le GPS en alpinisme, ski de rando, VTT, kayak de mer...
le site du spécialiste du GPS: Richard SCAURI, http://www.gpstrack.com/ , avec notamment des waypoints des courses en ski dans le Mercantour téléchargeables!
L’intérêt du GPS et ses limites:
Le GPS est un outil merveilleux. Sur le terrain, il retrouvera un point à 5 à 10m près. Dans le brouillard, si vous avez bien préparé le travail, il vous ramènera au bercail malgré une visibilité nulle. De retour à la maison, il reportera votre trace sur la carte, ou sur une vue 3-D du relief.
Mais, pour rester serein dans la tourmente, il faudra avoir pris la peine de vous familiariser avec l’appareil, de vous entrainer à chaque sortie, et avoir préparé soigneusement la « route », imprimé une carte papier (en double...). Le moindre doute qui s’insinuera en vous ruinera toute la confiance que vous mettiez dans l’appareil…
Enfin, le GPS peut tomber en panne, ou vous échapper et glisser dans une pente enneigée, il peut ne plus capter assez de satellites pour donner une position ou même cesser de recevoir le moindre signal . Vous pouvez avoir tracé sur la carte une route qui omet de contourner une barre...
On ne peut donc pas compter aveuglément sur lui sans aucune autre méthode de secours, et il faudra rester très vigilant lors de son utilisation.
analyse d'une sortie par très mauvaise météo: raid du brouillard
à retenir: par très mauvaise conditions, l'expérience de l'utilisation de son GPS est vitale. penser également que le GPS peut devenir inopérant...
Le GPS calcule sa position
A 20000 km au dessus de la terre tournent 24 satellites dédiés au GPS. Ces satellites effectuent leur rotation en 12 heures environ, ils sont donc très mobiles dans le ciel.
Lorsqu’on observe le ciel en terrain plat et dégagé, théoriquement et en moyenne, 12 satellites se trouvent visibles au dessus de l’horizon. En montagne, c’est rarement le cas, notamment dans un vallon, sous couvert d’arbres, ou a fortiori au pied d’une falaise. En éliminant les satellites trop bas sur l’horizon et ceux cachés par la montagne, ainsi que ceux qui seraient trop proches l’un de l’autre à l’instant de la mesure, on arrive rapidement au nombre critique… d’où des risques d’imprécision, ou un temps important pour obtenir une position.
Trois satellites captés par le GPS sont le minimum pour obtenir une position 2-D, quatre sont nécessaires pour obtenir en plus l’altitude et davantage sont nécessaires pour donner une précision satisfaisante (de l’ordre de 5 à 8 m en général). De nombreux modèles de récepteurs GPS affichent la position des satellites dans le ciel, cela donne une indication très utile si la couverture GPS est insuffisante, pour savoir comment se déplacer pour l’améliorer.
La précision en altitude est moins bonne (erreur de l’ordre de 2 à 3 fois l’erreur « horizontale »), mais l’altitude GPS a le gros avantage d’être insensible à la pression atmosphérique.
A retenir : la précision
dépend de la couverture GPS et que le pied d’une falaise ou un vallon profond
sont des lieux susceptibles de dégrader radicalement la précision. En cas de
couverture insuffisante, il faut se déplacer pour l’améliorer.
Repérer cette position sur la terre :
La terre n’est pas rigoureusement sphérique, on la modélise par un ellipsoïde, qui est défini par son «datum». Attention, ce paramètre est réglable sur les GPS, et un choix erroné peut entrainer des erreurs de l’ordre de 100m. en montagne, nous utiliserons exclusivement le système géodésique WGS84. C’est aussi celui adopté par les cartes IGN au 25000e portant la mention « références GPS » et la grille bleue de 4cm x 4cm. Les cartes antérieures utilisaient le système ED50.
A retenir : il faut vérifier
que le GPS est bien sur WGS84
Projeter l’ellipsoïde sur une carte :
Deux familles de repérages à la surface du globe sont utilisés, et paramétrables sur le menu d’un GPS :
- les coordonnées géographique angulaires latitude / longitude en degrés, ou en grades, mal adaptées à notre pratique.
- les coordonnées abscisse-ordonnée sur grille carrée, de type UTM. Ce
sont ces coordonnées que nous utilisons en montagne
Naturellement, on ne peut pas « écraser » le globe terrestre sur une carte plane, la représentation UTM est donc locale et la terre est découpée en 60 fuseaux. On peut alors aplatir ces fuseaux sans trop de déformation, comme on le ferait de la peau d’un quartier d’orange.
Dans le Mercantour, c’est le fuseau 32T qui est utilisé. Ce paramètre est automatiquement détecté par le récepteur GPS.
