Polaires - reflexions, pistes et propositions [long]

Bonjour,

En réfléchissant au travail mené à divers endroits (notamment sur H&O par tiersp) autour de la réalisation des polaires réelles de mon propre bateau, cela m'a amené à quelques réflexions :

*** Récolte des données ****

• aujourd'hui si on veut le faire "proprement" on ne peut éviter d'utiliser l'électronique de bord et donc de se servir des données qu'elle peut produire. Le format le plus courant aujourd'hui est les données NMEA(0183) plus ou moins standard que l'on retrouve sur la plupart des équipements

• il faut donc être en mesure de collecter ces données "brutes" avant de pouvoir les utiliser. Jusque là facile, car ce travail existe déjà notamment par le biais d'OpenCpn, mais aussi avec d'autres outils (capture de port COM, gpsd, etc). Le résultat est (une série de) fichier texte contenant de nombreuses lignes de phrases NMEA0183.

• une fois ce (une liste de fichiers texte peut être purement et simplement collée à la suite des précédents) fichier collecté il faut le traiter pour en sortir les fameuses "polaires".

Or à cette étape émerge plusieurs problématiques :

*** qualité des données récoltées ***

• quelles informations utiliser dans le flux NMEA, notamment pour la vitesse du bateau, et la vitesse du vent (vent réel/apparent ce dernier comment a-t-il été calculé, vitesse apparente, sur le fond, autre ?)

• quelle valeur de certitude donner à un trio : {angle de vent, vitesse de vent, vitesse de bateau} en effet : par exemple la vitesse du bateau peut être stable (ie ça fait plusieurs minutes que la vitesse du bateau n'a pas changé), ou en accélération/décélération, idem pour le vent et l'angle du vent

*** méthodologie de calcul pour générer les polaires ***

Une fois qu'on a identifié tous ces triplets {angle vent; vitesse vent; vitesse bateau} de qualité donnée, reste encore à constater qu'il est plus que probable qu'on ne pourra pas obtenir toutes les mesures de tous les angles de vents, vitesses de vent (et donc vitesses du bateau).

Par exemple : on peut avoir une mesure pour (92°;13,2nds) mais que peut on en déduire pour (90°;10nds) ou (100°;14 nds) ?

La réponse est "simple" on travaille par approximation. Les méthodes d'approximation allant du pifomètre aux fonctions mathématiques complexes, ne donnent pas les mêmes résultats bien évidemment. Deux exemples :
- on a deux triplets "proches" de la valeur que l'on cherche pour générer la fameuse polaire : on calcule la valeur moyenne entre les deux (il s'agit d'une interpolation linéaire).
- toujours avec ces deux triplets, on se dit que pas de chance la vitesse d'un bateau ne varie pas de façon "carrée" (linéaire) mais de façon un peu plus "fluide". Et on va se tourner vers d'autres astuces, fonctions d'interpolation (polynomiales, bicubiques, spline, etc)... Et là, il est probable que les spécialiste du secteur (ce n'est pas mon cas) sachent d'ores et déjà quelle est la méthodologie la plus proche du réel... pour nous autres, c'est moins sur.

Une fois qu'on aura établi quelle méthodologie de calcul, on pourra obtenir les valeurs du bateau, avec comme point que plus il y a de données (NMEA) réelles au départ, moins il y aura d'erreur. Et donc plus ces polaires seront proches de la réalité (dudit bateau).

*** Mise en œuvre : en pratique on fait comment ***

Une fois que tout cela est posé deux stratégies possibles (pas forcément opposées) :
1- soit on fait le calcul au plus proche de la source de données (directement sur le bateau)
2- soit on centralise les données et on partage la solution de calcul
3- un "machin" qui fait un peu les deux...

Les deux ont leurs avantages et inconvénients (auxquels je ne pense pas forcément) :

1 - pro : résultats immédiats
inconv : pas de recalcul possible (simple) si on fait évoluer les fonctions de calcul, toute la collecte de données peut être à refaire, pas d'enrichissement possible avec les données du voisin de ponton qui possède la même unité par exemple

2 - pro : centralisation des données de tous types de bateaux, multiples recalculs possibles (et comparaisons des résultats de ces calculs pour les valider) possible, partage des informations
inconv : il faut pouvoir transférer les données NMEA du bateau vers le lieu de centralisation (manipulations plus ou moins simples)

3 - c'est ce que font beaucoup d'outils aujourd'hui, ils transmettent avec (pas toujours) notre accord une partie des données sur le site de collecte de façon "automagique" ce qui permet de retraiter les résultats et d'améliorer les calculs et le partage des données

NB: Même s'il peut y avoir des coordonnées GPS dans un fichier NMEA, nulle obligation ni de nommer le navire, ni de dire qui était à bord ce jour là. Bref l'anonymat reste. Et au pire on peut toujours s’accommoder d'un filtrage supplémentaire qui éliminerai les informations "personnelles" qui n'ont pas d’intérêt pour calculer des polaires

*** Que peut on faire ? ****

Je pense être en mesure de réaliser sans trop de difficultés (dans un premier temps) la solution 2, qui permettrait à la fois :
- de partager les informations sur les polaires générées par type de bateau
- de faire évoluer (d'améliorer) le calcul de ces polaires car je me suis rendu compte que sur un seul bateau ou uniquement quelques unités on avait du mal à obtenir des données "probantes", vraiment utiles. Et que finalement on en revient à sa "moyenne horaire".

** le fonctionnement **

Le "je" utilisé ci-après représente l'action de n'importe quel utilisateur.
1 - je collecte mes données (fichier NMEA) sur mon bateau
2 - je les envoie sur le site web en précisant : le type de bateau, un commentaire (voiles utilisées etc)
3 - je peux filtrer (pour enlever) une tranche horaire (faisable aussi avant de télécharger) par exemple correspondant à l'utilisation du moteur ou à des manœuvres ou...
4 - le site calcule (ou essaie de calculer) les polaires du type de bateau à partir de ces données et les rend disponible
5 - Éventuellement il les croises avec d'autres données du même type de bateau (les vôtres ?)

** conclusion **

Si ça en intéresse quelques un(e)s parmi vous, les modalités que j'envisage :
- code et logiciels sous licence libre et publiés contribution possible et souhaitées, donc partageable/réutilisable [GPLv3]
- données (issues de la collecte après éventuel nettoyage d'informations perso) : [lGPL ou CCBYSA]
- résultats (polaires) : licence libre [lGPL ou CCBYSA]

A ce stade, vos questions, remarques, suggestions sont très bienvenues !