, la constellation Galileo devrait compter 30 satellites (dont 6 en réserve).

Pour les télécommunications, Iridium est également une constellation, en orbite plus basse, à environ 780 kilomètres, sur 6 plans orbitaux de 11 satellites. Les 66 satellites opérationnels, plus un certain nombre de « spares » prêts à prendre le relais en cas de panne, communiquent entre eux et forme ainsi le premier standard téléphonique spatial.

Du côté de l’orbite géostationnaire, pour le Vendée Globe c’est la flotte d’Inmarsat avec un total de 11 satellites actuellement en opération. Les satellites Inmarsat-4 et Alphasat, spécialisés en télécommunications avec les mobiles. Avec son réflecteur géant de 9 mètres de diamètre et son réseau de 120 antennes spirales, chaque satellite fournit 19 faisceaux larges et 228 faisceaux étroits. Il permet des liaisons jusqu’à 432 kbits/s avec le service Fleet Broadband (BGAN).

Pour la météorologie, plusieurs satellites géostationnaires couvrent l’ensemble du globe depuis une orbite à la verticale de l’équateur :

• Les 4 satellites Meteosat d’Eumetsat. Meteosat 7 dit « IODC » est positionné au-dessus de l’océan indien, presque à la verticale des Seychelles.
• Les deux satellites de la NOAA (GOES East and GOES West alias GOES-13 et GOES-15) ainsi que les satellites Terra, Aqua et Sumi NPP. 
• Les deux satellites russes Elektro-L 1 et Elektro-L 2 de RosHydroMet.
• Les satellites indiens INSAT-3A et Kalpana-I.
• Les trois satellites chinois FY-2D, FY-2E  et FY-2F.
• Le satellite coréen COMS-1.
• Le satellite japonais Himawari-8.

Côté orbite basse, il y a les trois satellites opérationnels de la constellation POES de la NOAA (NOAA-15, NOAA-18 et NOAA-19), NPP SUOMI et les deux MetOp (Metop-A et Metop-B) en Service, sans parler de la constellation de satellites militaires DMSP.

Au total, cela fait au moins 21 satellites pour la météo. Ajoutons les satellites Jason-2 et Jason-3 pour l’altimétrie spatiale le satellite Radarsat-2 pour la détection des icebergs.

Pour le sauvetage en mer, les 12 satellites embarquant les charges utiles du système Cospas-Sarsat sont déjà comptabilisés avec les satellites météo. Idem pour les charges utiles du système de collecte de données Argos.

Au total, si je n’ai rien oublié, cela nous donne donc au moins 143 satellites qui jouent d’une manière ou d’une autre et à un moment donné le rôle d’anges gardiens des skippers du Vendée Globe. Pas si solitaires…

Dans la cabine d'un voilier de la classe IMOCA, les équipements pour la navigation.
Loin des côtes, un seul moyen pour assurer la liaison avec le PC course et la famille : les satellites.
Crédit image : Olivier Blanchet / DPPI / Vendée Globe

Toulouse sur mer

Un dernier point remarquable, le rôle central joué par des équipes basées à Toulouse, avec par exemple :

• Cospar-Sarsat pour le sauvetage en mer au Centre Spatial Toulousain du CNES.
• La société CLS pour la collecte des positions des balises Argos et la détection des icebergs à partir d’images satellite radar.
• Mercator-Océan pour les bulletins de prévision des courants et de l’état de la mer.
• Marlink (avec un de ses teleports à Aussaguel) pour la fourniture des services de télécommunication par les satellites d’Inmarsat et d’Iridium.

Vendée Globe : un grand tour autour du Globe. Voyons si t’es caps…

L’objectif de la course est simple : réaliser le tour du monde à la voile, d’Ouest en Est, par les trois grands caps de Bonne Espérance, Leeuwin et Horn.