A retenir : dans le
Mercantour, on utilisera exclusivement les coordonnées UTM en grille
kilométrique, fuseau 32T
Se positionner sur la carte
Dans le système UTM, les coordonnées communes au GPS et à la carte sont données par deux nombres, en mètres dans ce livre, en m ou en km dans les GPS (paramétrable) et en Km sur les cartes Top25. Le premier nombre est l’abscisse ou « easting », mesurée positivement d’Ouest en Est et le second est l’ordonnée ou « northing », sens positif du Sud vers le Nord.
Il ne faut pas s’inquiéter de la signification dans l’absolu du nombre représentant la coordonnée, ni de sa longueur. L’origine des abscisses est prise très à l’Ouest du « centre » du fuseau pour éviter des coordonnées négatives : « false Easting », en ajoutant un très grand nombre arbitraire. L’origine des ordonnées est prise à l’équateur.
Ainsi, le refuge de Madone de Fenestres a pour coordonnées :
UTM- WGS84 32T 0368428 4883802, ce qui signifie
- que la projection utilisée est UTM (à régler sur le GPS)
- que le système géodésique utilisé est le WGS84 (à régler sur le GPS)
- que ses coordonnées sont mesurées sur le fuseau 32T (on pourrait avec
un autre fuseau et les mêmes coordonnées, se retrouver dans le Pacifique…)
détecté par le GPS
- que ce refuge est à 4883,802km de l’équateur
- mais pas à 368km du méridien de Greenwich…
Utiliser le GPS de manière basique
On allume le GPS sur le terrain, et on vérifie les paramètres évoqués précédemment. Au bout de quelques secondes, il affiche une position. On peut alors reporter cette position sur la carte TOP25 en utilisant la grille bleue.
On améliore notablement la précision avec une petite grille imprimée sur un transparent, pour subdiviser les carreaux de 1km par 1km.
On peut donc, sur le terrain, se positionner sur la carte, sans oublier qu’en erreur de 1mm sur la carte correspond à 25m sur le terrain!
Cette méthode, trop laborieuse et imprécise est inadaptée pour s’orienter en course de ski par exemple. S’il pleut ou qu’il neige et que le vent froisse la carte, c’est ingérable.
De plus en plus nombreux sont les GPS qui intègrent une cartographie embarquée et évitent cette étape. Cependant, le petit écran d’un GPS ne permet pas la même vue d’ensemble qu’une carte papier…
A retenir: on peut reporter la position GPS sur une carte papier, mais cette opération est malcommode et peu précise. Dans des conditions de course, c’est une mauvaise méthode et un pis-aller.
Préparer sa course :
Un waypoint est un point géographique dont les coordonnées peuvent être rentrées dans le GPS.
Une route est une suite de waypoints, ordonnée suivant le sens du parcours.
Pour retrouver un point sur le terrain, il suffit de rentrer ce point dans le
GPS et d’activer la fonction « goto », « aller vers » ou équivalent. On peut
alors suivre tranquillement les méandres du chemin, ou chercher le passage le
plus commode, le GPS corrigera automatiquement la direction à prendre pour
rejoindre le point visé. Il ne serait pas efficace de chercher à filer
directement sur le waypoint dans la direction de la flèche, sans tenir compte du
terrain.
Pour une approche ou pour une course de ski, on définit les waypoints et la route la veille, en préparant sa course. Pour une série de waypoints, il est illusoire de vouloir saisir les coordonnées « à la main », le risque d’erreur est beaucoup trop important. En cas de mauvaise visibilité par exemple, l’éventualité d’erreur ruinera la confiance que vous placez dans l’instrument. Il faut donc utiliser un logiciel, tel que IGN Géorando, Cartoexplorer de Bayo, ou GPStrack du niçois Richard Scauri (http://www.gpstrack.com ). Ces logiciels permettent de visualiser une carte géo référencée, et de définir les waypoints par simple clic. Les coordonnées sont calculées automatiquement, et transférées au GPS par câble, sans risque d’erreur de transfert. En quelques minutes, on peut ainsi définir sa route, la transférer, et imprimer une petite carte portant les waypoints. Tant qu’on y est, on définit aussi des routes de repli en cas de mauvaise météo, ou de conditions avalancheuses.
Sur le terrain, on laisse le GPS en marche pour recueillir la trace, ce qui donne de plus la possibilité de revenir sur cette trace (fonction « trackback » ou équivalent). ce n'est pas toujours facile à gérer, parfois, il faut tenir le GPS à la main tout en progressant (ski de rando en poudreuse par brouillard, pas très confort...)
