VMG ? VMC ?

[kiki]

Un très bon article sur ce sujet ici :

http://www.voilesetvoiliers.com/club/blogs/voir/Olivierchapuis/billet/160/

Un peu plus technique que le point rouge sur l'écran ......

[Tolerance]

C'est complet et pointu... mais c'est précis, merci !

[Joshua74]

On a un peu parlé de VMG/VMC sur SOL ces derniers jours et je pensais avoir compris a peu près comment ça fonctionnait jusqu'à ce matin sur l'IPP, où je me trouve dans la position suivante :

[img] Voir l'image en grand[/img]

[img][/img]



Si je veux faire la meilleure vmc tribord amure, je suis à 1,56 nds (un peu plus en fait, la polaire doit être fausse), puis babord amure à 15,25

Ce qui me chagrine beaucoup, c'est que si je veux atteindre l'angle de 70 deg pour descendre, il va falloir que je fasse des heures de cap au 73,1 pour y parvenir, alors que si je fais route directe, je suis certes à un angle de 51 deg. seulement, mais au final c'est bien plus rapide !

C'est là que je coince sérieux, est-ce que quelqu'un a une explication ?

P.S. pourquoi ça marche plus le bbcode pour les images ?

[kiki]

Voilà une question qui me turlupine depuis un bon moment !!!

J'avais déjà remarqué cela avec mon pilote VMG maison que j'avais fabriqué pour VR, et je remarque le même chose avec celui de VLM :

Le pilote VMG parfois va très bien, mais n'est pas du tout efficace quand on n'est pas dans l'axe du vent, surtout quand on s'approche du waypoint.
Quelqu'un (Jandofiao je crois) avait même fait la réflexion que je ratais toujours mes arrivées....

Petite précision avant tout :
VMG = meilleur cap par rapport au vent
VMC = meilleur cap par rapport à un cap (d'un waypoint)
et VLM appelle un pilote VMG ce que l'on devrait appeler un pilote VMC.


Si je reprends ta copie d'écran, on voit bien que les calculs de VMC sont justes :



Les points rouges et verts au milieu des lignes sont bien les plus proches de ton waypoint (je suppose que c'est le WP2 que l'on voit), donc normalement tirer des bords comme cela devrait être le plus rapide.

Je n'ai pas vraiment réussi à trouver la solution à ce problème, mais je crois pouvoir dire que le pilote VMC s'utilise efficacement quand on veut aller dans l'axe du vent (de face ou dans le dos), ou très proche (et dans ce cas le pilote amène le bateau vers l'axe du vent).

J'ai cependant trouvé une (presque) explication dans l'aide de VOR, que je reproduis ici, et le plus intéressant est le dernier paragraphe :


LE VMG (Velocity Made Good)

Définition

Le VMG est une abréviation de Velocity Made Good . Ce terme d'origine anglo-saxone désigne littéralement la " vitesse dans le bon sens ".
Il s'agit de la projection du vecteur vitesse sur la route idéale.

Explication

Traditionnellement les marins en général, et les régatiers en particulier, sont très sensibles à la remontée contre le vent, et considèrent donc comme "idéale", la route qui les conduit vers l'endroit d'où vient le vent. Or il est impossible de naviguer à la voile contre le vent. Il faut donc dévier sa route de quelques degrés par rapport au vent, puis virer de bord et faire une route sur l'angle opposée pour enfin arriver à l'endroit d'où vient le vent.

Ces deux bords de près rallongent sensiblement la route qui mène à la cible. Pendant ces deux bords, le skipper est tenté de se rapprocher du vent pour diminuer cette route, mais alors la vitesse va chuter. Ou bien il est tenté de s'éloigner du vent pour accelérer, mais alors la route s'allonge d'autant.

Comment choisir le bon compromis entre le cap, et la vitesse ?
C'est le VMG qui répond à cette question. La formule mathématique est assez simple : VMG = Vitesse * Cos (Angle entre le cap et la route idéale).

