Le variomètre audio : l'indispensable compagnon des parapentistes

Débutants, intermédiaires, confirmés, compétiteurs, biplaceurs : tous veulent rester en l’air le plus longtemps possible (même les acrobates !). C’est la fonction première du variomètre : indiquer la vitesse verticale (en mètres par seconde dans le monde du parapente, en pieds par minute dans l’aéronautique).

Cette indication du taux de montée (valeurs positives) aide le pilote à trouver les ascendances, et à mieux les enrouler, mais aussi à mieux “flotter” et cheminer dans la masse d’air, pour perdre le minimum d’altitude, en restant autour du meilleur taux de montée possible.
Enfin, le taux de chute (valeurs négatives) permet de mesurer la vitesse de descente “vers le bas”. S’il est trop important c’est que la masse d’air n’est pas propice à cet endroit, il faut alors sortir de cette zone en trouvant un meilleur cheminement et/ou en accélérant.

Pourquoi voler avec un vario?

Pour l’être humain, voler n’est bien sûr pas naturel et il n’a pas de sens dédié à l’évolution en 3D. Dès que le repère visuel par rapport au sol est perdu, il est très difficile de savoir si on monte ou si on descend.

Pourtant, dans la sellette, je ressens bien quand je rentre ou sors d’une ascendance.

En effet, notre cerveau utilise trois sens pour savoir si l’on est en mouvement ou non : l’oreille interne, la proprioception, et enfin la vue.
Le cerveau mélange alors avec précision ces 3 informations pour savoir où l’on se trouve dans l’espace, dans quel mouvement rotatoire, et à quelle accélération.

Malheureusement, il nous manque l’information de vitesse “absolue” : il est impossible de dire à quelle vitesse va un avion ou un train si le rideau est baissé.
Voir même, nos sens peuvent nous tromper, par exemple : lorsque l’on est dans un TGV en gare et que le train voisin démarre, on se retrouve perturbé, et notre cerveau a du mal à savoir si nous sommes bien en mouvement ou pas jusqu’à ce que l’on tourne la tête pour voir de l’autre côté, le quai de gare immobile.

Lorsque l’on est dans un thermique établi, il n’y a plus d’accélération bien que l’on continue de monter, et si on est loin du relief, sans repère visuel donc, il est très difficile de savoir si on est effectivement dans le thermique.

Le variomètre nous apporte cette information manquante et la réponse est immédiate, on sait alors si on monte ou si on descend, et à quelle vitesse !

Si les parapentistes pouvaient avoir un 4ème capteur naturel : altimètre / baromètre en temps réel.

Comment fonctionne un vario?

Si les parapentistes pouvaient avoir un 4ème capteur naturel : altimètre / baromètre en temps réel.

Comme vu précédemment, afin de se situer dans l’espace, le corps humain dispose naturellement de “3 capteurs” :

  • un gyroscope : l’oreille interne, qui permet de suivre la rotation (sur 3 axes).
  • un accéléromètre : notre peau en contact avec le sol, le fauteuil de la voiture, la sellette, etc…, qui permet de suivre les accélérations (horizontale, verticale).
  • une référence visuelle : la vue, qui s’accroche à des repères horizontaux et verticaux afin de donner une référence absolue aux 2 sens précédents.

 

Malheureusement un sens essentiel nous manque pour déterminer l’altitude : une règle verticale virtuelle graduée tous les mètres par exemple.

Cette information manquante mais néanmoins présente, c’est la pression. En effet, la pression est directement corrélée à l’altitude. Ainsi un capteur de pression permet de constater la diminution de pression lorsque l’altitude augmente.

Dans le cadre d’un variomètre pour le parapente, l’altitude absolue nous intéresse peu, c’est la variation d’altitude qui nous intéresse.
Ainsi, en relevant très fréquemment la pression (au minimum 50 fois par seconde, jusqu’à 100 ou 200 fois par seconde dans les cas les plus rapides), il est possible, avec un traitement du signal performant, de déterminer la variation d’altitude, c’est à dire la vitesse verticale.

Est-il possible d'avoir un vario totalement instantané ?

La mesure de la pression seule peut parfois être insuffisante : il faut une variation de pression pour mesurer une vitesse verticale, l’information ainsi obtenue est donc toujours légèrement en retard.
C’est pourquoi, un capteur d’accélération permet de mesurer l’accélération (entrée dans le thermique) le plus rapidement possible : c’est le vario instantané.
Bien sûr, ce capteur accéléromètre est extrêmement sensible et nécessite un repère absolu : une correction gyroscopique est nécessaire.

