Si vous avez déjà navigué avec un pilote automatique qui « pompe » sans arrêt sur la barre, ou au contraire qui met un temps infini à revenir sur son cap après une risée, vous avez déjà été confronté, sans le savoir, à un problème de réglage PID. C’est le cœur invisible de tout pilote automatique, celui qui décide, 20 fois par seconde, de combien tourner la barre. Bien réglé, il se fait oublier. Mal réglé, il peut transformer une belle traversée en calvaire.
Cet article démystifie le PID, sans jargon inutile, pour vous permettre de comprendre ce qui se passe sous le capot de votre pilote et d’obtenir le meilleur comportement possible, quelles que soient les conditions de mer.
Qu’est-ce qu’un PID ?
PID signifie Proportionnel, Intégral, Dérivé. C’est un algorithme de régulation utilisé partout où il faut maintenir une valeur stable malgré des perturbations extérieures : la température d’un four, la vitesse d’un régulateur de croisière automobile, ou, ce qui nous intéresse ici, le cap d’un voilier face au vent, à la houle et au courant.
Le principe est simple : le pilote compare en permanence le cap réel du bateau (mesuré par un compas électronique) au cap désiré. La différence entre les deux s’appelle l’erreur de cap. Le PID transforme cette erreur en une commande de barre, en s’appuyant sur trois composantes complémentaires.
Le terme Proportionnel (P) : la réaction immédiate
Le terme P donne une correction directement proportionnelle à l’erreur de cap actuelle. Plus le bateau s’écarte de son cap, plus la barre corrige fort, et inversement.
- P trop faible : le bateau met du temps à revenir sur son cap, il « lofe » ou « abat » longuement avant correction.
- P trop fort : le bateau réagit trop vite et trop fort, ce qui crée des oscillations, la fameuse barre qui « pompe » d’un bord à l’autre.
Le terme Intégral (I) : la mémoire des erreurs passées
Le terme I additionne les petites erreurs de cap qui persistent dans le temps, même si elles sont faibles. Il sert à corriger les dérives lentes : un courant traversier, une voilure asymétrique, un poids mal réparti à bord, qui font dévier le bateau de façon constante sans que le P (qui ne regarde que l’instant présent) ne réagisse suffisamment.
- I trop faible : le bateau navigue en permanence avec un léger décalage de cap qu’il ne corrige jamais complètement.
- I trop fort : le pilote « sur-corrige » après une dérive, créant des oscillations lentes et amples, difficiles à repérer au début mais fatigantes sur la durée.
Le terme Dérivé (D) : l’anticipation
Le terme D regarde la vitesse à laquelle l’erreur évolue, pas seulement sa valeur. Il agit comme un amortisseur : si le cap revient déjà rapidement vers la bonne valeur, le D réduit la correction pour éviter de « dépasser » le cap visé (l’effet ressort).
- D trop faible : le bateau dépasse son cap cible avant de revenir dessus (phénomène de dépassement, ou overshoot).
- D trop fort : le pilote devient nerveux et amplifie le bruit du capteur (petites vibrations, clapot), la barre bouge sans raison apparente.
Le mode Autotune de NavImpulse: le P qui s’ajuste tout seul en mer
Le réglage manuel du P décrit plus haut reste utile pour comprendre ce qui se passe, mais NavImpulse propose également un mode Autotune, qui ajuste ce paramètre en temps réel, directement pendant la navigation.
Concrètement, le pilote observe en continu le comportement du bateau : l’amplitude et la fréquence des corrections de barre, la réactivité du cap face aux perturbations, les signes naissants d’oscillation. À partir de ces observations, il augmente ou réduit automatiquement le P pour rester au plus près du point d’équilibre : assez réactif pour tenir le cap serré, mais jamais au point de faire pomper la barre.
L’intérêt principal, c’est que les conditions de mer changent bien plus vite qu’on ne les règle à la main. Un P adapté au petit clapot du matin peut devenir trop mou dès que le vent forcit l’après-midi, ou au contraire trop nerveux si la mer se calme. Avec l’Autotune actif, vous n’avez plus à reprendre l’application à chaque changement d’allure ou de force de vent : le pilote suit les conditions tout seul, en arrière-plan.
Pour un skipper qui découvre son pilote, l’Autotune permet aussi de partir en mer sans avoir à faire l’étape 2 de la méthode manuelle décrite plus haut : le P de départ est affiné automatiquement dès les premières minutes de navigation. Les navigateurs plus expérimentés, ou ceux qui veulent un comportement très spécifique (barre volontairement plus molle au portant pour économiser la batterie, par exemple), gardent la possibilité de désactiver l’Autotune et de revenir à un réglage manuel fixe.
Méthode pratique de réglage, étape par étape
Voici la méthode que nous recommandons pour affiner le comportement de votre pilote en conditions réelles, en mer calme dans un premier temps. Elle reste utile si vous préférez un réglage manuel fixe, ou si vous voulez simplement comprendre ce que fait l’Autotune en arrière-plan.
- Partez du réglage par défaut. NavImpulse est livré avec des valeurs de P et D qui fonctionnent déjà bien sur la grande majorité des voiliers, sans aucune modification. Sur la plupart des monocoques de croisière, ce réglage d’usine suffit dans la plupart des conditions : il n’y a rien à faire de plus tant que vous n’observez pas de comportement gênant.
- Augmentez le P si le bateau manque de réactivité. Si vous sentez que le pilote met du temps à revenir sur son cap après une risée ou un coup de barre, ou qu’il « lofe » ou « abat » un peu trop longtemps avant de corriger, augmentez le P par petits paliers jusqu’à obtenir la réactivité souhaitée.
- Augmentez le D si des oscillations apparaissent. En poussant le P, ou simplement par mer formée, la barre peut se mettre à « pomper » d’un bord à l’autre autour du cap. Dans ce cas, augmentez le D par petits incréments : il amortit ces oscillations sans avoir à redescendre le P.
- Alternez P et D par petits pas. Ces deux réglages interagissent : chaque hausse de P peut demander un peu plus de D pour rester stable. Avancez progressivement jusqu’à trouver un point où le cap est tenu serré, sans aucune oscillation perceptible.
- Testez par allure et par force de vent. Un réglage qui convient au près par 15 nœuds peut être trop nerveux au portant par 5 nœuds. Si vous êtes en réglage manuel, conservez plusieurs profils adaptés à différentes conditions ; avec l’Autotune activé, cette étape est prise en charge automatiquement.
Reconnaître les symptômes d’un mauvais réglage
| Symptôme observé | Cause probable |
|---|---|
| La barre oscille rapidement d’un bord à l’autre | P trop élevé, ou D insuffisant |
| Le bateau dépasse son cap avant de revenir dessus | D trop faible |
| Barre nerveuse par mer calme, sans raison apparente | D trop élevé (amplifie le bruit du capteur) |
| Réaction molle après une risée ou un coup de barre | P trop faible |
En pratique, à bord
Le réglage PID n’a pas besoin d’être parfait au trébuchet : l’essentiel est d’éliminer les oscillations franches et les dérives visibles. Un pilote légèrement sous-réglé consommera un peu plus d’énergie utile mais restera prévisible ; un pilote sur-réglé peut au contraire user prématurément l’actionneur et vider la batterie plus vite en multipliant les micro-corrections inutiles.
Si vous naviguez avec NavImpulse, ces réglages sont accessibles directement depuis l’application mobile, avec la possibilité d’ajuster P et D indépendamment et de tester leur effet en temps réel avant de valider un profil. N’hésitez pas à documenter vos réglages par allure : cela vous fera gagner un temps précieux lors de vos prochaines sorties.