Un écran tactile marin semble appartenir à une seule et même catégorie de produits, jusqu'à ce que quelqu'un tente de l'utiliser avec des gants mouillés en pleine tempête. Le comportement des écrans tactiles varie considérablement selon la technologie utilisée. Certains modèles refusent même de détecter le contact avec des gants.
D'autres, au moindre contact avec les vitres, enchaînent une centaine de fausses alertes. La fiche technique, elle, indique rarement quel modèle vous vous apprêtez à acheter.
Cette décision est cruciale à la barre d'un navire en activité, où l'opérateur porte rarement des chaussures de ville fines et des gants en coton secs. Vêtements de mer, mains mouillées, dépôts de sel et pluie ruisselant sur les panneaux sont des conditions de travail normales, et non l'exception. Une technologie tactile qui peine à gérer l'une de ces conditions rendra la passerelle inutilisable dès les premières intempéries.
Cet article passe en revue les technologies d'écrans tactiles utilisées sur les écrans marins, leur fonctionnement face à l'eau et au sel, ce qui se passe lorsqu'un opérateur utilise un gant, et les spécifications à inclure pour que l'écran tactile reste fonctionnel même dans des conditions difficiles.
Quelles technologies d'écran tactile trouve-t-on sur les écrans marins ?
Quatre technologies tactiles assurent la majeure partie du fonctionnement des écrans marins et industriels durcis. Chacune résout un problème opérationnel différent, et le choix le plus approprié dépend de l'utilisateur, de ses vêtements et des objets qu'il tient en main.
Tactile résistif (5 fils et analogique)
Les panneaux résistifs fonctionnent par pression. Deux fines couches conductrices sont distantes de quelques fractions de millimètre, séparées par de minuscules entretoises. Lorsqu'un doigt, une main gantée, un stylet ou même une articulation appuie sur la couche supérieure, il entre en contact avec la couche inférieure et le contrôleur détecte le point de contact. Le matériel est indifférent à l'objet du contact. C'est à la fois le principal atout et le principal inconvénient de cette technologie.
Les écrans résistifs sont compatibles avec tous types de gants, même les gants épais en néoprène pour intempéries. Ils ne sont pas affectés par l'eau stagnante, car celle-ci n'exerce pas une pression suffisante pour être détectée. Ils résistent aux résidus de sel, car la connexion se fait à travers le film protecteur et non directement sur la surface.
Les inconvénients sont les suivants : les écrans résistifs ne fonctionnent généralement qu’en mode tactile unique, leur clarté optique est inférieure à celle des autres types d’écrans, et le film supérieur est plus tendre que le verre, ce qui fait que l’écran peut être rayé par une chute d’outil accidentelle.
Capacité projetée (PCAP)
La technologie PCAP est présente dans les smartphones modernes et correspond à ce que la plupart des utilisateurs attendent lorsqu'ils parlent d'écran tactile. Un réseau de lignes conductrices situé sous la vitre de protection détecte la faible variation de capacité créée par le contact d'un doigt nu avec l'écran.
Le PCAP prend en charge les gestes multitouch, offre l'image la plus lumineuse car le capteur est gravé dans une seule pièce de verre, et est le plus résistant aux rayures parmi les types tactiles courants car la surface tactile est le verre de couverture lui-même.
Le problème, c'est que le PCAP détecte les variations électriques, et non la pression. Une goutte d'eau sur l'écran ressemble beaucoup à un doigt pour un contrôleur PCAP basique, et cette confusion est à l'origine de la plupart des problèmes de sensibilité tactile sur un pont fonctionnel.
Les contrôleurs PCAP de qualité marine gèrent cela grâce à une logique logicielle qui distingue un film d'eau en mouvement d'un contact volontaire du doigt, ainsi qu'à un réglage pour des épaisseurs spécifiques de verre de couverture. Il existe de bons Écrans marins conçus pour une utilisation tactile qui sont livrés avec ce réglage déjà installé, et il existe des unités moins chères qui ne l'ont pas.
