Un écran flambant neuf est installé au-dessus du volant. L'image est nette et lumineuse, et l'essai en mer semble parfait, jusqu'à ce que le barreur remarque que le compas de route est désormais décalé de quelques degrés dès que l'écran est allumé. Rien n'est cassé. L'appareil est simplement monté trop près du compas et le déforme, ce qui empêche l'électronique de fonctionner correctement.
Tout équipement homologué pour la passerelle d'un navire doit indiquer la distance minimale à respecter par rapport au compas magnétique, et les écrans marins ne font pas exception. Cette valeur est imprimée sur la fiche technique, généralement en petits caractères, et constitue l'un des indices les plus clairs qu'un produit a été conçu pour la timonerie et non pour un bureau. Voici la signification de cette valeur, les raisons pour lesquelles un écran peut dévier le compas de sa trajectoire, et comment il détermine la position d'affichage optimale.
Quelle est la distance de sécurité de la boussole d'un écran ?
La distance de sécurité du compas correspond à la distance minimale à laquelle un appareil peut être placé d'un compas magnétique avant que son propre champ magnétique ne perturbe la lecture du compas au-delà de la limite autorisée. Il s'agit d'une valeur précise en mètres, déterminée en laboratoire, et elle figure sur l'étiquette et la fiche technique de tout écran homologué pour une utilisation sur la passerelle. Un moniteur de bureau réutilisé ne l'indique pas, non pas parce qu'il est miraculeusement exempt de défauts, mais parce que personne ne l'a jamais mesurée. Cette absence est essentielle : la spécification constitue une garantie que le fabricant a caractérisé l'interaction de l'appareil avec l'instrument le plus critique pour la sécurité à bord.
Pourquoi deux distances et non une seule ?
En y regardant de plus près, on constate qu'un écran de navigation affiche généralement deux distances de sécurité, et non une seule : celle du compas magnétique standard et celle du compas magnétique de route. Les navires embarquent deux compas aux tolérances différentes. Le compas standard sert de référence principale pour le cap et sa marge de sécurité est plus faible ; sa distance de sécurité est donc généralement la plus grande. Le compas de route, quant à lui, dispose d'une marge plus large et d'une distance de sécurité plus courte. Lors du choix d'un support, il convient de respecter la distance de sécurité correspondant au compas le plus proche, et si les deux sont utilisés, de retenir la plus grande. Une erreur dans ce choix n'entraîne pas d'affichage d'erreur ; elle fausse cependant le cap suivi par l'officier de quart.
Étant donné que cette valeur a des conséquences concrètes, elle est vérifiée lors de l'installation, et non pas seulement en amont. La distance de sécurité figure sur les plans d'installation validés par l'expert et s'inscrit dans le cadre plus large de la question de la portée d'un certificat d'homologation et des responsabilités de l'installateur.
Comment un écran peut-il dévier une boussole de sa trajectoire ?
Une boussole fonctionne en alignant un petit aimant avec le champ magnétique terrestre. Tout élément générant un champ magnétique à proximité de cet aimant, ou perturbant le champ terrestre, modifie la position de l'aiguille. Un écran produit les deux effets. À l'allumage, l'alimentation à découpage alimente en courant des inductances et des transformateurs, le circuit de rétroéclairage utilise son propre convertisseur, et chaque haut-parleur ou moteur interne contient un aimant permanent. Chacun de ces éléments génère un faible champ magnétique perceptible par une boussole située à quelques centimètres. Cet effet n'est pas constant ; il varie en fonction de la luminosité du rétroéclairage et de la charge de traitement. Ainsi, l'écart mesuré lors d'un test en laboratoire à pleine puissance représente le cas extrême à prendre en compte lors de la conception.