Prenons un exemple :
Imaginons un voilier qui cherche à remonter le vent.
A 35° du vent le skipper observe que la vitesse est de 5 nœuds. A 45° du vent elle monte à 8,5 nœuds.
Et à 55° du vent elle augmente encore à 10 nœuds.
Si on multiplie le cosinus de ces trois angles avec pour chacun sa vitesse correspondante on trouve :
- un VMG de 4.09 nœuds pour l'angle de 35° [5*cos(35°)]
- un VMG de 6.01 nœuds pour l'angle de 45° [8,5*cos(45°)]
- un VMG de 5.74 nœuds pour l'angle de 55° [10*cos(55°)]

Il est donc préférable pour le skipper de choisir l'angle de 45° par rapport au vent. Au près, il faut chercher le VMG le plus grand.

Et quand on veut descendre au portant ?

C'est le même problème. On sait que naviguer plein vent arrière n'est pas une allure très rapide. Il est plus efficace de tirer 2 bords de grand largue.
Ici comme l'angle que fait la route avec le vent est supérieur à 90° (sinon on n’est pas en train de descendre), alors le cosinus de l'angle entre la route et le vent est négatif. Il faudra donc chercher à minimiser le VMG. Autrement dit à faire un VMG négatif mais dont la valeur absolue est la plus grande possible. Au portant, il faut chercher le VMG le plus petit .

Et si ma route n'est pas exactement dans l'axe du vent ?

Nous entrons ici dans un débat d'experts. Les marins ne sont pas tous d'accord pour savoir s’il s'agit d'un problème de VMG. Nous estimons que la réflexion est la même. Si vous souhaitez atteindre une certaine route, mais que celle-ci, sans être dans l'axe du vent, est trop proche pour que l'on puisse naviguer en direct vers elle. Il serait intéressant de connaitre en fonction du cap et de la vitesse, quel est le meilleur compromis, non pas par rapport au vent, mais par rapport à cette route. Cette option est possible sur certaines centrales de navigation et bien entendu sur celle qui est mise à la disposition des skippers virtuels de Virtual Ocean races.

(fin de citation)

Dans le Miarouteur, il y a 2 paramètres (Goal Range et Mode Eloignement) qui, je pense, permettent de prendre en compte ces considérations, mais je n'ai pas trouvé d'explication satisfaisante sur le fonctionnement de ces paramètres :

[spike13]

moi,tous ses logiciels,je l'ai est regarde au debut,puis j'ai tout laisser tomber,au pif je marche,a l'instinct


c'est soi disant pour t'aider,ou eviter de la presence,mais ca te donne une route donnee a l'instant ou tu le fait,mais est ce que les vents seront les meme 15' plus tard,donc tu reviens voir,d'ou rien de gagner


j'ai maxseaviwier gratuit au temps ou il etait sur seeloland(excuser le nom),je ne m'en sert jamais,car bien souvent les previsions ne sont pas identiques avec la course que tu fait,ou la MTO est capricieuse et t'as tout faux



le plus efficace c'est les polaires sur VLM,point


et franchement,j'ai qq resultats ,pas toujours dans premiers,ca arrive mais rarement,je m'amuse,c'est l'essentiel

[Thi & Tho]

Sacré questions ^^

Pour ma part et comme je l'ai précisé à Tol sur le chat SOL qui se posait aussi ces questions, je ne m'occupe de la VMG QUE lors des louvayages au près ou au grand largue, ceci m'aide à trouver le meilleurs angles sur chaque bord.
Je trouve d'ailleurs cette aide précieuse dans les bords dit "de recadrage" ou on à vite tendance à tomber dans les excès (cap ou vitesse). Maintenant y'a quand même pas mal de cas ou entre le best VMG et la best position (force du vent et/ou angle) je ne regarde le VMG que d'un oeil.

Je me rends compte que ceci corresponds d'ailleurs bien à l'explication que tu as recopiée ici Kiki (merci de l'avoir mis ca remet les bases en place LOL).


Après pour ce qui est de VMG // VMC, il me semble relativement logique que dès que la waypoint s'écarte trop du lit du vent (ou de sont opposé) alors on retrouve les longues discussions de l'utilité du VMG sur les bords de travers (plus ou moins sérrés) et pour ma part je n'en tiens plus compte. Je ne sais par contre pas bien déterminer à partir de quel angle par rapport au vent il vaut "zapper" le VMG, j'en décide au cas par cas selon mes calculs de coin de bureau ^^

Voilà, tout ceci n'est sans doute pas très "scientifique" mais bon c'est comme cela que je fait.

