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Geo Garage marine - la suite

J'ai été contacté parle concepteur de Geo Garage marine pour que j'explique plus en détail les défauts que je mentionne dans ma précédente note. Je lui avais promis une réponse un peu plus rapide, mais les emplois du temps sont ce qu'il sont. Voici donc ce qui me manque pour considérer Geo Garage comme un véritable outil de préparation de navigation.

1. Le fond de carte. S'il est vrai, que l'on peut intégrer des fonds payants, ce que je n'ai pas tester, pour l'Europe il est impossible de faire une route avec Google maps. Le fait qu'il n'y ait pas de possibilité d'utiliser des jeux de carte S57 ou BSB est tout de même très limitant.
2. Les waypoints. On ne connait rien sur eux (lat-long en particulier), on ne peut pas leur attacher des propriétés d'affichage ou de proximité.
3. Les routes: Comment utilise-t-on les waypoints ? Il faut construire les routes sur les waypoints! Possibilité de créer des segments très nombreux: comment les gère-t-on en navigation ? Pas de caractéristiques de segment (cap, longueur).
4. Outils: il manque les infos (lat-long) sur le curseur. Les fonctions de relevé (distance, cap) manquent. Il faut une fonction zoom que l'on désigne sur la carte. Si la route sort du cadre il faut scroller automatiquement. Les outils de zoom sur la carte conduisent à des zoom intempestifs.
5. J'ai fait un test avec les cartes papiers de la NOAA (pourquoi pas les S57 qui sont plus complètes ?) pour voir ce que la donne avec des vrais cartes marine. On se perd un peu dans la navigation et l'affichage des cartes pour les raisons données plus haut. Si on crée une route avec un seul point, cela donne des résultats bizarre et on ne peut pas l'effacer.

Il y a peut-être des points que je n'ai pas compris comment utiliser et je suis prêt accepter les remarques et critiques si me suis trompé. Je serais également intéressé par d'autres avis.

GeoGarage marine

Une initiative plutôt sympathique de la société Magic Instinct Software qui développe un produit de cartographie Web nommé GeoGarage : ils mettent à disposition une application web pour la cartographie marine Marine Geogarage . L'application permet de créer des routes et des waypoints sur un fond cartographique d'accès public, donc restreint à Google maps, les cartes NOAA des USA et quelques cartes du Brésil. Les routes ainsi crées peuvent être exportées au format GPX pour être transférées vers un GPS.

Malgré le côté sympathique de créer ses routes en ligne, l'intérêt reste très limité car il est sûr que l'on ne peut pas vraiment faire de navigation, ni préparer de routes de manière un peu sérieuse sur Google maps. Il manque également pas mal de fonctions pour en faire un vrai outil de préparation.

A suivre donc.

Une vedette 0 carbone et 0 bruits

Une innovation intéressante pour naviguer en eaux intérieures: la vedette tout électrique. Un produit tout à fait séduisant, bien fini, élégant et très adapté pour des ballades à la journée est livré par la société Naviwatt . La bateau est un trimaran de 5,7m dénommé Zephyr 570.

Le développement de ce type bateau nous permettrait de ramener un peu de quiétude dans le Golfe Du Morbihan en été. En effet qui ne rêve pas de vedettes glissant sans bruit et sans génération de vagues d'étraves.

Système de navigation à bord - que choisir

Il devient maintenant impossible d'envisager la plaisance sans un système de navigation minimum à bord. Le système le plus simple que l'on puisse avoir est probablement un GPS portable, il en existe même avec cartographie. Dans le même état d'esprit je suis certain que l'on peut transformer un PDA (Personal Digital Assistant) ou même un iPod ou iPhone en système de navigation, le tout étant d'avoir l'équipement adapté au bateau et au programme de navigation. Pas la peine d'avoir un système sophistiqué pour un petit bateau qui navigue toujours dans les mêmes eaux, par contre une navigation vers des côtes inconnues, même si elles ne sont pas lointaines, peut justifier une cartographie très complète et très lisible ainsi que des fonctions de navigation évoluées. Et l'objectif ici est de proposer une démarche de choix sans pour autant avoir la prétention d'être un guide d'achat.