Le bruit amplifié et le fer mort comptent tous les deux
Le second effet est sans rapport avec l'électronique. L'acier étant ferromagnétique, un châssis en acier, un support lourd ou les fixations à l'arrière de la console perturbent le champ magnétique terrestre que la boussole tente de mesurer, que l'appareil soit allumé ou éteint. C'est pourquoi la distance de sécurité d'un écran tient compte même lorsque le boîtier est hors tension, et pourquoi le remplacement d'un boîtier marin en plastique et aluminium par un panneau industriel en acier peut modifier l'affichage avant même le branchement. Le châssis et les éléments de fixation sont aussi importants que les circuits, ce qui explique en partie pourquoi le choix des matériaux du boîtier et du cadre est une décision spécifique au milieu marin et non un choix purement esthétique.
Que mesure réellement la norme IEC 60945 ?
La distance de sécurité du compas est une clause de la norme IEC 60945, qui définit les exigences générales relatives aux équipements de navigation et de radiocommunication embarqués. Cette norme décrit les tests auxquels un appareil est soumis et les contraintes auxquelles il doit résister. La partie relative à l'électromagnétisme est abordée sous deux angles. Les tests d'émissions mesurent le niveau de perturbations électriques renvoyées par l'afficheur via ses câbles d'alimentation et rayonnées dans l'air. Les tests d'immunité, quant à eux, soumettent l'appareil à des interférences conduites et rayonnées, à des décharges électrostatiques et à des perturbations d'alimentation afin de vérifier son bon fonctionnement. La distance de sécurité du compas est calculée à partir d'une mesure spécifique du champ magnétique de l'appareil, permettant de déterminer la plage à partir de laquelle l'écart magnétique descend en dessous de la limite autorisée.
Il ne s'agit pas seulement de la boussole
Les limites d'émissions protègent bien plus que le compas. Un écran émettant des parasites à large bande peut augmenter le niveau de bruit sur la passerelle et réduire la sensibilité des récepteurs essentiels : VHF pour les communications, AIS pour le trafic et GPS pour le positionnement. Un panneau bon marché, même installé à une distance magnétique parfaitement sûre, peut néanmoins émettre des ondes radiofréquences dans les câbles d'antenne qui le longent. Ainsi, un navire équipé d'un nouvel écran lumineux peut perdre en portée VHF ou voir sa position se dérégler. C'est pourquoi le plafond d'émissions et la distance du compas doivent être intégrés dès la conception, et non considérés séparément. Sur les plateformes navales et de patrouille, cette même rigueur est appliquée de manière beaucoup plus stricte grâce à un programme dédié de tests environnementaux et d'interférences , mais la norme civile de la CEI 60945 doit néanmoins être respectée sur toute passerelle certifiée.
Où l'écran doit-il être monté sur le pont ?
Une fois les dimensions connues, le montage devient un simple calcul plutôt qu'une supposition. Commencez par la distance de sécurité indiquée sur la fiche technique et maintenez l'écran à au moins cette distance de chaque compas magnétique, mesurée en ligne droite dans les trois dimensions et non pas seulement à travers la face de la console. Un compas monté au plafond, sur un support de console, peut être plus proche d'un écran encastré que ne le suggère l'agencement de la console. Si le montage ne permet pas de respecter la distance, déplacez l'écran ou le compas, ou choisissez un modèle avec une distance de montage nominale plus courte. Dans tous les cas, il ne faut pas se contenter de croiser les doigts.
Additionnez le budget total des interférences
Un poste de pilotage moderne se contente rarement d'un seul écran. Radars, sondeurs, indicateurs moteur, moniteurs de caméras et un deuxième, voire un troisième écran de carte, sont tous regroupés autour du même volant, et leurs interférences magnétiques et radio s'accumulent au lieu de se relayer. Considérez l'espace autour de chaque compas comme un budget : chaque émetteur ajouté en consomme une partie, et une configuration acceptable avec un seul écran peut devenir saturée avec quatre. Utilisez un câblage vidéo blindé pour acheminer les données et la vidéo , en veillant à ce qu'ils ne passent pas près du compas ni des câbles d'antenne, et reliez chaque châssis à la coque conformément aux plans d'installation afin que les interférences rayonnées soient évacuées proprement vers la masse au lieu d'être couplées à l'instrument suivant.
Par où commencer le travail sur les spécifications CEM des écrans marins ?