Ainsi, c’est une chaîne de mesure entière (accéléromètre, gyroscope, pression), mesurée plus de 100 fois par seconde avec un algorithme pointu, qui est effectuée dans l’appareil, et qui permet de restituer au pilote une information parfaitement en phase avec ses sensations.

L’algorithme Instant Vario Technology est exclusif chez Stodeus.
Il permet de combiner les informations de trois capteurs : l’accéléromètre, le gyroscope et le baromètre. Ainsi, le pilote obtient une réponse vario “exactement” au début du thermique, et pas seulement après avoir ressenti dans la sellette que “ça monte”. Et de même pour la sortie du thermique, qui est tout aussi importante : le vario s’arrête immédiatement à la sortie du thermique.

En d’autres mots, le vario est exactement en phase avec les sensations du pilote dans sa sellette. Fini le retard d’une seconde entre l’entrée du thermique et le début des bips du vario.

Pourquoi un vario à modulations sonores ?

Nous avons besoin de 100% du champ visuel pour voler, aussi bien par sécurité que pour être attentif à tout l’environnement qui peut nous aider à trouver les thermiques.
Le sens auditif est donc beaucoup plus disponible, car uniquement utilisé pour quelques informations ponctuelles telles que le froissement de l’aile, la variation du vent relatif, ou un appel radio.

Utiliser un son (une note) permet de transmettre une information, l’absence de son représentant l’absence d’information.
Il est donc nécessaire de moduler le son (fréquence vibratoire de l’air) de l’ordre du KHz, ainsi il est possible de transmettre une quasi infinité d’informations.

Les bips utilisés dans un variomètre audio sont composés de trois paramètres :

  • Fréquence : hauteur de la note (variations de grave à aigu).
  • Durée du cycle : durée pendant laquelle la note est jouée et son temps de pause.
  • Rapport cyclique : rapport entre la note jouée et le temps de pause. Par exemple, un rapport cyclique de 50% donne la moitié du temps jouée et la moitié du temps en silence.

 

Avec un vario audio, notre sens auditif agit en totale complémentarité avec les trois sens mentionnés plus haut, et nous permet d’accéder instantanément et de manière très précise à l’information de notre mouvement vertical.

L'avis des compétiteurs

“Je n’imagine pas voler en cross ou vol-bivouac sans le son du vario. Je l’ai paramétré de manière à ce qu’il soit très communiquant dans les faibles ascendances suivi d’un plateau dans les varios élevés, si je suis dans du +7m/s je sais que je monte, pas besoin de me le crier ! J’apprécie lorsqu’il bippe immédiatement, sans délai, mais parfois je m’entraîne à ressentir différentes sensations en ajoutant du délai exprès pour reconnaitre l’entrée dans le thermique avant la confirmation sonore. 

Aussi, de temps en temps je mets le vario en silencieux et m’entraîne à thermiquer sans vario. C’est plus facile lorsqu’on est proche du relief et quand il y a d’autres pilotes autour mais parfois, surtout quand on est haut ou dans du tout petit, c’est pratiquement impossible. Le son du vario rend le vol nettement plus accessible car il permet de libérer notre attention pendant le thermique, nous donnant plus de temps pour l’observation du relief, des nuages, la planification de notre prochaine transition ou simplement admirer la vue. Il existe des solutions solaires, sans contraintes, de la taille et du poids d’une petite boite d’allumettes, alors pourquoi m’en priver ? 

Après tout, il n’y a pas beaucoup de sons plus magnifique que le premier bip après 20 minutes de grattage laborieux au fond d’une combe, ce son qui ensuite devient de plus en plus régulier et rapide et qui nous emmène jusqu’au plaf.”


Kinga Masztalerz, athlète Red Bull X-Alps, aventurière en vol-bivouac.

“J’ai eu un peu de mal au début avec l’instantanéité de la réponse de cette nouvelle génération de varios. Sur les anciens varios on avait l’habitude d’avoir la confirmation de la bulle thermique après l’avoir ressentie, maintenant on a l’information en même temps que le ressenti. C’est perturbant au début, mais maintenant impossible de revenir en arrière ! 

C’est super intéressant de savoir tout de suite si on monte vraiment ou si seulement on descend moins, pour réagir plus rapidement et être plus performant.”


Jacques Fournier (alias Grand Jack), compétiteur international.

Varios et GPS

Instruments de navigation pour parapente.

Varios et GPS

Instruments de navigation pour parapente.

Vario Tone Editor : l'outil ultime pour peaufiner le vario
de votre UltraBip

Retrouvez ici toutes les informations qui vont vous permettre d’exploiter tout le potentiel du Vario Tone Editor, outil de paramétrage du vario de l’UltraBip (accessible à tous, même sans UltraBip) .