A retenir : la course se prépare la veille, avec un logiciel traceur. On imprime une carte portant la route et les waypoints (nom visible sur la carte), plus un double de sécurité, et on télécharge les données dans le GPS pour éliminer tout risque d’erreur.
en résumé:
la bonne méthode:
- on prépare sa course AVANT,
- on utilise un logiciel de cartographie tel Carto Nav (Bayo), ou GPSTRACK, le précurseur, du niçois Richard Scauri
- ce logiciel (carto Nav) contient les fonds de carte IGN (2 CD par département, imprimable format A4)
- sur cette carte, on définit des "points de passage" (waypoints) sur la carte par simple clic
- ces points sont ordonnés (dans l'ordre du parcours: ordre des clics) et constituent une ROUTE
- en 3 clics, cette route est transférée au GPS sans erreur
- sur le terrain: yaka suivre les indications du GPS qui indique toujours le point suivant sur la route, automatiquement , en distance et en cap ou en direction réelle .
- that'all: pas besoin d'être géomètre!
- si l'on se perd, ou si l'on veut rentrer à la maison: on demande à son GPS d'inverser la route, et on fait pareil dans l'autre sens
la mauvaise méthode:
- on n'a rien préparé du tout, on part avec le GPS non chargé
- si on le met en route dès le départ, on gagne l'assurance de pouvoir rentrer à la voiture (fonction "track back")
- sinon, et que l'on insiste: on l'allume quand on est dans la "cousse" ou dans la m...
- on lit ses coordonnées sur le GPS
- on reporte ces coordonnées sur la grille (en bleu sur les cortes "ref GPS" IGN 25000e), et on sait où l'on est.
- mais on risque de se tromper, il pleut, le vent froisse ou déchire la carte...
précision: tout simplement faramineuse! voici un tracé relevé par le
GPS lors d'une rando en VTT sur le chemin, et son report automatique sur la carte IGN:
col de tende, juillet 1995, 7h30 ma première utilisation en rando VTT (pas de logiciel, à l'époque) s'est soldée par...deux échecs!
j'allume le GPS et je scrute l'écran... GOTO "départ": hébé??? le point indiqué est à plus de 150km.
je viens de découvrir expérimentalement que le système en grades n'a pas Greenwich comme origine, mais Paris!
j'ai pourtant passé l'après midi de la veille à faire des traits à travers la carte topo, puis des "règles de 3" pour convertir ce satané Lambert en degrés, minutes, secondes...
et au changement de feuille, rebelote: il y a un décalage, erreur!
aussi, lorsque j'ai découvert le logiciel de Richard Scauri (l'un des premiers qui permet à partir d'un scan de carte, de géo référencer l'image, puis d'obtenir les coordonnées par simple clic, j'ai été séduit par l'idée!
le raid du brouillard, 11-12 avril 2009: analyse d'une navigation difficile au GPS.
le projet initial était: cime Ouest de Fenestre, puis le col de Fenestre, nuit à l'abri d'hiver du refuge Dado Soria, puis, si la météo s'était trompée, face nord du Gélas, couloir des Italiens et descente par le balcon..
nous avons pris le mauvais temps (heu... conforme aux prévisions météo, je le confesse) dès le premier jour. cime Ouest de Fenestre avec un bon vent et visibilité médiocre, puis remontée au col de Fenestre. Descente du côté Nord du vallon de Fenestre en plein brouillard, et du très, très bon brouillard. visibilité très mauvaise, perception du relief parfois réduite à 2m sur neige vierge.
au Plan Praiet (replat du refuge Dado Soria), les avalanches parties des deux côtés se chevauchaient, dans un paysage d'apocalypse. une large éclaircie bienvenue a facilité l'atterrissage au bivouac d'hiver, toujours aussi humide, mais qui m'a paru (vu les conditions extérieures) bien plus confortable que l'an dernier!
il s'est mis à pleuvoir, puis, plus tard dans la soirée, à neiger sans regel.
le meilleur était à venir. la remontée (670m) entièrement au GPS (moins de 10m de visibilité par moments) dans la fraiche de la nuit (on enfonçait de 30 cm par moments) fut épique. pour une fois, ma route GPS était "rustique", mal m'en a pris, ce n'était pas le jour à mégoter sur les points.