Les systèmes embarqués pour la plaisance peuvent être classés en 4 grandes catégories

• Les GPS portables ou amovibles que l'on tient à la main ou fixé de manière provisoire sur l'embarcation pendant la durée de la navigation.
• Les GPS lecteur de cartes à poste fixe
• Les systèmes de navigation intégrés avec l'instrumentation de navigation
• Les ordinateurs connectés à la l'instrumentation de navigation via des interfaces normalisées (NMEA)

Chacun d'entre eux a bien sûr ses avantages et ses inconvénients et un domaine d'application en terme de navire de programme de navigation mais également de connaissance du propriétaire ou skippeur.

Les GPS portables

C'est le minimum mais il peut faire le maximum. Utilisé seul il peut déjà permettre de naviguer et de se diriger sur de petites embarcations. Avec un lecteur de cartes intégré et nous voilà avec "système de navigation" qui tient dans la main mais qui a plus de fonctionnalités que les systèmes professionnels de la marine marchande d'il y a 20 ans. Avec une interface NMEA183, cela fait un système de secours idéal même pour les navires fermés et les navigations au long cours.

• Avantages: simple, pas cher, très faible consommation électrique. Indispensable appareil de secours
• Inconvénients: petit écran, fonctions limitées, interface souvent compliquée.
• Application: Petites embarcations qui veulent aller au delà de la navigation à vue. Sortie à la journée.
• Prix: de 90 à 250 €. Ne pas mettre trop cher, on paye très cher des fonctions que l'on a peu de chances d'utilser. Mieux vaut envisager un GPS-Lecteur avec un plus grand écran au même prix.

Les GPS-lecteurs de cartes

Ces appareils ont des fonctions similaires aux GPS portables mais du fait de leur taille propose une interface homme-machine beaucoup plus efficace: écran vraiment lisible (4" à 10" mais typiquement 5"), quelquefois tactile allant jusqu'à des résolution 800x600 avec la couleur pour certains. Ils sont destinés à des embarcations de 5m à 10 ou 12m ayant un poste de navigation abrité. Certains modèles sont étanches et peuvent trouver leur place dans le cockpit d'un voilier, la console d'un semi-rigide ou un fly-deck.

Les hauts de gammes peuvent également faire partie d'un système de navigation intégré et reproduire sur l'écran les mesures en provenance d'une interface NMEA183 ou NMEA2000: fonction vent, sondeur, sonar, AIS. On peut réaliser des systèmes de navigation très complets basés sur ces appareils.

Les cartographie sont toutes des cartographies vectorielles C-MAP, Navionics ou Garmin. Ceci garantie une couverture mondiale et la possibilité d'avoir des mise à jour fréquentes.

• Avantages: facile à installer et à mettre en œuvre. faible consommation (10 à 15w). Ergonomie bien adaptée. Étanche pour une installation visible du barreur.
  
• Inconvénients: Systèmes fermés avec fonctions logicielles limitées. Évolutions limitées. Installation qui peut devenir très onéreuse pour les systèmes haut de gamme.
• Application: bateau moteur de 6 à 15m. Voiliers jusqu'à 12m. Navigations côtières.
• Prix: 400 à 2000€. Ce prix ne comprend ni la cartes ni les capteurs ni les accessoires. Une installation complète pour un système moyen revient au environ de 1500€ sans la main d'œuvre de pose.