[kiki]

Du coup je me suis replongé dans le sujet, et je me suis aperçu que VLM fournissait un outil sur la page principale "Bateau" : ça s'appelle VMG pour VLM, et ça donne des résultats différents du pilote VMG en tenant compte des bords à tirer pour faire de la VMG. Très intéressant....


Sinon j'ai trouvé ça aussi :

Pour simplifier, je suppose que les conditions sont stables, que la mer est
plate, et que le vent est maniable (disons entre 15 et 20 noeuds pour fixer
les idées - mais stable en force et en direction aussi).

La polaire de vitesses donne, pour chaque cap du bateau par rapport au
vent réel, la vitesse maximale à laquelle le bateau peut progresser dans
cette direction. En général, chacune de ces données est représentée par un
point (et ces points donnent une courbe) situé à une distance de l'origine
égale à la vitesse atteinte, dans une direction correspondant au cap suivi.
On place en général la direction du vent vers le haut.

La courbe ainsi obtenue ressemble en gros à quelque chose comme ça (je ne
représente que la moitié tribord amure, l'autre se déduit par symétrie) :

Nota : je grossis énormément les caractéristiques importantes afin
d'insister plus sur certaine points. Utiliser une police non proportionnelle.



Cette polaire correspond à ce que ferait un équipage "bête" : je vise le
but, et je règle mes voiles de manière à atteindre la meilleure vitesse
sans changer de cap.

Nous savons tous que, en particulier quand on cherche à remonter contre le
vent, ce n'est pas la bonne solution, et qu'on a intérêt dans ce cas à
tirer des bords.

Or, que se passe-t-il précisément quand on tire des bords ? On choisit un
cap de remontée au vent, on le suit pendant quelque temps, on vire, et
on suit le même cap de l'autre bord (si le bateau se comporte de la même
façon sur les deux amures). Quelle est la vitesse résultante ? Réponse :
c'est une moyenne entre la vitesse sur un bord, et la vitesse sur l'autre,
ce qui fait que, si on s'intéresse toujours à tirer le meilleur parti des
possibilités de son bateau, on peut remplacer les zones "creuses" de la
courbe par des lignes droites rejoignant deux points de la courbe.

Cette modification donne une courbe ressemblant, en enlevant les données
intérieures à la courbe, qui ne sont pas des vitesses optimales, à :



Les stratégies sont alors simples, puisqu'on a tout fait pour :

- sur les domaines correspondant à des * ou des @ ci-dessus, on fait la
route directe et le régleur fait au mieux.

- sur le domaine en $, on fait le cap correspondant au VMG (en fait,
correspondant au meilleur gain au vent - d'où je pense le masculin)
et on calcule le moment du virement afin de se retrouver au bon endroit
(d'où la notion de layline si populaire en régate).

- même chose au vent arrière (zone en %), où on tire des bords de grand
largue correspondant au meilleur gain sous le vent.

- enfin, dans le cas des allures limite spiable (petit largue, en & ci-dessus)
on fait porter pour pouvoir hisser le spi, à l'allure prédéterminée qui est
la limite entre les zones @ et &, puis on affale le spi, et on loffe pour
atteindre la marque sous foc sur une allure limite entre les zones * et &

J'espère avoir éclairci cet outil aussi simple d'utilisation qu'il peut être
difficile à comprendre s'il a été mal expliqué. J'ajouterai simplement que
chaque bateau a ses propres polaires de vitesse (ben oui, il y en a une par
situation, force du vent, état de la mer ...) et que divers types de bateaux
peuvent avoir des types de polaires très différentes : c'est pourquoi Gils
a besoin d'abattre pour larguer les JOD, alors qu'un Class America les
larguerait en cap pur dans les mêmes conditions. Dans les deux cas, le
VMG est meilleur, mais le cap à faire pour l'atteindre est très différent.
--
Gilles ROBERT - Laser 134677 et FD F57 - qui espère pas vous avoir trop saoûlé.

[marco2235]

Sinon j'ai trouvé ça aussi :

....Or, que se passe-t-il précisément quand on tire des bords ? On choisit un
cap de remontée au vent, on le suit pendant quelque temps, on vire, et
on suit le même cap de l'autre bord (si le bateau se comporte de la même
façon sur les deux amures). Quelle est la vitesse résultante ? Réponse :
c'est une moyenne entre la vitesse sur un bord, et la vitesse sur l'autre,
.