Ce vallon absolument débonnaire par beau temps est plein de recoins dans lesquels on va se fourrer la tête en avant. Dans le sens de la descente, pas trop de souci, la configuration "en arête de poisson" ramène peu ou prou dans l'axe du vallon principal. quand on n'y voit rien de rien en neige vierge, il faut quand même veiller à ne pas sauter une congère, ou se mettre dans un trou.
| le vallon par beau temps: mais comment se perdre là dedans??? |
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Mais dans l'autre sens, "à rebrousse poils", ce n'est plus du tout la même limonade: tant de bifurcations qui fonctionnent comme des nasses! Les maléfices de la montagne se sont déchainés. sans aucune visibilité, nous nous sommes ainsi retrouvés perchés sur des butes insignifiantes qui nous semblaient des pitons vertigineux, entourés de pentes abominables qui, en réalité, se finissaient 3m plus bas, embourbés dans des cuvettes sans issue, enfermés dans des cirques à 360° ...
arrivés à 50m de dénivelée et 110m GPS du col, dernière péripétie: des parois partout... on a fini par le trouver quand même!
bien sûr, la configuration du vallon a fait que le GPS perdait sa localisation pour plusieurs minutes juste dans les endroits les plus merdiques, la trace de l'aller n'était formée que de lambeaux (carte ci dessous) et on ne percevait même plus le sens de la pente.
Bon exercice de navigation aux instruments, tout de même . Et bravo à mes compagnons et à Cathy pour leur "zénitude"!!
analysons ensemble la sortie pour en tirer les leçons:
les choses positives:
- nous avions accepté la possibilité de mauvais temps, et choisi un itinéraire de délestage très simple en conséquence. sur un itinéraire plus complexe, nous aurions été "limite"... nous avons tout de même mis 5 heures dans ces conditions pour 700m de dénivelée...
- le groupe était psychologiquement solide et préparé mentalement au mauvais temps
- j'avais chargé la route sur le GPS et imprimé les cartes en double (j'ai vu fondre la première sous la neige fondue avec un peu d'appréhension)
- je connaissais l'itinéraire dans le vallon, étant déjà passé deux fois par là.
- j'avais regardé les photos de ce vallon la veille du départ (mais cette image mentale simplissime m'a incité à une confiance un peu trop grande, ce qui s'est ressenti sur un tracé de route trop approximatif)
- autant vous dire que l'habitude du GPS est primordiale. le mien, je l'utilise depuis 12 ans en montagne, en VTT, en bateau, dans le désert, et mon expérience était tout juste suffisante pour garder un tant soit peu de sérénité... il est exclu de se poser des questions sur le fonctionnement à ce moment là.
ça ne m'a pas empêché de faire plusieurs erreurs, et de rencontrer plusieurs difficultés:
- la "route" GPS était insuffisamment précise (voyez vous même).
- j'avais l'image d'un vallon très simple étant passé là deux fois par beau temps ce qui m'a incité à relâcher ma préparation.
- les cartes papier que nous avions n'étaient pas assez zoomées, le fond
de carte pas assez précis. il s'est avéré délicat de se positionner
précisément pour se rendre compte que l'on s'était trompé de vallon. la
méthode à appliquer alors est celle de l'erreur volontaire: sur le soupçon
de fausse route, on persiste un moment dans cette voie jusqu'à apercevoir à
coup sûr la déviation sur l'écran du GPS ou sur le report sur la carte (mais
on n'est plus sûr de grand chose :-) ). plus la carte est zoomée, plus
on se rend compte rapidement de l'erreur.
le problème est: à la bifurcation des 2 vallons, on est toujours sur la bonne trace. parmi les deux options (là, on n'avait même pas vu le bon vallon, visi à 20m), il est impossible, sur le terrain, de relever le cap de chacun des deux vallons ( on n'y voit rien, et la "normale à la courbe de niveau" est trop sensible aux reliefs locaux, bosses, léger vallonnement... erreur de 30 à 60 degrés sans problème) - la partie italienne de la carte Bayo est très mauvaise. on était dans la partie italienne...
- je n'avais pas pris la trace à l'aller (mais le GPS ne capte pas les satellites lorsqu'il est dans ma poche: organisation à revoir)
- les compas (montre Suunto) se sont avérés peu fiables, ou bien nous les avons mal utilisés. étalonnage à vérifier, ils semblent être nettement influencés par les ferrailles que nous portons. mon GPS (ancien: garmin 48) ne donne le cap que si l'on se déplace, mais c'est le cap de la trace suivie, et pas celui de la direction globale que l'on prend.
- il est très difficile de garder un cap, avec l'obligation de "tirer des bords" pour monter. c'est plus simple à la descente.
- dans la purée de poids absolue (aucun relief perceptible à 2m, brouillard + neige vierge), celui qui fait la trace perd le cap et dévie sans arrêt jusqu'à 100 degrés. c'est très impressionnant. ce sont les autres, derrière, qui sont le mieux placés pour le guider.