Les systèmes de navigation intégrés complets

Ce sont des ensembles connectés via des bus propriétaires (basés sur Ethernet pour Furuno et Garmin) comportant:

1. Un écran (7" à 14") multifonctions avec interface homme-machine (bouton, joystick, trackball mais aussi clavier) qui affiche toutes les fonctions nécessaires à la navigation: cartographie, radar, sonar, AIS et tous les paramètres mesurés sur le bateau.
2. On peut également mettre plusieurs écrans répéteurs
3. Une gamme d'instrumentation très complète connectée au bus propriétaire. Soit directement (Garmin) soit indirectment. dans ce cas les instruments sont reliés via des bus d'instrumentation et de commande standard (NME183/NMEA2000) via un boitier d'interface.
4. Un logiciel intégré incluant la cartographie vectorielle avec des options 3D

Tous les grands constructeurs d'électronique marine proposent leur système, avec plusieurs gammes même chez certain et on a une vrai solution de continuité entre les GPS lecteurs et les systèmes intégrés.

• Avantage: Relativement simple à mettre en œuvre. Un seul écran pour tous visualiser: carte, radar, sonar, AIS. Version étanches de certains écrans pour une installation dans le cockpit.
• Inconvénients: C'est assez cher et cela ne fait que la navigation. Pas de choix de la cartographie et du logiciel de navigation.
• Application: Bateau à moteur et voiliers à partir de 12m, pas de limites haute. Navigation côtière et hauturière.
• Prix: de 2000 à 6 000€ suivant ce l'on installe. Ceci ne comprend pas l'instrumentation ni le câblage ni la pose.

Les PC connectés à l'instrumentation

La finalité fonctionnelle est identique à celle des systèmes de navigation intégrés mais simplement l'écran multifonctions est remplacé par un PC. Celui doit bien entendu être configuré avec les logiciels et les interfaces adéquate pour communiquer avec l'instrumentation. Il faut donc des connaissances minimum en câblage et en informatique pour l'installation et la mise en route. Les fonctionnalités dépendent de l'instrumentation installée et du logiciel choisi et très peu du PC en lui-même. Le choix du PC méritant une étude à lui tout seul ceci fera l'objet d'un très prochain article.

Il faut également mentionner que maintenant l'ordinateur à bord est probablement indispensable pour des croisières à partir de quelques jours, donc dans beaucoup des cas on en a déjà au moins un à bord. Par contre on peut avoir un système dédié à la navigation comme décrit plus haut qui peut se connecter à l'ordinateur.

Les cartographie peuvent être vectorielles (ENC, C-MAP, Navionics) ou raster. C'est dernières présentent l'intérêt d'être la copie des cartes papier et donc conservent le graphisme avec lequel on est familier.

• Avantage: Très grande souplesse. Le PC peut aussi servir à accéder à Internet, de système multimédia et toutes les fonctions d'un ordinateurs (calculs, bases de données, jeux)
• Inconvénients: Il faut être un peu bricoleur. Installation en extérieur compliquée. Pas de solutions simples non plus pour superposer les images radar ou sonar. Consommation électrique. Résistance aux chocs (pour les bateaux à moteurs)
• Applications: Voiliers à partir 8m, Moteurs à partir de 12m. Navigation côtières et hauturière.
• Prix: de 600 à 2500 € pour un PC avec logiciel de navigation et des cartes. Cela peut monter bien plus haut si l'on veut plusieurs postes.

Conclusion

Il n'y pas de système idéal dans l'absolu. Chaque offre couvre un segment du marché et il faut faire son choix en fonctions de trois critères majeurs:

1. La taille du bateau
2. La programme de navigation
3. La capacité et la volonté du propriétaire d'être le maitre d'œuvre de son système

Radar à modulation de fréquence pour la plaisance

La compagnie NAVICO a annoncé en fin d'année dernière la disponibilité d'un radar à modulation de fréquence à destination de la plaisance. Aujourd'hui tous les radars maritimes et a fortiori ceux pour le marché de la plaisance sont des radars à impulsions dans lesquels un magnétron génère une impulsion électromagnétique à haute énergie. D'ailleurs ces radars sont souvent caractérisés par l'énergie délivrée lors de l'émission exprimée en Joules. Une seule antenne tournante est utilisée pour l'émission et la réception. L'image est obtenue en mesurant l'écho de cette impulsion renvoyée par les obstacles rencontrés.