Juste deux remarques : a priori le bateau a les mêmes performances sur un bord et sur l'autre.
Donc la vitesse moyenne est la vitesse faite sur un bord et aussi faite sur l'autre bord.
Je ne sais pas ce qu'il entend par vitesse moyenne, mais de toute façon une vitesse moyenne n'est jamais une moyenne arithmétique de vitesses, c'est une moyenne harmonique.
Par exemple si je fais 100 km en voiture, dont les 50 premiers à 60 Km/h et les 50 suivants à 80 Km/h, ma vitesse moyenne sur l'ensemble du parcours ne sera pas de 70 Km/h, comme on aurait pu le penser, mais de 68,6 Km/h.
Ce que j'ai retenu, c'est que lorsqu'on tire des bords il faut essayer de faire un bon VMG. Merci beaucoup, mais je crois qu'on était quand même un petit peu au courant.

[kiki]

Juste deux remarques : a priori le bateau a les mêmes performances sur un bord et sur l'autre.
Donc la vitesse moyenne est la vitesse faite sur un bord et aussi faite sur l'autre bord.
Je ne sais pas ce qu'il entend par vitesse moyenne, mais de toute façon une vitesse moyenne n'est jamais une moyenne arithmétique de vitesses, c'est une moyenne harmonique.
Par exemple si je fais 100 km en voiture, dont les 50 premiers à 60 Km/h et les 50 suivants à 80 Km/h, ma vitesse moyenne sur l'ensemble du parcours ne sera pas de 70 Km/h, comme on aurait pu le penser, mais de 68,6 Km/h.
Ce que j'ai retenu, c'est que lorsqu'on tire des bords il faut essayer de faire un bon VMG. Merci beaucoup, mais je crois qu'on était quand même un petit peu au courant.

Ce qu'il veut dire, c'est que quand la destination n'est pas dans l'axe du vent, alors à ce moment les 2 bords n'ont pas le même rendement par rapport à cette destination, d'où la notion de moyenne entre les 2 VMG. Dans l'exemple de Joshua, s'il fait 1 heure avec une VMG de 1,56 et 1 heure à 15,25, ça fait une VMG globale de 8,405, alors qu'en orthodromie ça fait peut-être plus.

D'autre part, le problème n'est pas de savoir s'il faut la meilleure VMG pour remonter au vent, ce que tout le monde sait effectivement, mais à partir de quelle direction du waypoint par rapport au vent il faut abandonner une navigation en VMG pour privilégier une navigation en orthodromie.

[marco2235]

C'est ça le problème, c'est que ne sait pas trop de quoi il parle, et visiblement lui non plus.

Mais , bon, moi je veux bien qu'on puisse arriver à des conclusions justes avec une démonstration fausse. Ça s'est déjà vu. Si, si!

[kiki]

Je ne connais pas ce Gilles Robert, mais toi ?

Il t'a fait un sale coup ?

[marco2235]

Non, non, pas du tout. Je ne le connais ni D'Eve ni des dents.
Mais les gens qui racontent n'importent quoi en essayant d'en mettre plein la vue en utilisant un jargon spécifique ou des éléments mathématiques que personne ne comprend m'énervent. Tout l'arsenal qu'ils déploient n'est en général qu'un écran de fumée déployé pour cacher la vacuité de leur propos. Bref, ce sont des escrocs.
Soit on dit : "tiens j'ai eu une idée, je ne sais pas ce qu'elle vaut ...."
Soit on essaye de prouver qu'on a raison, mais alors il faut que la démonstration tienne la route.
Désolé, c'était mon coup de gueule du jour.

[kiki]

Ok compris, c'est parce que j'ai sorti cet extrait de son contexte :

http://faq.frbateaux.net/Discussion54.html

En tout cas, pour moi la relance de ce topic par Joshua m'a permis de comprendre 2 ou 3 trucs...

