Demandez à un capitaine ce qu'est un système de passerelle intégré, et vous obtiendrez un mélange de jargon marketing et d'anecdotes personnelles. Interrogez un inspecteur de classification, et vous obtiendrez une réponse assez précise, basée sur les normes OMI et CEI. L'acheteur, chargé de spécifier le matériel, se situe entre les deux. Un système de passerelle intégré est bien plus qu'un ensemble d'écrans reliés entre eux ; bien saisir cette distinction est essentiel pour obtenir un poste de travail conforme aux normes dès la première tentative, au lieu d'un poste qu'il faudra reconstruire lors des essais en mer. Ce guide explique ce qui constitue un système de passerelle intégré, les sous-systèmes qui le composent, les normes applicables et comment son architecture influence concrètement les écrans et les ordinateurs installés à la barre.
Qu’est-ce qui constitue un système de pont intégré ?
Un système de passerelle intégré, généralement abrégé en SPI, est un ensemble coordonné de postes de travail de navigation et de contrôle du navire qui partagent des données, des alarmes et des commandes via un réseau commun. La définition de l'OMI, dans les Normes de performance pour les systèmes de passerelle intégrés, MSC.64(67), Annexe 1, le décrit comme une combinaison de systèmes interconnectés permettant un accès centralisé aux informations des capteurs ou aux commandes et au contrôle depuis les postes de travail, dans le but d'améliorer la sécurité et l'efficacité de la gestion du navire par un personnel qualifié. Cette définition est très utile. Le mot clé est « interconnexion ». Deux traceurs ECDIS et un radar fixés au plafond ne constituent pas un SPI. Ce sont trois boîtiers côte à côte.
D'où vient le concept de syndrome du côlon irritable (SCI) ?
Le concept IBS a été formalisé à la fin des années 1990, lorsque les passerelles ont commencé à s'équiper d'écrans dédiés à l'affichage des cartes, au radar, à la navigation, au pilote automatique, à l'AIS et à la surveillance des moteurs. Chaque système disposait de sa propre interface utilisateur, de sa propre politique d'alarmes et de son propre mode de défaillance. Les officiers de quart se retrouvaient ainsi à devoir consulter huit écrans différents et à accuser réception d'alarmes redondantes provenant de trois sources distinctes. L'OMI a alors défini le câblage de ces systèmes, le partage des données via un réseau documenté, la présentation des alarmes selon une hiérarchie unique et l'acheminement des commandes vers le poste de travail utilisé par l'officier de quart.
En quoi un IBS diffère-t-il d'un tas d'électronique autonome ?
Une passerelle autonome possède des systèmes électroniques de navigation fonctionnant indépendamment les uns des autres. Le traceur de cartes, par exemple, trace les cartes que le radar soit activé ou non. Un système de navigation intégré (IBS) fonctionne à l'inverse. Chaque poste de travail est conçu pour partager les données des capteurs avec les autres via un réseau local tolérant aux pannes, généralement une paire d'anneaux Ethernet redondants, et pour basculer vers un autre poste de travail en cas de défaillance de son propre matériel. Ce choix de conception unique est à l'origine de la norme de performance de l'IBS. Une fois que les postes de travail partagent les données des capteurs et se sauvegardent mutuellement, le système doit être homologué dans son ensemble, et non composant par composant.
Quels sous-systèmes font partie d'un système de pont intégré ?
Un système de navigation embarquée (IBS) est structuré autour d'un ensemble de fonctions essentielles que le manuel MSC.64(67) nomme postes de travail. Leur nombre et leur disposition varient selon la classe du navire, mais tout IBS moderne comprend la planification de voyage, la surveillance de la route, l'évitement des collisions, le pilotage automatique, la commande manuelle, la gestion des alarmes et une interface documentée avec les systèmes moteur et de chargement. Sur un vraquier commercial, la configuration peut inclure deux postes de travail et un écran de pilotage. Sur un navire auxiliaire de la marine, elle peut comprendre cinq postes de travail, deux écrans de pilotage et un poste tactique dédié. Les fonctions restent les mêmes ; seule l'encombrement au sol diffère.
Planification de voyage et ECDIS
Le poste de travail ECDIS est généralement le point de repère visuel de la passerelle. C'est là que la route est planifiée, que la carte est surveillée et que la plupart des quarts quotidiens sont effectués. À bord d'un IBS, l'ECDIS est obligatoire. La règle 19 du chapitre V de la convention SOLAS exige un ECDIS sur la plupart des navires de classe SOLAS, et la norme de performance IBS exige que l'ECDIS soit le poste de travail principal pour la surveillance de la route. Cela signifie que l'écran situé derrière doit satisfaire à la fois à la norme de présentation de l'ECDIS et aux exigences environnementales générales de l'IBS. Avant de valider un panneau, il est conseillé de vérifier… Que signifie concrètement l'homologation pour l'affichage des graphiques ?, car un moniteur compatible ECDIS qui n'est pas homologué dans le cadre du système ne satisfera pas l'inspecteur IBS.
