/ 
Brancher un nouveau GPS sur un bateau ancien ressemble parfois à une petite enquête électrique. Entre les fils d'un réseau NMEA 0183, la dorsale d'un NMEA 2000, les protocoles propres à certains fabricants et l'arrivée de Signal K, la question ne se limite pas au choix d'une prise. Il faut comprendre comment circulent les données, comment les appareils sont raccordés et à quel moment une passerelle devient nécessaire.
NMEA 0183, une liaison simple mais vite encombrante
Pour un plaisancier qui conserve des instruments anciens, NMEA 0183 reste un protocole important à connaître. Utilisé depuis les années 1980, il transmet les informations sous la forme de phrases ASCII. Position GPS, cap ou autres données de navigation circulent ainsi sous forme de texte structuré.
Le débit standard atteint 4 800 bauds et peut monter à 38 400 bauds. Cette architecture convient à des informations peu volumineuses. Elle montre en revanche ses limites lorsque le nombre d'équipements augmente ou lorsque les données deviennent plus lourdes.
Le câblage constitue l'autre point à surveiller. NMEA 0183 repose essentiellement sur des liaisons point à point. Un appareil émet, un autre reçoit. Pour distribuer ou regrouper les informations entre plusieurs instruments, il faut organiser les connexions et, selon l'installation, ajouter un multiplexeur.
C'est à la fois sa force et sa faiblesse. Sur une installation réduite, le fonctionnement reste assez lisible et les phrases transmises peuvent être examinées directement pour rechercher une panne. Sur un bateau équipé d'un GPS, d'un AIS, d'une VHF avec DSC, d'un pilote et de plusieurs afficheurs, le faisceau peut en revanche rapidement prendre des airs de plat de spaghettis. ...
...
NMEA 2000 ne constitue pas seulement une version plus rapide de NMEA 0183. Son architecture est différente. Le protocole repose sur un bus CAN et fonctionne à 250 kbit/s. Les informations ne sont plus envoyées sous forme de phrases ASCII, mais sous forme de messages binaires identifiés par des PGN, les Parameter Group Numbers.
L'installation s'articule autour d'une dorsale, souvent désignée par le terme anglais backbone. Les équipements rejoignent ce bus par leurs propres dérivations. Des terminaisons de 120 Ω ferment le réseau.
Cette organisation simplifie l'ajout de plusieurs instruments. Capteurs, afficheurs et autres équipements peuvent partager la même infrastructure au lieu de multiplier les liaisons directes entre appareils.
L'alimentation transite également par le réseau, dans une plage indiquée de 9 à 16 V DC. Le schéma électrique prend donc toute son importance. Une dorsale, ses terminaisons et ses dérivations ne se câblent pas comme une succession de connexions NMEA 0183.
Pour une installation neuve ou comportant de nombreux appareils, cette architecture facilite les interconnexions. Mais une rénovation demande davantage d'attention. La mise en place initiale de la dorsale représente un coût supplémentaire et le diagnostic n'offre plus la lecture immédiate des phrases ASCII disponible avec NMEA 0183.
La coexistence des deux standards est probablement la situation la plus intéressante pour le propriétaire d'un bateau d'occasion. Remplacer toute l'électronique parce qu'un nouvel afficheur utilise un autre protocole n'a guère de sens lorsque les anciens capteurs remplissent encore leur fonction.
Mais connecter physiquement deux appareils ne suffit pas. NMEA 0183 et NMEA 2000 n'utilisent ni la même architecture ni le même format de messages. Une passerelle sert alors d'interprète entre les réseaux.
Cette logique se retrouve aussi avec les systèmes propriétaires. NKE utilise par exemple son réseau Topline pour relier capteurs, afficheurs et pilote automatique. Il s'agit d'une liaison série half duplex organisée en bus. Un afficheur maître assure la gestion des autres éléments du réseau.
Les trames Topline sont binaires et transportent notamment les informations de vent, vitesse, profondeur ou cap. Pour faire circuler ces données vers d'autres équipements, NKE propose une Box N2K assurant la conversion entre Topline, NMEA 0183 et NMEA 2000.
La question d'une modernisation devient donc moins « quel appareil remplacer ? » que « quelles données faut-il conserver et comment les faire circuler ? ». Identifier les protocoles présents à bord avant d'acheter un afficheur, un GPS ou un pilote évite de découvrir après montage qu'une interface supplémentaire manque dans la chaîne.
Les standards NMEA ne sont pas seuls à courir derrière les cloisons. Plusieurs fabricants ont développé leurs propres réseaux.
Raymarine utilise SeaTalk sur ses anciens équipements et SeaTalkng sur des générations plus récentes. SeaTalkng repose sur NMEA 2000, tout en conservant des particularités propres au fabricant.
Furuno emploie également un réseau basé sur CAN Bus pour certains radars et sondeurs, avec des messages spécifiques. Une interface dédiée devient nécessaire lorsqu'il faut convertir ces informations vers un réseau NMEA.