Rien de tout cela dans les radars à modulation de fréquence. Ceux-ci emettent en continu, avec une faible puissance mais la fréquence du signal varie de manière périodique (sinusoidale). La distance de la cible est déterminée par l'écart de fréquence entre l'émission et la réception. Il est à noter que le système requiert deux antennes distinctes: l'une pour l'émission et l'autre pour la réception. Autre caractéristique, l'émission étant continue, elle peut se faire sur des niveaux de puissance de plusieurs ordres de grandeurs inférieurs à ceux des radars à impulsion. Par contre, le traitement du signal demande des puissances de calcul très supérieurs et c'est probablement ce qui avait empêché jusqu'à présent l'apparition de radars à modulation de fréquence pour l'imagerie maritime. Fait intéressant, ce type de radar est utilisé pour les contrôles de vitesse, probablement à cause de leur faible puissance d'émission.

En résumé

Avantages

• Une faible puissance d'émission (~100mW, soit la puissance d'un mobile 3G)
• Une consommation réduite
• Pas de contraintes sur la câble de liaison
• Une plus grande souplesse d'installation
• Une meilleure image (d'après le constructeur mais je n'ai pas pu vérifié par moi-même)
• Une moindre sensibilité au retour de mer

Inconvénients

• Un radôme plus volumineux à cause des deux antennes superposés
• Une moins bonne détection des grains
• Une diffusion pour l'instant confidentielle en France

Le produit est proposé sous différentes marques (SIMRAD, Northstar, Lowrance) pour environ 2000€, mais je n'ai pas pu vérifier la disponibilité réelle car aucun des grands distributeurs français d'électronique marine ne le propose sur son site.

La norme NMEA 2000, faut-il l'adopter ?

Un article sur la norme NMEA 2000 dans le Voiles & Voiliers du mois de mars,  m'a fait ressortir les notes et la documentation que j'avais rassemblée sur le sujet. Sans vouloir paraphraser l'article, très bon au demeurant, il y a un certain nombre de points que je souhaite développer ici.

Avons nous vraiment besoin d'une nouvelle norme pour l'interconnexion des instruments de bord ?

La diffusion de l'électronique de marine dans les années 80-90 avait amener la création du standard de communication NMEA-180 puis NMEA-183. Ce dernier reste la référence pour connecter les instruments du plaisancier entre eux ainsi qu'à l'ordinateur de bord quand il est présent. Ce standard complémente en général les réseaux bus propriétaires tel que Seatalk (Raymarine) ou NKE. le standard NMEA-183 est bâti sur une technologie rudimentaire qui date des années 70 mais à l'avantage d'être facile à mettre en œuvre. Quels sont les points faibles du standard:

1. Il ne permet qu'une connexion point à point avec éventuellement la possibilité d'avoir plusieurs appareils qui écoutent (listeners) simultanément mais dans tous les cas un seul émetteur (talker). Il faut utiliser des montages plus complexes si plusieurs appareils peuvent émettre (voir note).
2. La bande passante totale (4800bd) est très faible, surtout si on la compare aux standards actuels, et ne permet le transit que d'une dizaine de phrases NMEA par seconde. Ce qui limite en définitive le nombre de données gérés à bord ainsi que leur vitesse de rafraichissement.
3. La connectique n'est pas normalisée et nécessite pas mal de bricolage.