A partir des Sables d’Olonne en Vendée, les skippers effectuent successivement une longue descente de l’océan Atlantique, la traversée périlleuse des mers du sud avec d’abord l’Océan Indien puis l’océan Pacifique, le plus grand océan du monde. Enfin la remontée de l’Atlantique et le retour vers le point de départ.

Tous les ingrédients sont réunis pour soumettre les skippers et leurs navires à rude épreuve : tempêtes du Cap Finisterre, approche des alizés, traversée du Pot au Noir (avec ses vents erratiques, ses orages violents, des pluies parfois diluviennes), le contournement de l’anticyclone de Sainte-Hélène, les vents violents et l’atmosphère humide des mers très au sud, presqu’à la limite des glaces avec le risque de croiser un iceberg ou, pire parce que plus difficile à détecter, des growlers, ces petits blocs de glace à la dérive.  

Suit alors le début de la remontée dans l’atlantique sud puis le retour vers l’hémisphère nord et le froid. Jusqu’au bout, malgré la fatigue accumulée, la vigilance reste de mise pour éviter toute collision.

Vidéo montrant le parcours du Vendée Globe 2016. Crédit image : Vendée Globe

Des cartables et des bouées : Argonautica et le Vendée Globe

Océan, climat, environnement et satellites : Argonautica est une opération éducative du CNES proposant aux établissements scolaires des projets  utilisant des données spatiales de localisation (Argos) et océanographiques (mesures Jason).

Argonautica est réalisée en partenariat avec des scientifiques et des professionnels de la mer.

Convaincu par l’intérêt des actions de culture scientifique et technique, cinq  skippers du Vendée Globe 2016 (Kito de Pavant, Arnaud Boissières, Conrad Colman, Didac Costa et Alan Roura) ont accepté d’embarquer des balises Argonautica. Elles seront larguées dans les grands courants (courant sud équatorial, courant circumpolaire) au cours du tour du monde.

Balèzes, les balises !

Les 5 skippers emporteront tous une balise MAR YI  « classique » (également dénommée balise jaune) ainsi que pour deux d’entre eux, Conrad et Didac, une balise de nouvelle generation ECHO, à tester.

Ces balises ECHO fonctionnent avec de nouvelles sources d’énergie comme l’énergie solaire et la récupération de l’énergie des vagues (projet réalisé par des lycéens).

Le meilleur moment pour le largage des balises sera choisi avec les skippers, en fonction des conditions météo et océaniques et de la situation à bord.

350 classes sont inscrites sur Argonautica pour suivre le Vendée Globe.

Exemple de balise CLS MAR YI utilisée pour l'opération Argonautica pendant le
Vendée Globe 2016. Crédit image : CNES

En savoir plus :

• Le site officiel du Vendée Globe.
• Le site destiné aux jeunes, avec les supports pédagogiques.
• Pour se prendre pour un vrai skipper, la course virtuelle, avec quand même des centaines de milliers de skippers !
• Le site gps.gov et un poster pédagogique (en anglais).
• Sur le site de la Commission européenne, les pages sur le programme Galileo.
• La présentation de la constellation Iridium.
• Sur le site d’Inmarsat, la présentation des satellites Inmarsat 4.
• Le site d’Eumetsat et la présentation des satellites météorologiques européens.
• Le site français de Cospas-Sarsat, le système international de satellites pour les recherches et le sauvetage.
• Le site de la société CLS.

• Sur le site du CNES, la présentation de l’opération Argonautica, la base de données Argonautica et la fiche d’inscription pour suivre l’opération ou y participer .

• Le règlement de course du Vendée Globe, avec la description des moyens satellitaires de localisation et de communication (pages 13 à 15) ainsi que les consignes strictes sur l’utilisation des cartes météo fournies par la société Great Circle.

• Sur le role des satellites au service des activités maritimes, un autre article du blog Un autre regard sur la Terre sur la Route du Rhum et un article sur l'édition 2012-2013 du Vendée Globe.

• Un article sur l’altimétrie spatiale et ses applications.
• Les articles dans la catégorie « satellites et océans ».