Ces systèmes propriétaires ne sont pas nécessairement un problème lorsque l'ensemble de l'installation appartient au même environnement technique. La difficulté apparaît surtout au moment du refit. Un bateau change souvent d'électronique par morceaux : un GPS cette année, un AIS plus tard, puis un pilote lorsque l'ancien rend les armes.
Avant de déposer un instrument, il faut donc regarder ce qui arrive derrière sa façade. Un vieil afficheur peut être un simple récepteur, mais il peut aussi occuper une fonction importante dans l'organisation du réseau. Sur Topline, par exemple, l'un des afficheurs assure le rôle de maître. Retirer un équipement sans comprendre cette architecture peut ainsi avoir des conséquences ailleurs dans l'installation.
Signal K aborde la circulation des données marines sous un autre angle. Ce standard ouvert utilise notamment JSON, HTTP, WebSocket et MQTT. Il rapproche ainsi l'instrumentation nautique des architectures informatiques employées par les applications web, les appareils mobiles et les services connectés.
Le principe consiste notamment à récupérer les informations provenant des équipements de bord et à les rendre exploitables dans cet environnement. Des passerelles permettent de recevoir des données issues de NMEA 0183 ou de NMEA 2000.
Une installation peut alors conserver ses capteurs et ses instruments nautiques tout en ajoutant une couche informatique. AIS et GPS peuvent, par exemple, alimenter une passerelle Signal K tandis que les instruments raccordés au NMEA 2000 restent connectés à leur réseau. Le serveur Signal K échange ensuite les informations avec des appareils reliés en Wi-Fi ou avec d'autres services réseau.
Cette souplesse s'accompagne d'une nouvelle contrainte. À la différence d'un simple échange NMEA 0183, Signal K nécessite une infrastructure informatique, notamment Wi-Fi ou Ethernet selon l'installation. Le plaisancier ne gère donc plus seulement des fils de données et une alimentation électrique. Il doit aussi considérer le réseau informatique embarqué.
NMEA 0183, NMEA 2000, Signal K et les protocoles propriétaires répondent à des architectures différentes. Aucun schéma unique ne convient donc à tous les bateaux.
NMEA 0183 garde un intérêt lorsqu'il faut conserver des équipements anciens ou réaliser quelques échanges simples. NMEA 2000 facilite la mise en réseau d'un nombre plus important de capteurs et d'instruments autour d'une dorsale commune. Signal K ajoute une passerelle vers les applications, le Wi-Fi et les services informatiques. Quant aux réseaux propriétaires, ils imposent de vérifier leur compatibilité avant toute modification.
La première opération d'un refit électronique consiste donc à dresser le plan du bord : appareils présents, protocole utilisé par chacun, alimentation, émetteurs et récepteurs NMEA 0183, éléments de la dorsale NMEA 2000 et éventuelles passerelles.
Ce relevé paraît moins enthousiasmant que de déballer un nouvel écran multifonction. Mais à bord, savoir où vont les données avant de couper les fils reste une assez bonne manière de garder le cap.
NMEA 2000 change autant le câblage que la circulation des données
NMEA 2000 ne constitue pas seulement une version plus rapide de NMEA 0183. Son architecture est différente. Le protocole repose sur un bus CAN et fonctionne à 250 kbit/s. Les informations ne sont plus envoyées sous forme de phrases ASCII, mais sous forme de messages binaires identifiés par des PGN, les Parameter Group Numbers.
L'installation s'articule autour d'une dorsale, souvent désignée par le terme anglais backbone. Les équipements rejoignent ce bus par leurs propres dérivations. Des terminaisons de 120 Ω ferment le réseau.
Cette organisation simplifie l'ajout de plusieurs instruments. Capteurs, afficheurs et autres équipements peuvent partager la même infrastructure au lieu de multiplier les liaisons directes entre appareils.
L'alimentation transite également par le réseau, dans une plage indiquée de 9 à 16 V DC. Le schéma électrique prend donc toute son importance. Une dorsale, ses terminaisons et ses dérivations ne se câblent pas comme une succession de connexions NMEA 0183.
Pour une installation neuve ou comportant de nombreux appareils, cette architecture facilite les interconnexions. Mais une rénovation demande davantage d'attention. La mise en place initiale de la dorsale représente un coût supplémentaire et le diagnostic n'offre plus la lecture immédiate des phrases ASCII disponible avec NMEA 0183.
Passer de NMEA 0183 à NMEA 2000 impose de traduire les données
La coexistence des deux standards est probablement la situation la plus intéressante pour le propriétaire d'un bateau d'occasion. Remplacer toute l'électronique parce qu'un nouvel afficheur utilise un autre protocole n'a guère de sens lorsque les anciens capteurs remplissent encore leur fonction.