C'est donc pour surmonter ses faiblesses que les fabricants d'électronique de marine ont planché sur un nouveau standard, le NMEA-2000, sensé résoudre les problèmes de protocole, de vitesse de transfert et de connectique. Toutefois, le NMEA-2000 est basé sur une technologie développée dans les année 80 pour l'automobile et les utilitaires, le BUS SAE J1839, et dont l'usage c'est répandu dans l'automatisation industrielle (les CAN) . C'est un réseau décentralisé multi-maîtres parfaitement adapté à la mesure et au contrôle dans les véhicules.

D'un autre côté, le NMEA 183 peu suffire parfaitement pour un voilier de 10 à 20m, surtout s'il est doublé par un réseau propriétaire. C'est donc pour cela que l'offre de produits avec des interfaces NMEA-2000 reste limitée et plutôt réservé au haut de gamme, même s'il y une tendance à la l'extension des gammes. Il faut noter que les grands constructeurs commencent à introduire du NMEA 2000 dans leur offre même si ce n'est pas toujours clairement affiché.

Le NMEA-2000 est-il inévitable ?

Ce qui est certain c'est que la tendance est à l'augmentation des points de mesures sur les bateaux. Cette augmentation fait que la solution bus de donnée qui évite une araignée de fils vers un point central est indispensable. C'est de toute façon la solution proposée par les fabricants d'électronique tels que Furuno, NKE, Raymarine et autres. Le NMEA-2000 permet dans la plupart des cas de passer d'un réseau à protocole propriétaire à un réseau normalisé permettant donc la connexion d'appareils de plusieurs constructeurs différents sur le même bus. Ce devrait être, à terme, une source de baisse de prix sur les capteurs en créant une véritable concurrence sur ce marché. En effet aujourd'hui, si on fait son installation d'origine avec un fabricant, on est plus ou moins coincé avec lui sur son bus propriétaire, avec le NMEA 2000 on peut choisir le meilleur capteur en fonction de son besoin. A moyen terme le NMEA-2000 semble être la bonne solution pour connecter l'instrumentation du bord.

Mais ce n'est pas la seule! Certains comme Garmin proposent une solution basée sur Ethernet. C'est sûr ce n'est pas non plus une solution toute jeune, mais c'est maintenant la plus répandue pour les réseaux informatiques et moyennement des adaptations au niveau des connecteurs il peut parfaitement s'insérer sur un bateau. La solution Garmin en est la preuve. Quels sont les principaux avantages du réseau Ethernet ? En premier, c'est sa bande passante, car un arrive tout de suite à 10 Mbps soit grosso modo 40 plus que NMEA-2000. En deuxième c'est sa facilité de connexion à un ordinateur, car tous sont maintenant doté en standard d'une connexion Ethernet qui même aller jusqu'à 1 Gbps. Si la connexion à l'ordinateur ne pose pas de question pourquoi avoir une bande passante supérieure ? Essentiellement pour pouvoir véhiculer des images pour distribuer la cartographie par exemple ou alors pour gérer l'interface avec un radar. Et qui peut le plus, peut le moins.

La solution est peut être dans la cohabitation entre les deux réseaux. C'est ce qui est mis en avant par Furuno avec son système Navnet qui permet la cohabitation du NMEA-2000 (et NMEA-183) pour relier les instruments tandis que les écrans et le radar sont reliés via Ethernet.

Conclusion

Si on doit complètement équiper (ou ré-équiper) un bateau 15m et plus, je pense que la solution NMEA-2000 (+ Ethernet) est probablement la bonne, surtout si on veut une installation très complète. Mais attention à la note finale. Pour connecter le jeu d'instrument classique si l'on à déjà un un bus à bord, on doit pouvoir rester sur du NMEA-183 pour encore quelques temps. Au moins en attendant que le NMEA-2000 devienne le standard de connexion même sur les instruments d'entrée de gamme et si les fournisseurs basculent tous sur le bus normalisé.