Le Vario Tone Editor est également disponible dans le Configurator du GPSBip / GPSBip+ (le prédécesseur de l’UltraBip).

Le Vario Tone Editor permet d’ajuster les 3 paramètres composant le son, de manière graphique et intuitive :

Comme vu précédemment, il y a 3 composantes essentielles :

La courbe de la fréquence des bips :

La courbe de la durée du cycle :

La courbe du rapport cyclique :

Quelles formes donner aux courbes ?

Il est important d’adapter le type de réponse sonore en fonction du taux de montée / chute rencontré et de son niveau de pilotage.

Une réponse linéaire ne permet pas d’exploiter au mieux les capacités de notre sens auditif. De plus, il est beaucoup plus intéressant d’avoir plus d’informations sur des petits thermiques de +0.5m/s augmentant doucement vers +1m/s (gain de 100%) plutôt que dans un monstre de +6m/s tirant sur le +7m/s (gain de 15%).
C’est pourquoi la plupart des varios proposent une courbe logarithmique (souvent des 3 paramètres, avec certaines variations).

Le Vario Tone Editor permet non seulement de modifier ces 3 paramètres, mais aussi de définir différents types de réponses :

Réponse rapide (exemple) :

Réponse amortie (exemple) :

L'alarme de descente

À la fois redoutée et viscéralement détestée, cette fonction permet au pilote de détecter un taux de chute plus important que le taux de chute nominal de sa voile en air calme (généralement entre -0.8 et -1.7m/s pour une voile standard).

Le but est donc d’informer le pilote qu’il se trouve dans une masse d’air fortement descendante qui lui fera perdre beaucoup d’altitude jusqu’à risquer de devoir aller poser s’il reste trop longtemps dans cette zone.

Il appartient au pilote de régler le bon seuil suivant son niveau et sa capacité à gérer cette information en vol.
Globalement, un pilote débutant aura tendance à désactiver cette fonction car elle peut être perçue comme trop stressante, un pilote intermédiaire voudra une alarme de descente aux alentours des -3m/s, et généralement un compétiteur préférera la paramétrer à -2m/s, quitte à ce qu’elle se déclenche dès la sortie du thermique.

Le zérotage, ou détecteur de faible ascendance

Ce son est fait de courtes modulations indiquant au pilote de faibles ascendances (de -30cm/s à son réglage de taux de montée, par défaut +20cm/s), pas assez fortes pour enrouler, mais qui l’aideront à trouver le thermique proche.

Sur l’image, le pilote en gris n’a pas activé la fonction de zérotage, alors que le pilote en vert l’a activé. Lorsqu’il arrive dans la zone de faible ascendance, les bips du zérotage s’activent, informant alors le pilote qu’il approche une zone d’ascendance faible, pas encore optimale à enrouler, mais l’invite à rester attentif car un thermique plus fort peut être à proximité.

Le volume sonore

Les variomètres sont, ou devraient toujours être réglables avec à minima 3 volumes sonores, afin d’adapter au mieux le volume suivant l’usage. Lorsque le vario est placé sur le casque, en biplace par exemple, le volume minimum permet de rester discret et de ne pas perturber le passager.
En voile performante, ou avec un casque bruyant dans le vent relatif, le volume moyen sera utilisé.
Enfin, sur le cockpit, en position couchée, avec casque intégral, un fort volume sonore est nécessaire.

Le volume sonore de l’UltraBip (tout comme l’ensemble des instruments STODEUS) peut très facilement être réglé selon ces trois niveaux grâce à son bouton latéral, et ce même en cours de vol.

Et pourquoi ne pas transmettre l'information d'une autre manière ?

D’autres technologies non-visuelles sont possibles, telles que les vibrations par exemple.
Mais les vibrations, et encore plus les modulations (variations) dans les vibrations, sont beaucoup plus difficiles à percevoir. Il n’est pas possible de faire passer par des vibrations autant d’informations que le son peut contenir.

De plus, elle peuvent être très facilement parasitées. Par exemple, les appels manqués sur le smartphone en vibreur alors que l’on marche.

Enfin, c’est une technologique qui consomme comparativement énormément d’énergie : il faut déplacer (ou faire vibrer) une masse (appareil, main, corps), alors que le son est la vibration de l’air (par définition beaucoup plus léger).

Le pilote restant seul responsable de la sécurité de ses vols, cet article ne peut en rien engager la responsabilité de la société STODEUS. Il appartient au pilote de faire ses propres réglages suivant son niveau de pilotage et sa capacité à gérer ces informations en vol.