Cadre tactile infrarouge (IR)
La technologie tactile infrarouge utilise un cadre de LED infrarouges et de récepteurs autour du périmètre de l'écran. Le contact avec la vitre interrompt les faisceaux lumineux qui la traversent, et le contrôleur calcule la coordonnée du point de contact à partir duquel les faisceaux s'éteignent. Sans film de protection ni verre de protection spécial, la clarté optique est optimale et le verre de protection peut être conçu avec l'épaisseur et la robustesse requises par l'application.
L'infrarouge détecte le contact avec tout objet opaque, ce qui est pratique pour les doigts gantés ou couverts et pour l'utilisation d'un stylet. Son principal inconvénient réside dans le fait que les gouttelettes d'eau, les embruns ou les dépôts de saleté importants peuvent bloquer les faisceaux, de la même manière qu'un doigt, provoquant des contacts intempestifs ou bloqués.
Les écrans infrarouges de dernière génération filtrent ces interférences grâce à la reconnaissance de formes intégrée au contrôleur, mais cette technologie reste moins répandue que les écrans résistifs ou PCAP sur les petits écrans marins. On la retrouve davantage sur les écrans tactiles grand format et ceux utilisés dans les salles de conférence.
Onde acoustique de surface (SAW)
Les écrans SAW émettent des ondes ultrasonores à travers une épaisse vitre. La pression d'un doigt ou d'un stylet souple sur la vitre absorbe une partie de l'onde, et des transducteurs situés autour du cadre détectent la figure d'absorption. Offrant une excellente clarté optique et une grande résistance aux chocs, les écrans SAW intègrent un capteur tactile directement dans une épaisse plaque de verre massif, et non dans un film. Ils sont utilisés dans les bornes interactives, les terminaux publics et certaines salles de contrôle industrielles.
Le capteur SAW ne réagit pas aux stylets rigides ni aux objets rigides qui n'absorbent pas l'onde. Il est également sensible aux impuretés de surface, car l'eau, la graisse et les dépôts de sel atténuent l'onde ultrasonore de la même manière qu'un doigt. De ce fait, le capteur SAW est peu adapté à un poste de pilotage ouvert, bien qu'il puisse fonctionner sur des écrans tactiles internes protégés à l'intérieur d'une console de timonerie.
Comment chaque écran tactile réagit-il à l'eau et au sel ?
La présence d'eau sur la surface tactile est la principale cause de plaintes concernant les écrans tactiles dans le secteur maritime. La passerelle est exposée aux projections d'eau, à la condensation, à la pluie et aux écoulements d'eau provenant d'un opérateur mouillé. Le simple fait qu'un écran soit conçu pour y résister ne change rien. Le contrôleur tactile doit continuer à fonctionner malgré l'eau présente sur l'écran.
Que se passe-t-il pour chaque type de verre lorsque de l'eau y entre en contact ?
La technologie résistive est insensible à la majeure partie de l'eau, car celle-ci ne traverse pas la couche supérieure. Un doigt ou un stylet appuyant sur une couche d'eau est toujours détecté. Un capteur PCAP sans filtration de l'eau interprétera le glissement des gouttes comme des contacts et générera un flux d'entrées fantômes.
Le PCAP, doté d'un firmware marin adapté, peut soit bloquer toute interaction tactile en présence d'eau, soit ignorer le motif des gouttelettes tout en laissant passer les pressions des doigts. L'infrarouge détectera une gouttelette collée comme une interaction tactile prolongée si elle se trouve sur le faisceau. La sensibilité du capteur à ondes acoustiques de surface (SAW) diminuera progressivement à mesure que l'onde est amortie par un film humide.
Résidus de sel sur plusieurs mois et années
Le séchage par pulvérisation est possible, mais pas celui du sel. Au fil des mois d'utilisation, des dépôts de sel s'accumulent sur toutes les surfaces vitrées de la timonerie et affectent différemment chaque technologie tactile. Les technologies résistives et PCAP sont peu affectées, car la détection s'effectue sous la vitre de protection et est ainsi protégée du contact avec l'air.