Connexions NMEA multiples vers PC

Le problème de la connexion de plusieurs appareils de navigation avec des interfaces NMEA vers un PC se pose dans la plupart des cas. En effet les PC on en général au mieux une interface série (RS-232) et aucune en règle générale sur les portables récents. Pour résoudre ce problème il y a deux solutions techniques: les multiplexeurs NMEA ou les convertisseurs RS232-USB multiports. Chacune des solutions à ses avantages et inconvénients et le choix doit se faire en fonction de la configuration propre à chaque système installé.

Le multiplexeur NMEA

Le multiplexeur comme son nom l'indique multiplexe les phrases NMEA en provenance d'instruments connectés via des liaisons séparées sur une seule liaison série NMEA. De manière optionnelle, cette liaison peut être convertie en USB. De ce fait, l'application sur le PC ne voie qu'un seul port série (COM) sur lequel toutes les phrases NMEA lui sont transmises.

Le boitier multiplexeur doit disposer de sa propre alimentation 12V fournie directement par l'énergie du bord.

C'est une solution avantageuse quant on dispose de plusieurs instruments ayant une interface indépendante. Il offre également la possibilité de fonctionner indépendamment du PC, ce qui peut permettre l'interfonctionnement d'instruments comme un pilote sans que le PC soit en route.

Produits (liste non exhaustive): Brookhouse ; Shipmodul

Le convertisseur série USB multiports

Chaque port série du convertisseur (ou multiplexeur) revient au PC de manière indépendante sur forme d'un port série (COM) virtuel. Chacune d'elle est bidirectionnelle et indépendante. L'application sur le PC doit donc gérer plusieurs ports COM (virtuels) indépendants pour acquérir les phrases NMEA.

Cette fonctionnalité n'est pas supportée par tous les logiciels mais Scannav par exemple le supporte parfaitement.

Le boitier convertisseur tire son énergie de la liaison USB, il n'est donc actif que s'il le PC est branché.

Cette solution s'applique donc en préférence lorsqu'il y a peu de liaisons à gérer vers un PC ce qui est la cas lorsque tous les instruments sont reliés entre eux via un bus (Seatalk, NKE, Navnet, ...)

Produits (liste non exhaustive): Convertisseurs USB ; Convertisseurs USB 2

Michel Desjoyaux et l'AIS

Lors de sa dernière vacation du Vendée Globe, le dimanche 1èr Février, Michel Desjoyaux a fait un bref éloge de l'AIS en expliquant que grâce à ce"nouveau" système il pouvait naviguer dans des eaux fréquentées en plus grande sécurité. Il a également décrit qu'il pouvait voir sur son écran le nom et la destination des navires qui l'entourent. Petit détail pratique: il branche son alarme AIS sur une oreillette Bluetooth qui diffuse une petite musique quand un navire passe à moins de 10 milles.

Par contre, il semble être équipé d'un simple recepteur et non d'un transpondeur. Compte tenu de la vitesse des 60 pieds open IMOCA, je me demande si un transpondeur ne serait pas un meilleure solution quitte à le couper quand on sort des zones de navigations commerciales.

Pour vos courses, traversez la Manche

Avec la baisse de la livre sterling par rapport à l'euro, faire ses courses outre-manche via Internet devient vraiment très intéressant. Je prends l'exemple du radar M1623 de Furuno qui le best-seller dans sa catégorie.

Le meilleur prix trouvé en France sur Internet est légègement supérieur à 1500€ TTC. En Angleterre, on le trouve à 900 livres. Même en ajoutant les frais de transports avec une livre à 1,10€ cela fait à peine plus de 1000€ soit 500€ d'économisé.

Vive l'Europe!

Furuno M1623

Une nouvelle année et un nouveau départ pour SailCompanion

Bonne année 2009 à tous! Après une première tentative en 2008, SailCompanion reprend du service avec un nouvel habillage et une nouvelle ligne éditoriale. Des articles sur l'électronique et l'informatique embarquée certes, mais aussi des récits de navigation et du retour d'expérience. Vos contributions pour alimenter ce blog sont bien sûr les bienvenues.