Commencez par utiliser des écrans conçus et documentés spécifiquement pour une utilisation sur un pont. Ainsi, la distance de sécurité du compas et le comportement des émissions seront des valeurs connues sur lesquelles vous pourrez baser votre plan de montage, plutôt que de subir des surprises lors de l'étude. Seatronx conçoit des écrans sur mesure pour les environnements marins, les timoneries et les installations militaires. Son équipe peut vous aider à choisir un écran adapté à la position de votre compas, à la configuration de vos récepteurs et à votre câblage, en s'appuyant sur une gamme d' écrans de qualité marine conçus pour les ponts, et non sur un moniteur de bureau dont la distance de sécurité n'a jamais été un critère déterminant. Spécifiez l'écran en fonction du compas et des antennes dès le départ : il deviendra ainsi un instrument fiable, et non la cause d'un dysfonctionnement.
Questions fréquemment posées
Quelle est la distance de sécurité d'un compas d'affichage marin ?
Il s'agit de la distance minimale à laquelle l'écran doit se trouver d'une boussole magnétique avant que son champ magnétique ne perturbe la lecture de la boussole au-delà de la limite autorisée. Les équipements de pont testés selon la norme IEC 60945 comportent deux valeurs : une distance de sécurité pour la boussole magnétique standard et une distance de sécurité pour la boussole magnétique de direction. Un moniteur grand public n'affiche jamais ces valeurs, car elles n'ont jamais été mesurées dans ces conditions.
Pourquoi existe-t-il deux distances de sécurité différentes selon la boussole ?
Les navires embarquent deux compas aux tolérances différentes. Le compas de route est la référence principale et sa marge de sécurité doit être réduite au minimum ; sa distance de sécurité est donc généralement la plus grande des deux. Le compas de route, quant à lui, présente une tolérance plus large et une distance de sécurité plus courte. Lors de l'installation d'un écran, on se base sur la distance de sécurité du compas le plus proche ; si les deux sont proches, on privilégie la plus grande.
Comment un écran peut-il dévier une boussole magnétique ?
Deux cas de figure. Lorsque l'écran est allumé, son alimentation à découpage, son circuit de rétroéclairage et ses aimants internes créent un faible champ magnétique. Lorsqu'il est éteint, le métal ferreux du châssis et des fixations continue de perturber le champ magnétique terrestre sur lequel repose la boussole. Ces deux effets diminuent rapidement avec la distance, ce qui explique pourquoi la spécification est exprimée en distance.
La distance de sécurité imposée par la boussole n'a-t-elle d'importance que pour la boussole elle-même ?
La norme IEC 60945 limite également l'énergie radiofréquence émise par un écran, car cette énergie peut perturber les récepteurs VHF, AIS et GPS situés à proximité et augmenter le niveau de bruit sur la passerelle. Un écran respectant la distance de sécurité du compas, mais émettant des parasites à large bande dans les câbles d'antenne, peut néanmoins dégrader les communications et la précision du positionnement ; il est donc essentiel de prendre en compte à la fois le comportement magnétique et radiofréquence.
Puis-je simplement installer un écran grand public lumineux à la place ?
Vous pouvez l'installer, mais il ne comporte aucune indication de distance de sécurité pour le compas, de limite d'émissions ou d'indice d'immunité. Vous n'avez donc aucun moyen documenté de savoir où il peut être installé en toute sécurité ni comment il se comporte à proximité de récepteurs sensibles. Sur une passerelle homologuée, un expert le signalera. Même sur un navire non certifié, il peut perturber silencieusement le compas ou générer des interférences radio que vous ne remarquerez qu'en cas de problème.
Où dois-je installer l'écran par rapport à la boussole ?
Commencez par respecter la distance de sécurité indiquée sur la fiche technique et maintenez l'écran à une distance au moins égale de chaque boussole magnétique, mesurée dans les trois dimensions, et non pas seulement à travers la console. Tenez compte des autres émetteurs à proximité, car leurs effets s'additionnent. Faites passer les câbles de données et vidéo dans des gaines blindées, en les éloignant des câbles de la boussole et de l'antenne, et reliez le châssis conformément aux schémas d'installation afin de limiter les perturbations rayonnées.