Radar, AIS et pilotage
Le poste radar transmet les données cibles à l'ECDIS et à l'écran de navigation. Les données AIS sont superposées aux deux. L'écran de navigation est un système à part : il affiche en format fixe le cap, la vitesse fond, le taux de giration, l'angle de barre et les données moteur, présentés de manière à être lisibles d'un seul coup d'œil par tout officier de quart, sans avoir à manipuler d'interface utilisateur. Cet écran est l'un des plus exigeants sur la passerelle, car il fonctionne en permanence. Fixé sur un support, souvent au-dessus du hublot central, il doit rester lisible du lever du soleil jusqu'à la nuit tombée, sans intervention de l'opérateur.
Direction, pilotage automatique et contrôle de la voie
Un système de pilotage automatique (IBS) comprend un pilote automatique doté d'une interface documentée avec l'ECDIS pour le suivi de cap, ainsi qu'un poste de pilotage manuel indépendant. La logique de commande est répartie sur deux processeurs physiquement distincts afin qu'une panne sur l'un n'entraîne pas la mise hors service des deux. Cette exigence de redondance se répercute directement sur les spécifications de l'ordinateur du poste de travail. Le matériel de traitement doit fonctionner en continu malgré les vibrations, les variations de tension et les interférences électromagnétiques provenant du radar et de la salle des machines, et sa maintenance doit être assurée pendant toute la durée de vie du navire. Un ordinateur standard ne supporterait pas ce cycle de fonctionnement, ce qui explique en partie la nécessité d'un système dédié. ordinateur de navigation marine Des vies se cachent derrière chaque poste de travail important.
Alarmes, BNWAS et surveillance
La fonction de gestion des alarmes est ce qui distingue avant tout un système IBS d'une rangée d'écrans autonomes. Chaque alarme du système, qu'il s'agisse d'une perte de signal GPS ou d'une pression d'huile de lubrification insuffisante sur le moteur principal, doit être présentée selon une hiérarchie unique avec des niveaux de priorité cohérents. L'IBS achemine l'alarme vers le poste de travail actif, l'enregistre et assure le suivi de son accusé de réception. Le système d'alarme de veille de navigation sur la passerelle (BNWAS) fonctionne en parallèle et est obligatoire en vertu de la convention SOLAS V/19 sur la plupart des navires construits depuis 2011. Le BNWAS se réinitialise lorsque l'officier de quart interagit avec un poste de travail IBS ; par conséquent, les périphériques d'entrée de chaque poste doivent alimenter la logique d'alerte de quart sans être commandés par un interrupteur de sécurité dédié.
Quelles règles et normes de classe s'appliquent ?
L'IBS se situe au sommet d'un ensemble de normes. La bonne mise en œuvre de cet ensemble fait toute la différence entre un système qui obtient une homologation sans difficulté et un système qui doit être testé à nouveau après son installation.
Normes de performance de l'OMI pour la navigation intégrée
La norme MSC.252(83) définit les standards de performance des systèmes de navigation intégrés (INS), successeur moderne de la norme IBS d'origine. L'INS constitue un sur-ensemble plus strict : il hérite des exigences de l'IBS en matière d'interconnexion et de hiérarchie des alarmes, auxquelles s'ajoutent des exigences de présentation explicites axées sur les tâches et une méthode documentée de surveillance de l'intégrité des capteurs. Sur les navires neufs commerciaux récents, l'INS est de plus en plus souvent spécifié par le propriétaire, même lorsque le contrat utilise l'ancienne appellation IBS.
CEI 61924-2 : Norme d’essai IBS et INS
La norme IEC 61924-2 est la norme d'essai qui donne force de loi à la spécification MSC.252(83). Elle définit les cas d'essai qu'un organisme notifié exécute sur le système intégré : vérification de la hiérarchie des alarmes, temporisation de basculement, commutation des capteurs et dégradation progressive. Le certificat figurant au bas du rapport d'homologation de type est délivré conformément à cette norme, et la piste d'audit est examinée par l'inspecteur de l'État du pavillon au port. Un matériel homologué individuellement, mais incapable de démontrer les scénarios de basculement de la norme IEC 61924-2, ne sera pas validé lors de l'audit.