- attention, avec 3 satellites seulement, ce qui était souvent notre cas, le GPS ne peut plus évaluer l'altitude et ne peut plus réévaluer l'heure au cent millionième de seconde comme il le fait avec le 4é. la dégradation de précision est inévitable. voir une ouvrage technique sur le fonctionnement du GPS pour les détails). le relevé de la trace sur la carte donne une erreur de 60m environ (voir plus loin). la méthode de l'erreur volontaire doit tenir compte de cela!
nous avons pu avoir la démonstration qu'un GPS non étanche n'est pas adapté, le mien était trempé en permanence.
ci dessous, la route (segments rouges) et la trace en bleu. il y a là les lambeaux de trace aller et retour, ce qui explique les nombreux morceaux. la configuration encaissée du vallon et peut être le mauvais temps perturbent la réception. placer le GPS dans une poche entraine la perte des satellites. les segments rectilignes viennent souvent d'une première position approximative (sur 3 satellites) améliorée ensuite au verrouillage sur 4 satellites)
les leçons de l'histoire:
- la route GPS doit être précise et tenir compte des changements de caps,
des évitements du relief.
mais on n'est jamais sûr qu'elle ne butera pas contre un ressaut de 10m...
- la carte papier portant la route mémorisée dans le GPS doit être carroyée (quadrillage). des logiciels comme Ozi explorer permettent un carroyage plus fin que le logiciel Bayo, ce qui
est très utile. on peut aussi tracer à la main un carroyage secondaire ou
encore utiliser une petite grille sur transparent pour améliorer la
précision.
- le GPS devrait être en mode "marche" à l'aller, avec une position qui
lui permette de capter les satellites. mais on n'est pas à l'abri d'une
perte de signal (ici, dans un vallon, perte de signal sur 5 minutes, même
GPS à la main, plusieurs fois. en descente, ça fait du chemin...), et
il faut gérer la durée de vie des piles et la longueur de trace mémorisable.
- par visibilité aussi réduite, on doit être certain que l'itinéraire ne
présente aucun danger (barre, rupture de pente...) et ouvrir l'œil. même en
ouvrant l'œil, on n'est pas à l'abri de se "mettre au tas"
- la solution la plus fiable est de monter avec le GPS à la main et les yeux constamment sur la trace GPS. difficile de faire la trace en même temps dans ces conditions, le mieux est de monter en 2e position pour guider le "laboureur" de tête, ce qui permet en plus de contrôler sa déviation.
analyse d'une erreur de navigation:
à droite du point 010, la trace d'une fausse route. il faut s'éloigner sensiblement de la bonne route pour être sûr que l'on s'est trompé. nous avons fait demi tour lorsque le report approximatif sur la carte (la carte papier était bien moins zoomée que celle ci) nous a laissé penser que nous étions passés du mauvais côté de la zone rocheuse. nous avons donc attendu une éclaircie (très relative) pour entrevoir une masse rocheuse à une trentaine de mètres à droite, ce qui a conforté l'hypothèse de l'erreur de vallon.
reste à revenir sur ses pas, retrouver le bon chemin, ce qui n'est pas une mince affaire dans ces conditions, car nous avions suivi le vallon de moindre déclivité, alors qu'il il a fallu remonter une raide coulée d'avalanche. ce qui nous a perturbés, c'est que nous n'avions jamais eu l'impression d'avoir un autre choix vers la droite, des éclaircies nous avaient au contraire montré des pentes raides partout. l'une de ces pentes était pourtant la bonne...
à remarquer aussi: l'imprécision de position GPS ou de la carte nous place par moment sur les cailloux... ce qui n'était pas le cas sur le terrain. cela représente une erreur de 56mètres. je pense que la précision GPS n'est guère meilleure dans ces conditions (3 satellites accrochés seulement, et en mauvaise configuration, puisque nécessairement proches. les autres sont cachés par les bords du vallon). il faut absolument avoir cela à l'esprit, les 5m de précision ne sont qu'un optimum.
rappel: avec 3 satellites seulement, le GPS ne peut plus évaluer l'altitude
et ne peut plus réévaluer l'heure, la dégradation de précision est inévitable.
sur la trace (en bleu), on voit nettement que nous sommes aller "buter" contre les contre pentes
pour nous guider, ce
qui présente l'inconvénient de traverser des pentes plus raides que le fond du
vallon, ennuyeux surtout par
conditions avalancheuses.
| le trajet suivi lors de la fausse route. on devine que nous avons suivi le tracé de moindre déclivité |
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| le détail de la trace dans cette partie le sens de la vue de la photo est du haut de la carte vers le bas (du Nord vers le Sud) |
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