L'efficacité des détecteurs IR peut se dégrader lorsque le film de sel modifie le trajet du faisceau, mais un simple nettoyage de la vitre permet de la rétablir. Les détecteurs SAW se dégradent rapidement sous l'effet du sel car l'onde ultrasonore se propage à la surface, précisément là où le sel se dépose.
L'autre facteur de résistance au sel réside dans ce qui se passe derrière le cadre, et non sur la vitre. L'étanchéité d'un écran tactile dépend de son joint le plus faible, et le brouillard salin s'infiltrera par la moindre fissure et pénétrera dans la carte de contrôle.
Une véritable exposition marine devrait contenir un indice de protection contre les infiltrations, comme IP65 ou IP67 Sur toute la face avant, et pas seulement sur le module LCD situé derrière la dalle tactile. Sans cette certification, l'écran tactile pourrait survivre, mais le contrôleur sous-jacent tombera en panne au bout d'un ou deux ans d'exposition à l'eau salée.
Un écran tactile marin est-il utilisable avec des gants ?
La question du port de gants est l'une des premières à se poser lors du choix d'un écran tactile marin, car elle influence avant tout le choix technologique. Un écran destiné à être utilisé par un officier en tenue de bureau répond à des exigences différentes de celui destiné à être manipulé par un matelot en combinaison néoprène mouillée.
Résistif accepte presque tous les gants
Comme la technologie résistive fonctionne uniquement par pression, le type de gant importe peu. Les gants fins en nitrile, épais en néoprène, en cuir, et même les moufles, fonctionnent tous, pourvu que l'opérateur exerce une pression suffisante pour fléchir la couche supérieure. C'est la principale raison pour laquelle la technologie résistive reste courante sur les panneaux de commande des salles des machines et des ponts de travail extérieurs, même sur les navires équipés d'écrans PCAP à la table à cartes.
Mode gants sur les contrôleurs PCAP marins
Les contrôleurs PCAP marins modernes intègrent un profil de sensibilité parfois appelé « mode gants ». En augmentant le seuil de détection, le contrôleur peut percevoir les variations de capacité, même minimes, produites par une main gantée. En contrepartie, ce mode rend le panneau plus sensible à l'eau et aux contacts accidentels avec l'équipage.
Les meilleures implémentations permettent à l'opérateur d'activer ou de désactiver le mode gants depuis le menu système, ou de basculer automatiquement en fonction des conditions détectées.
Même avec le mode gants activé, les gants très épais ou fortement isolants ne sont pas toujours reconnus par le PCAP. C'est l'une des raisons pour lesquelles les concepteurs de systèmes marins ne se fient pas à l'écran tactile comme unique moyen de commande.
Une installation moderne associe l'écran tactile à trackballs physiques et claviers dédiés, de sorte que la montre puisse toujours faire fonctionner le système quelle que soit l'épaisseur des gants, l'état de la mer ou si quelqu'un vient de renverser du café sur le panneau.
Saisie au stylet et au stylo connecté
Un stylet capacitif passif ou un stylo à pointe souple fonctionne sur PCAP à sensibilité standard et offre à l'équipage une solution de repli utilisable lorsque les gants ne sont pas reconnus. Les stylets actifs, avec leur propre batterie et signal, fonctionnent également, mais ils introduisent un autre mode de défaillance sur une console de montre, car le stylet a tendance à se perdre.
Pour les navires de travail, un stylo captif accroché à une lanière près du poste de pilotage est un ajout peu coûteux qui résout discrètement de nombreux cas particuliers liés au port de gants.
Comment spécifier un écran tactile marin ?
La technologie tactile ne représente qu'une ligne dans une spécification plus longue. La qualité d'un écran tactile marin dépend entièrement de la construction du système ; même une couche tactile robuste devant une dalle fragile finira par dysfonctionner en mer.
Verre de protection et collage optique
L'épaisseur de la vitre de protection, le renforcement chimique (comme le Gorilla Glass ou un équivalent) et la manière dont le capteur tactile est collé à l'écran LCD modifient tous les performances de l'écran en conditions réelles.
