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Écran multifonction, ordinateur embarqué, appareil mobile : trois scénarios de navigation électronique.

12 juillet 2021 | Classé sous : appareils mobiles, Boating, cartographie électronique, écrans multifonction, GPS, GRIB, Iridium Go, Navionics., NMEA 2000, ordinateur embarqué

Écran multifonction, ordinateur embarqué, appareil mobile : trois scénarios de navigation électronique.

Trois mutations technologiques ont complètement transformé le monde de la navigation à partir des années 1990. D’abord le positionnement satellitaire GPS, la cartographie électronique ensuite pour représenter la position du bateau en temps réel sur la carte et enfin, au tournant des années 2000, la connectivité élargie et l’apparition des appareils mobiles. Aujourd’hui, les plaisanciers disposent d’un large choix d’appareils et de configurations en fonction de leur programme de navigation. Avant d’explorer les types d’appareil, prenons un peu de temps pour parler de cartographie électronique.

La cartographie vectorielle et les mises à jour

La cartographie vectorielle est basée sur le principe de couches successives d’informations : trait de côte, aides à la navigation, bathymétrie, toponymie, courant, etc. Chaque type de données est enregistrée sur une couche différente. Ce format vectoriel est venu remplacer le format matriciel qui consistait en une photocopie de la carte en papier enregistrée sur un seul fichier.

Les éditeurs de carte électronique qui alimentent le marché de la plaisance s’engagent à publier les mises à jour émises par les services hydrographiques auprès desquels ils acquièrent les données servant à formater les cartes. À la différence des normes en vigueur pour la marine marchande, il n’existe pas de processus de vérification des données publiées pour la plaisance. Les grands éditeurs comme Navionics peuvent tarder à mettre leurs fichiers à jour, voire commettre de petites erreurs ce qui signifie que les navigateurs ne peuvent se fier aveuglément aux données électroniques qu’ils achètent.

À la différence du Service hydrographique du Canada qui publie des données vérifiées sur ses cartes en papier, la cartographie électronique pour la plaisance n’offre pas de garantie formelle d’exactitude. Conserver à bord un double de cartes en papier n’a rien de superflu et permet de garantir un meilleur niveau de sécurité nautique aux utilisateurs.

Les écrans multifonction et le protocole NMEA 2000

Les écrans multifonction (MFD) sont les appareils les plus répandus sur le marché. Sur les bateaux neufs, ils sont installés à bord par les manufacturiers afin d’offrir une solution de navigation clé en main aux propriétaires. Ces appareils regroupent sur un seul écran la lecture et le contrôle des données du bord que l’on retrouvait autrefois sur plusieurs appareils et cadrans. Lecteur de carte, GPS, pilote automatique, sondeur, répétiteur de données de navigation, chacune de ces fonctions réclamait autrefois un écran et un clavier. L’écran multifonction a réalisé la fusion de tous ces appareils pour les regrouper sur une seule machine. Il s’agit d’un gain substantiel en terme de commodité et d’efficacité.

La fusion des appareils et des donnés a été rendu possible par le protocole de communication NMEA, une norme pour les équipements marins définie par la National Marine Electronics Association. Cette technologie existe depuis longtemps dans les équipement automobiles, le milieu de la marine n’a fait que suivre le chemin tracé par d’autres industries. La norme NMEA 2000 est la dernière version de ce protocole de communication qui va peu à peu remplacer la norme précédente NMEA 0183. Le principe du protocole NMEA 2000 repose sur une colonne vertébrale appelée backbone : un câble sur lequel circule toutes les données du bord relie tous les instruments et leur permet de communiquer ensemble. Le réseau offre un connectivité élargie en intégrant les données mécaniques (pression, température, voltage, etc.), l’audio et la vidéo, l’information météo via la réception de fichiers par wifi et maintenant le contrôle numérique du circuit 12 V. Cette architecture en réseau permet de relier plusieurs écrans de contrôle à bord.

Le câblage NMEA 2000 ouvre des possibilités importantes tout en simplifiant le branchement puisqu’un câble unique véhicule l’ensemble des données du bord. Versatile et configurable à souhait, le couple écran multifonction et protocole NMEA s’adapte à toutes les situations; du simple écran en format 6 pouces à prix modique intégrant GPS, sondeur et cartographie au système intégré gérant toutes les données d’un grand yacht.

L’ordinateur embarqué

L’ordinateur portable embarqué constitue une niche particulière dans le monde de la navigation. Il constitue le choix des navigateurs au long cours, des équipages qui vivent à bord de leur bateau et des coureurs au large. L’ordinateur offre l’avantage d’un écran de bonne dimension (en général 12 pouces), la versatilité d’un appareil qui gère plus que la navigation à bord et il nécessite peu d’investissement supplémentaire pour configurer un poste de navigation performant à bord.