[marco2235]

J'ai lu toute la discussion. C'est pas jeune. Marrant de voir que l'un des participants dit avoir fait une recherche sur Altavista. Ça nous rappelle des souvenirs.
Il y a dans la discussion l'habituelle confusion entre VMG et VMC (ou CMG, enfin quel que soit le nom qu'on lui donne, le gain dans un direction). Confusion crée et entretenue par les GPS.
Le fil de discussion est très intéressant à lire (même si on n'y apprend finalement pas chose) mais on relève des erreurs dans ce que dit Gilles Robert (que je crois malgré tout bien intentionné).
Je cite:

Or, que se passe-t-il précisément quand on tire des bords ? On choisit un cap de remontée au vent, on le suit pendant quelque temps, on vire, et on suit le même cap de l'autre bord (si le bateau se comporte de la même
façon sur les deux amures).

Non, on ne choisit pas un cap, on choisit un angle de remontée au vent. Un cap est une direction repérée par un angle par rapport au Nord. Si on faisait encore le même cap on n'aurait pas viré.

Quelle est la vitesse résultante ? Réponse :
c'est une moyenne entre la vitesse sur un bord, et la vitesse sur l'autre,

En supposant que l'on cherche à remonter pile dans le lit du vent, on aura le même angle sur chaque bord et donc la même vitesse.
Si on ne cherche pas à remonter pile dans le lit du vent, on aura des vitesses différentes sur chaque bord et alors, non, désolé, la vitesse moyenne ne sera pas la moyenne des vitesses. Cela dépend du temps que l'on passe sur chaque bord.
Peut-être parlait-il alors du VMG. Bon, d'accord, le VGM moyen est la moyenne des 2 VMG. Et alors! on s'en fout puisqu'on ne cherche pas à remonter dans le lit du vent. On va dans une direction donnée et par rapport à cet objectif un des deux bords est largement meilleur.
Quand on se dirige (dans la réalité) vers une marque de parcours, les deux bords ne sont jamais équivalents.
D'autres facteurs vont entrer en jeu, et non des moindres :
- nombre de virements à effectuer selon le bord choisi.
- les courants.
- de quel côté du plan d'eau les vents vont-ils évoluer de manière favorable.
- la position des autres concurrents qu'il faudra forcément couvrir à un moment ou un autre.
- les prévisions astrologiques (ça, c'est pour faire plaisir à Raymond Domenech).
- l'heure de l'apéro.

ce qui fait que, si on s'intéresse toujours à tirer le meilleur parti des
possibilités de son bateau, on peut remplacer les zones "creuses" de la
courbe par des lignes droites rejoignant deux points de la courbe.

Cela revient simplement à dire que dès qu'on arrive à un angle où la vitesse chute (la vitesse théorique sur les polaires) il convient de commencer à réfléchir afin de trouver le meilleur compromis entre cap et vitesse, soit le meilleur VMG.
Ce qui, à mon avis, n'est pas tout à fait exact car on ne cherche jamais à remonter pile dans le lit du vent et c'est donc par rapport à notre but (bouée, waypoint) qu'il faut optimiser. Donc le VMG est une donnée intéressante mais si vous êtes toujours au meilleur VMG vous irez le plus vite ... mais pas dans la bonne direction.

[kiki]

... Donc le VMG est une donnée intéressante mais si vous êtes toujours au meilleur VMG vous irez le plus vite ... mais pas dans la bonne direction.

.... et c'est l'erreur grossière que j'ai faite à la fin de la BPE chez VR, en laissant faire mon pilote VMG (le fameux R2D2 !) sur un bord de largue dans les 100 derniers miles, ce qui m'a valu une place à 3 chiffres alors que j'aurais pu être dans les 10 premiers :

Le pilote me rapprochait bien du point d'arrivée plus vite que les autres, mais j'ai oublié de prendre en compte le fait qu'il fallait tirer un bord dans l'autre sens ensuite, avec une VMG proche de 0, alors que les autres bateaux n'avaient qu'à continuer sur la même route, parce qu'ils avaient serré au vent dès le départ.

En instantané, j'avais bien une VMG supérieure aux autres, mais en moyenne sur l'ensemble de la route elle était inférieure.

Et ceci m'arrive assez souvent encore parce que le pilote VMG, j'en use et j'en abuse.... c'est tellement plus facile !!! Une fois qu'on l'a mis en route, s'il n'y a pas de côtes on peut le laisser faire pendant 3 jours sans problème sans même s'occuper de la météo, on retrouve son bateau à l'endroit prévu ...