La construction avec un espace d'air est moins coûteuse, mais elle crée une couche où de la condensation peut se former entre le capteur tactile et l'écran LCD. Collage optique derrière la vitre de protection Elle élimine l'espace d'air, empêche la formation de buée interne et améliore le contraste et la résistance aux chocs. Pour tout écran exposé aux intempéries, le collage optique est indispensable.
Étanchéité au niveau du cadre et derrière le verre
Observez l'étanchéité de la face avant. Une protection IP66, IP67 ou IP69K couvrant l'intégralité du cadre et de la vitre est le minimum requis pour un poste de pilotage exposé. De nombreux écrans tactiles bas de gamme ne bénéficient d'une protection IP élevée que sur la zone active en verre, laissant l'arrière du châssis exposé. Cela convient dans une console abritée, mais pose problème sur un poste de pilotage ouvert.
La fiche technique doit préciser quelles surfaces de l'enceinte présentent quelle classification.
Compatibilité multitouch et logicielle
Vérifiez que le pilote du contrôleur tactile est compatible avec le système d'exploitation et le logiciel IHM exécutés à bord. Les panneaux PCAP proposent soit une interface HID, soit un pilote personnalisé. Les applications ECDIS, de cartographie, d'alarme et de surveillance moteur nécessitent généralement une entrée HID à simple contact, tandis que les applications IHM tactiles plus récentes requièrent une entrée multitouch avec gestes.
Les problèmes de compatibilité ne sont pas toujours visibles lors de l'installation. Ils apparaissent six mois plus tard, lorsque l'équipe se rend compte que le zoom par pincement ne fonctionne pas sur l'application de cartographie.
Luminosité avec la couche tactile en place
La présence d'une surface tactile réduit toujours légèrement la luminosité, car le capteur tactile et la vitre de protection absorbent une partie de la lumière émise par l'écran LCD. Assurez-vous que la valeur de luminosité indiquée sur la fiche technique corresponde à la valeur mesurée à l'avant de l'écran tactile assemblé, et non à la luminosité brute du module LCD.
Un écran d'une luminosité de 1 500 nits avec la couche tactile en place est beaucoup plus utile à la barre en plein soleil qu'un module LCD de 2 000 nits qui tombe à 1 200 nits une fois le panneau tactile collé.
Questions fréquemment posées
Pour un poste de pilotage marin, lequel est le meilleur : un câble PCAP ou résistif ?
Cela dépend de l'opérateur et des conditions. Le PCAP est préférable lorsque l'opérateur travaille généralement les mains nues ou avec des gants fins, que l'écran est l'interface graphique principale ou l'interface homme-machine, et que l'installation prend en charge les logiciels multitouch.
L'électronique résistive est préférable lorsque le port de gants épais pour intempéries est la norme, que l'installation se situe sur un pont exposé ou dans la salle des machines, et que l'application est limitée à une seule touche. De nombreux navires utilisent les deux technologies : la technologie PCAP sur les écrans de la passerelle principale et l'électronique résistive sur les panneaux de commande extérieurs ou situés sous le pont.
La pluie sur l'écran peut-elle provoquer des erreurs tactiles ?
Cela peut se produire, selon la technologie tactile et le micrologiciel. Les PCAP de base, sans réglage pour environnement marin, sont susceptibles de déclencher de fausses alertes tactiles dues au glissement de gouttes d'eau. Les contrôleurs PCAP de qualité marine bloquent les entrées tactiles lorsqu'il y a de l'eau en surface, ou utilisent une logique de rejet de la paume pour ignorer le motif des gouttes.
Les écrans résistifs sont généralement insensibles à l'eau, car la pression exercée par l'eau seule n'est pas suffisante pour déclencher une interaction tactile. Les termes à rechercher dans la fiche technique concernent la résistance à l'eau ou la détection des doigts mouillés.
Un écran tactile marin peut-il résister à une éclaboussure directe d'eau de mer ?
Un appareil correctement dimensionné peut l'être. Les valeurs pertinentes sont l'indice de protection IP (en face avant) et le résultat du test de brouillard salin. Les indices IP66 et IP67 couvrent respectivement la protection contre les projections d'eau et l'immersion de courte durée. Un test de brouillard salin réalisé selon une norme telle que MIL-STD-810 ou IEC 60068-2-52 confirme que l'appareil ne se corrodera pas sous l'effet d'expositions répétées au sel.