Au sein de cet écosystème particulier règne le logiciel libre OpenCPN. Un logiciel gratuit fonctionnant dans les systèmes d’exploitation Windows, Mac OS et Linux et offrant un catalogue de cartes gratuites provenant de divers services hydrographiques nationaux. Tout un pied de nez aux manufacturiers d’appareils électroniques et aux éditeurs de cartes électroniques. OpenCPN est en mesure de recevoir le signal des antennes GPS et d’identification automatique des navires (AIS). Il offre aussi une interface radar avec certaines marques.

Les navigateurs hauturiers choisissent surtout l’ordinateur embarqué afin de recevoir via un lien satellitaire des fichiers de prévision météo. Soit des fichiers de surface (cartes météo produites par un météorologue) ou des fichiers numériques de type GRIB qui publient des prévisions de vent sur des périodes de plusieurs jours. Plusieurs sites web offrent ces données gratuitement, d’autres vendent des abonnements. Un ordinateur permet aussi l’utilisation d’un logiciel de routage, soit le calcul de la meilleure route pour atteindre sa destination en fonction des prévisions météorologiques.

La connectivité est évidemment est la clé de voûte du système. La compagnie de communication satellitaire Iridium a développé un produit qui répond bien aux besoins des navigateurs : Iridium Go. Il s’agit d’un terminal doté d’une antenne et utilisant un téléphone intelligent personnel. L’antenne capte le signal satellitaire et permet le téléchargement de données à un débit réduit mais suffisant de 50 Ko. Le fichier est distribué à l’ordinateur via le lien wifi du téléphone.

Quelques références :

Les appareils mobiles

Le patron d’Apple Steve Jobs a jeté un pavé dans la mare au tournant des années 2000 avec ses appareils mobiles iPhone et iPad, de mini ordinateurs de poche aux multiples fonctionnalités. Les développeurs d’appli ont rapidement saisi l’opportunité que représentaient les tablettes et les téléphones intelligents pour les plaisanciers. Si le logiciel d’exploitation iOS a longtemps été privilégié par les éditeurs, la plupart des applis sont désormais disponibles en version Android.

L’éditeur iNavX fut l’un des premiers à proposer une appli de navigation en format iOS. Beaucoup d’autres ont enfilé le pas, notamment l’éditeur de carte Navionics avec son appli Boating. Les applis de navigation mobiles offrent des fonctionnalités similaires à celles que l’on retrouve sur des écrans multifonction ou sur les logiciels de navigation conçus pour des ordinateurs. Programmation et mémorisation de waypoints, activation de route, suivi de la trace du bateau, affichage des courbes de marée, interface de prévision météo avec superposition de fichiers GRIB, on obtient pour une poignée de dollars des fonctionnalités équivalentes à celles des écrans multifonction. Une très bonne affaire. Les éditeurs ont choisi un modèle commercial basé sur un faible coût d’acquisition – de quelque dollars à quelques dizaines de dollars seulement – en misant sur le volume de clients et les achats intégrés.

Chez Navionics, Boating Mer et Lac est offert gratuitement et l’on tarife seulement quelques fonctions avancées et surtout l’abonnement annuel (30$ pour le Canada et les États-Unis) à un catalogue de cartes. Une fois l’abonnement expiré, la cartographie demeure accessible, mais on n’a plus accès aux mises à jour. Selon les éditeurs, certaines fonctionnalités sont tarifées, comme les abonnements à des services météorologiques en haute résolution

Les éditeurs d’appli mobile n’ont cessé d’améliorer leurs produits en développant toujours plus d’interfaces et de plugin. Il est désormais possible de mettre la tablette en réseau avec les instruments du bord via le protocole NMEA par l’intermédiaire d’un multiplexeur. Cet appareil transmet par wi-fi à la tablette toutes les données du réseau NMEA du bord, ce qui inclut par exemple le signal receveur/transpondeur AIS. L’éditeur Weather4D a poussé les possibilités du mobile au maximum en développant une application intégrant la cartographie, la prévismétéorologique par fichiers GRIB, le routage (choix de la meilleure route en fonction des conditions météo) et l’interface avec un terminal satellitaire Iridium pour la collecte de données. Pour seulement 70 $, on obtient une application très performante et très adaptée aux besoins de la navigation hauturière. Qui dit mieux?

Le revers de la médaille tient au fait qu’une tablette demeure un objet fragile susceptible de se transformer rapidement en déchet technologique. Il faut absolument protéger sa tablette dans un étui étanche et si possible antichoc. L’autre inconvénient tient à la mésadaptation des écrans tactiles aux conditions humides. Les doigts mouillés perturbent considérablement le fonctionnement de ces appareils. C’est néanmoins une excellente solution de navigation pour les petites embarcations offrant un imbattable rapport qualité/prix exceptionnel. Attention, toutes les tablettes ne possèdent pas un GPS intégré. Chez Apple, seuls les modèles wi-fi+ cellulaire en sont équipées.

Le très intéressant blogue de Francis Fustier, un navigateur et informaticien spécialiste des applis de navigation mobile : https://www.navigation-mac.fr

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