[marco2235]

Hé oui! R2D2 est un brave petit robot, mais il quand même besoin de temps en temps des instructions de son maître.
Il n'empêche que c'est un petit bijou qui continue à me laisser béat d'admiration. Je n'ai en particulier toujours pas compris comment, ni où, il va chercher les informations dont il a besoin. Tout cela dépasse très largement mes compétences en ... robotique, où tu es un maître et moi un simple padawan.

[kiki]

Mais je reviens sur cette avant dernière phrase :

Ce qui, à mon avis, n'est pas tout à fait exact car on ne cherche jamais à remonter pile dans le lit du vent et c'est donc par rapport à notre but (bouée, waypoint) qu'il faut optimiser.

C'est justement l'intérêt du pilote VMG (quand on veut remonter vers un waypoint situé dans cette zone en question, proche de la direction du vent) : après lui avoir donné les coordonnes de la marque, on met en route le pilote, et lorsque la direction du vent bouge de quelques degrés (entre 45° babord et 45° tribord ça laisse de la marge), il fait tout seul les virements de bord adaptés.

[kiki]

Hé oui! R2D2 est un brave petit robot, ....

...rangé dans un coin de mon disque dur, depuis que j'utilise celui de VLM.

Je ne sais même pas s'il fonctionne encore, avec les évolutions de VR !

[marco2235]

Je ne sais pas comment fonctionne le pilote VGM sur VLM mais, s'il n'optimise que le VMG, il te donnera des résultats d'autant moins bons que ton but s'éloignera du lit du vent. Enfin, ça me semble logique, non?

[kiki]

Je ne sais pas comment fonctionne le pilote VGM sur VLM mais, s'il n'optimise que le VMG, il te donnera des résultats d'autant moins bons que ton but s'éloignera du lit du vent. Enfin, ça me semble logique, non?

Il fonctionne exactement de la même manière, en optimisant uniquement la VMG.

- Tant qu'on est dans la zone à l'intérieur des laylines, il fonctionne parfaitement, en tirant d'abord un bord du côté le plus favorable, jusqu'à arriver dans l'axe du vent, à la suite de quoi il tire un bord à chaque rafraîchissement, ce qui donne ces trajectoires caractéristiques en zig-zag :

Ici un tracé de Tolerance, où l'on voit la modification de la trajectoire globale lorsque le vent tourne, pour se replacer dans l'axe du vent.

Pas très réaliste, j'en conviens, avec un équipage réel on arriverait vite à une mutinerie avec ce régime... mais pour le virtuel, on ne peut pas optimiser mieux (encore que... je suis pas sûr de ça, dans cet exemple il vaudrait mieux laisser filer une vingtaine de périodes en tribord amure avant de virer).

- Et quand on est à l'extérieur des laylines, mieux vaut donc prendre le régulateur d'allure, mais avec les incertitudes que tu connais si le vent n'est pas régulier.

[marco2235]

Trop marrant comme trajectoire.
C'est pour ça qu'ils ont mis un moteur sur Alinghi. Ils utilisent le routeur VLM et l'équipage n'en pouvait plus.

[MMB]

Hé oui! R2D2 est un brave petit robot, ....

...rangé dans un coin de mon disque dur, depuis que j'utilise celui de VLM.

Je ne sais même pas s'il fonctionne encore, avec les évolutions de VR !

Où télécharger ce R2D2 ?

;o)

[kiki]

Et c'est comme ça que R2D2 et ses nombreux collègues se faisaient repérer par ceux qui utilisaient VRTool quand il fonctionnait encore (dans l'interface MP on ne voit rien, les trajectoires étant lissées)

[kiki]

Où télécharger ce R2D2 ?

;o)

Il est dans mon disque dur, dans le répertoire D:\Robots\VR\R2R2\
Tu me préviendras quand tu auras réussi à le télécharger, que je revoie les paramètres de mon firewall !

Je voulais organiser sur le forum de MP un "Salon de la Robotique et des Accessoires pour Automates", mais c'est encore un coup à se faire virer....

Mais si tu tiens vraiment à utiliser un pilote VMG, fais comme moi, il y en a un chez VLM !
(Il y a aussi un indicateur de VMG et de VMC en temps réel chez VOR)

[marco2235]

Où télécharger ce R2D2 ?;o)

Va poser la question sur le forum Virtual Regatta.

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