Les deux numéros doivent figurer sur la fiche technique et doivent couvrir la face avant, y compris le cadre et les joints d'étanchéité autour de la vitre tactile.
Les écrans tactiles PCAP fonctionnent-ils à travers un verre trempé ou un verre de protection épais ?
Oui, dans certaines limites. Les contrôleurs PCAP peuvent être réglés pour des épaisseurs de verre de protection allant jusqu'à plusieurs millimètres, et le verre chimiquement renforcé est électriquement transparent au capteur. Ce réglage doit cependant être effectué en usine. Tenter d'installer une vitre plus épaisse sur un panneau PCAP existant sans réajuster le contrôleur dégradera, voire annulera, la réponse tactile.
Quelle est la durée de vie moyenne d'un écran tactile marin ?
Un écran tactile marin conçu spécifiquement à cet effet, avec collage optique, un indice de protection IP approprié et un contrôleur de qualité marine, a généralement une durée de vie de sept à dix ans en service continu sur la passerelle. Le rétroéclairage LCD est généralement le premier élément à faiblir. La couche tactile elle-même, si elle n'est pas endommagée physiquement, résistera à plusieurs cycles de rétroéclairage.
Les écrans tactiles grand public installés dans la même fonction durent généralement de 18 à 36 mois avant que la perte de luminosité, la formation de buée interne ou la corrosion du contrôleur ne les rendent inutilisables.
Un écran tactile peut-il remplacer les commandes physiques sur le pont ?
Pas sur un navire en activité, et la plupart des sociétés de classification et des organismes de réglementation ont abandonné l'acceptation de solutions tactiles uniquement pour les fonctions de navigation principales.
Un écran tactile est idéal pour la manipulation des cartes, l'acquittement des alarmes, la planification d'itinéraires et la supervision, mais le poste de pilotage doit conserver des commandes physiques pour les fonctions critiques telles que le moteur, les propulseurs et l'arrêt d'urgence. L'association d'un écran tactile avec un trackball, un clavier et des boutons physiques est la configuration standard sur une passerelle moderne.
Que change concrètement le mode gant dans un contrôleur PCAP ?
Le mode gants augmente le seuil de sensibilité tactile afin que la manette reconnaisse la plus faible capacitance d'un doigt ganté. Il élargit généralement aussi la zone tactile pour que la plus grande surface de contact d'un gant soit toujours représentée par une seule coordonnée. L'inconvénient est une sensibilité accrue à l'eau, aux empreintes digitales et aux effleurements accidentels ; c'est pourquoi le mode gants est souvent une option à activer/désactiver plutôt qu'un mode par défaut permanent.
Où le toucher a sa place sur votre pile de pont
Le choix d'un écran tactile pour un système d'affichage marin dépend moins de sa présence sur la passerelle que de la fiabilité de la technologie tactile dans les conditions d'utilisation à bord. La technologie PCAP, associée à un firmware marin adapté, constitue la solution idéale pour la plupart des écrans principaux de passerelle.
La technologie résistive reste parfaitement adaptée aux panneaux de pont apparents et aux commandes de salle des machines. Les technologies infrarouge et à ondes acoustiques de surface (SAW) conviennent à un nombre plus restreint d'applications, en intérieur ou sur grand format. Cependant, aucune de ces options n'est optimale isolément.
La couche tactile nécessite le verre de protection approprié, le collage optique adéquat, la protection contre les infiltrations appropriée et un ordinateur marin exécutant le logiciel de cartographie Seatronx travaille avec les constructeurs, les chantiers de rénovation et les intégrateurs pour concevoir l'ensemble de ces éléments ensemble plutôt que séparément.
Si votre prochain projet inclut un écran tactile, le moment d'aborder la technologie tactile est celui des mêmes conversations que celles concernant les écrans, les ordinateurs et les commandes de pilotage, et non une fois le cadre refermé.