Homologation de type au niveau du système
L'erreur la plus fréquente lors de l'acquisition d'un système de navigation embarqué (IBS) est d'acheter des composants homologués individuellement en supposant que cela suffit à obtenir un IBS homologué. Or, ce n'est pas le cas. La société de classification, qu'il s'agisse d'ABS, de DNV, de Lloyds Register, de Bureau Veritas ou d'un autre membre de l'IACS, délivre l'homologation de type IBS en fonction du système installé, et non de la liste des pièces. Les écrans, les ordinateurs, les commutateurs réseau et les logiciels doivent tous être testés ensemble dans la topologie réelle du navire. Tout changement de modèle d'écran après l'obtention de l'homologation de type impose un nouveau test de chaque interaction avec cet écran.
Comment un système de pont intégré modifie-t-il les spécifications de votre écran et de votre ordinateur ?
Dès lors qu'on accepte que l'IBS soit un système et non un simple assemblage de boîtiers, les caractéristiques techniques de chaque composant matériel changent. Les dimensions du cadre, la plage de luminosité, les ports d'entrée et la compatibilité avec les systèmes d'exploitation deviennent alors des choix au niveau du système.
Agencement du poste de travail et dimensionnement de l'écran
La norme de performance IBS exige que chaque poste de travail présente ses informations selon une disposition cohérente et que ces dispositions partagent une même syntaxe visuelle. Concrètement, cela implique des écrans identiques : un moniteur ECDIS de 26 pouces sur chaque poste de travail, des écrans de navigation identiques à chaque poste de pilotage et des rapports d'aspect identiques sur l'ensemble des écrans de navigation. L'utilisation simultanée d'écrans de 24 et 27 pouces sur des postes adjacents entraînera un refus lors du contrôle de présentation, même si les deux écrans sont individuellement conformes. La plupart des navires neufs optent pour une seule famille d'écrans sur la passerelle, dimensionnée en fonction de la distance de vision maximale.
Redondance, basculement des capteurs et défaillance en mode commun
La norme IBS exige qu'aucune panne ne provoque une interruption totale du système de navigation. Cette exigence s'applique également aux spécifications matérielles. Chaque poste de travail nécessite son propre processeur, sa propre liaison vidéo vers son écran principal et sa propre alimentation électrique provenant d'un tableau de distribution distinct. Le nombre de commutateurs réseau est doublé. Les câbles sont acheminés dans des chemins de câbles physiquement séparés. La liaison vidéo entre l'ordinateur de cartes et l'écran doit permettre une bascule automatique en moins de temps que ne le permet la norme, sans intervention de l'opérateur. C'est là que le fond de panier de qualité marine, l'alimentation remplaçable à chaud et la configuration à double carte réseau se justifient.
Périphériques d'entrée conçus pour un espace de travail intégré
La norme de performance IBS ne prescrit pas de périphérique d'entrée particulier, mais la manière dont les alarmes et le contrôle des tâches circulent entre les postes de travail impose des contraintes importantes au choix des périphériques. Les écrans tactiles sont pratiques pour la manipulation directe des cartes, mais ils sont sensibles au port de gants, à la condensation et à la gîte du navire. Un trackball ou un pointeur utilisable avec des gants constitue la solution de repli standard dans presque tous les postes exigeants, notamment parce que les opérateurs peuvent le manipuler d'une main même par mer agitée. Comment fonctionnent les trackballs industriels sur un pont roulant ? C'est le même système qui permet au SBI d'enregistrer chaque action et de l'attribuer à l'officier de quart qui l'a effectuée. Les claviers sont généralement lavables et équipés de membranes étanches. Un flux de travail exclusivement sur tablette est rare dans un contexte de SBI, et les systèmes qui tentent de l'adopter se heurtent généralement aux exigences d'alerte de quart et de traçabilité avant leur mise en service.
Cycle de vie des systèmes d'exploitation et approvisionnement à long terme
Un système IBS homologué ne se limite pas au matériel. La version du système d'exploitation, les versions des applications et le micrologiciel des commutateurs réseau font partie intégrante du certificat. Le système doit fonctionner avec la même version logicielle de base pendant toute la durée de l'homologation, qui peut être de dix ans ou plus. De ce fait, la prise en charge du système d'exploitation est un élément crucial du cahier des charges. Une station de travail grand public basée sur l'architecture IBS et dont le système d'exploitation n'est plus pris en charge au bout de cinq ans entraînera un cycle de recertification non prévu au budget par le propriétaire. Le support à long terme, les mises à jour contrôlées du BIOS et une feuille de route de fin de vie documentée sont des fonctionnalités essentielles pour un système IBS.
Que devez-vous faire avant d'acheter ?