Mais connecter physiquement deux appareils ne suffit pas. NMEA 0183 et NMEA 2000 n'utilisent ni la même architecture ni le même format de messages. Une passerelle sert alors d'interprète entre les réseaux.
Cette logique se retrouve aussi avec les systèmes propriétaires. NKE utilise par exemple son réseau Topline pour relier capteurs, afficheurs et pilote automatique. Il s'agit d'une liaison série half duplex organisée en bus. Un afficheur maître assure la gestion des autres éléments du réseau.
Les trames Topline sont binaires et transportent notamment les informations de vent, vitesse, profondeur ou cap. Pour faire circuler ces données vers d'autres équipements, NKE propose une Box N2K assurant la conversion entre Topline, NMEA 0183 et NMEA 2000.
La question d'une modernisation devient donc moins « quel appareil remplacer ? » que « quelles données faut-il conserver et comment les faire circuler ? ». Identifier les protocoles présents à bord avant d'acheter un afficheur, un GPS ou un pilote évite de découvrir après montage qu'une interface supplémentaire manque dans la chaîne.
SeaTalk, Topline et CAN Bus compliquent les rénovations électroniques
Les standards NMEA ne sont pas seuls à courir derrière les cloisons. Plusieurs fabricants ont développé leurs propres réseaux.
Raymarine utilise SeaTalk sur ses anciens équipements et SeaTalkng sur des générations plus récentes. SeaTalkng repose sur NMEA 2000, tout en conservant des particularités propres au fabricant.
Furuno emploie également un réseau basé sur CAN Bus pour certains radars et sondeurs, avec des messages spécifiques. Une interface dédiée devient nécessaire lorsqu'il faut convertir ces informations vers un réseau NMEA.
Ces systèmes propriétaires ne sont pas nécessairement un problème lorsque l'ensemble de l'installation appartient au même environnement technique. La difficulté apparaît surtout au moment du refit. Un bateau change souvent d'électronique par morceaux : un GPS cette année, un AIS plus tard, puis un pilote lorsque l'ancien rend les armes.
Avant de déposer un instrument, il faut donc regarder ce qui arrive derrière sa façade. Un vieil afficheur peut être un simple récepteur, mais il peut aussi occuper une fonction importante dans l'organisation du réseau. Sur Topline, par exemple, l'un des afficheurs assure le rôle de maître. Retirer un équipement sans comprendre cette architecture peut ainsi avoir des conséquences ailleurs dans l'installation.
Signal K ouvre les données du bateau aux applications et au réseau informatique
Signal K aborde la circulation des données marines sous un autre angle. Ce standard ouvert utilise notamment JSON, HTTP, WebSocket et MQTT. Il rapproche ainsi l'instrumentation nautique des architectures informatiques employées par les applications web, les appareils mobiles et les services connectés.
Le principe consiste notamment à récupérer les informations provenant des équipements de bord et à les rendre exploitables dans cet environnement. Des passerelles permettent de recevoir des données issues de NMEA 0183 ou de NMEA 2000.
Une installation peut alors conserver ses capteurs et ses instruments nautiques tout en ajoutant une couche informatique. AIS et GPS peuvent, par exemple, alimenter une passerelle Signal K tandis que les instruments raccordés au NMEA 2000 restent connectés à leur réseau. Le serveur Signal K échange ensuite les informations avec des appareils reliés en Wi-Fi ou avec d'autres services réseau.
Cette souplesse s'accompagne d'une nouvelle contrainte. À la différence d'un simple échange NMEA 0183, Signal K nécessite une infrastructure informatique, notamment Wi-Fi ou Ethernet selon l'installation. Le plaisancier ne gère donc plus seulement des fils de données et une alimentation électrique. Il doit aussi considérer le réseau informatique embarqué.
Avant de refaire le réseau, commencer par cartographier l'existant
NMEA 0183, NMEA 2000, Signal K et les protocoles propriétaires répondent à des architectures différentes. Aucun schéma unique ne convient donc à tous les bateaux.
NMEA 0183 garde un intérêt lorsqu'il faut conserver des équipements anciens ou réaliser quelques échanges simples. NMEA 2000 facilite la mise en réseau d'un nombre plus important de capteurs et d'instruments autour d'une dorsale commune. Signal K ajoute une passerelle vers les applications, le Wi-Fi et les services informatiques. Quant aux réseaux propriétaires, ils imposent de vérifier leur compatibilité avant toute modification.
La première opération d'un refit électronique consiste donc à dresser le plan du bord : appareils présents, protocole utilisé par chacun, alimentation, émetteurs et récepteurs NMEA 0183, éléments de la dorsale NMEA 2000 et éventuelles passerelles.
Ce relevé paraît moins enthousiasmant que de déballer un nouvel écran multifonction. Mais à bord, savoir où vont les données avant de couper les fils reste une assez bonne manière de garder le cap.