Trois étapes permettent de distinguer une mise en service IBS réussie d'une course contre la montre lors des essais en mer. Premièrement, il est impératif de définir la topologie du système avant de finaliser la liste des composants. L'intégrateur doit publier un schéma de réseau, un schéma unifilaire d'alimentation et un plan des capteurs que la société de classification pourra examiner conformément aux normes MSC.64(67) et MSC.252(83) avant toute commande de matériel. Deuxièmement, il convient de s'assurer que chaque écran, ordinateur et périphérique d'entrée du système provient d'un fournisseur capable de fournir une attestation de type en cours de validité et un rapport d'essai environnemental conforme aux normes IEC 60945 et, le cas échéant, IEC 61924-2. Troisièmement, il est crucial de planifier le cycle de vie dès le départ. Il faut obtenir par écrit la liste des pièces de rechange, la période de support du système d'exploitation et la politique de mise à jour du micrologiciel avant que l'équipement ne quitte le chantier naval. En travaillant à partir d'un catalogue de matériel tel que… Gamme d'écrans marins Seatronx Une solution conçue en tenant compte de ces contraintes est généralement moins coûteuse que la modernisation d'un poste de travail générique en cours de mise en service.
Questions fréquemment posées
SOLAS exige-t-il un système de pont intégré ?
La convention SOLAS n'impose pas de système de navigation intégré (IBS) sur tous les navires. Elle impose un système de détection et de contrôle électronique (ECDIS) sur la plupart des navires de classe SOLAS et un système de navigation à distance (BNWAS) sur la plupart des navires construits depuis 2011, ces deux systèmes s'intégrant naturellement à un IBS. L'IBS est requis lorsque l'armateur, l'État du pavillon ou la société de classification le spécifie, ce qui est de plus en plus fréquent pour les navires neufs d'une certaine taille.
Quelle est la différence entre un syndrome du côlon irritable (SCI) et un syndrome d'insulinorésistance (SIR) ?
Un IBS (système de navigation intégré) est l'ancienne norme de performance, MSC.64(67), définissant l'interconnexion et le partage des alarmes entre les postes de travail de navigation et de contrôle du navire. Un INS (système de navigation inertielle) est la norme plus récente, MSC.252(83), qui hérite des exigences de l'IBS et ajoute des règles de présentation explicites orientées tâches ainsi qu'une surveillance plus stricte de l'intégrité des capteurs. Sur les navires neufs modernes, le contrat mentionne souvent un IBS, mais le cahier des charges décrit en réalité un INS.
Est-il possible d'ajouter un poste de travail à un IBS existant sans recertification ?
Généralement non. L'homologation IBS est accordée en fonction de la topologie d'installation. L'ajout d'un poste de travail modifie le partage des capteurs, le routage des alarmes et le comportement en cas de basculement ; autant d'éléments testés lors de la certification. La plupart des organismes de certification considèrent un nouveau poste de travail comme une modification majeure nécessitant un nouveau test des interactions concernées avant la mise à jour du certificat.
Chaque écran d'un système IBS nécessite-t-il une homologation de type ECDIS ?
Non. Seuls les écrans désignés comme stations de travail ECDIS nécessitent une homologation de type ECDIS selon la norme IEC 61174. L'écran de pilotage, l'écran radar et les autres stations de travail sont homologués selon leurs propres normes de performance. Cependant, ils partagent tous le même environnement IBS (système de sécurité intégrée) défini par la norme IEC 60945 ; c'est pourquoi l'intégration d'écrans grand public dans un système IBS ne sera pas conforme.
Un patient atteint du syndrome de l'intestin irritable peut-il utiliser des ordinateurs de bureau standard derrière les écrans ?
Le matériel de bureau ne répond pas aux exigences environnementales et de compatibilité électromagnétique (CEM) de l'IBS. Les processeurs et les disques de stockage de chaque poste de travail sont testés selon la norme CEI 60945 en matière de température, d'humidité, de vibrations et de compatibilité électromagnétique. Une tour grand public échouera au test de CEM dès la première heure et ne résistera pas à une mer agitée sur le plancher de la passerelle.
Comment un syndrome de l'intestin irritable (SII) interagit-il avec un syndrome de l'intestin irritable (SII) ?
Le BNWAS est un système d'alerte de quart qui déclenche des alarmes progressives si la passerelle semble inoccupée. Au sein d'un IBS, le BNWAS se réinitialise lorsque l'officier de quart interagit avec un poste de travail IBS agréé, et non plus seulement lorsqu'il actionne un panneau dédié. L'interconnexion entre le BNWAS et les postes de travail IBS est documentée dans l'homologation et fait partie des éléments testés conformément à la norme IEC 61924-2.
Qui délivre l'homologation pour un IBS ?
L'agrément de type IBS est délivré par une société de classification membre de l'Association internationale des sociétés de classification (IACS). ABS, DNV, Lloyds Register, Bureau Veritas, ClassNK, RINA et les autres membres de l'IACS gèrent leurs propres programmes d'agrément selon les mêmes normes OMI et CEI. La société choisie est généralement celle qui classe le navire.