Écrans tactiles maritimes pour systèmes de commande de navires

Un écran tactile marin ne doit pas se contenter d'afficher des données de navigation ou d'équipement. Il doit rester lisible, réactif et mécaniquement stable même lorsqu'il est exposé à l'éblouissement, à l'humidité, aux vibrations, aux variations de température et à un fonctionnement continu.

Ces conditions ont une incidence sur la quasi-totalité des composants de l'écran : luminosité de l'écran LCD, verre avant, technologie tactile, collage optique, étanchéité, fixation, connecteurs et alimentation électrique. Un écran qui fonctionne bien dans un bureau peut devenir difficile à lire, générer des fausses touches ou tomber en panne prématurément lorsqu'il est installé à bord d'un navire.

Pour les fabricants d'équipements et les intégrateurs de systèmes, le choix de la solution adaptée dépend donc de l'emplacement d'installation du moniteur et de son mode d'utilisation, et non pas uniquement de la taille ou de la résolution de l'écran.

Pourquoi les systèmes de contrôle maritimes utilisent-ils des écrans tactiles ?

Les navires modernes intègrent les données de navigation, les données du moteur, les alarmes, les communications et la surveillance des équipements au sein de systèmes de commande numériques. Un écran tactile permet aux opérateurs d'accéder directement à ces fonctions sans avoir besoin d'un clavier et d'une souris distincts à chaque poste.

Les applications typiques sont les suivantes

• systèmes de navigation et de cartographie pour la navigation fluviale ;
• panneaux de surveillance et d'alarme des navires ;
• interfaces moteur et propulsion ;
• commandes des équipements de pont ;
• machines offshore ;
• terminaux de surveillance et de communication.

Les commandes tactiles permettent de réduire l'encombrement du panneau et de faciliter l'accès aux informations, mais elles ne doivent pas pour autant remplacer systématiquement toutes les commandes physiques. Les arrêts d'urgence, les commandes critiques pour la sécurité et les fonctions fréquemment utilisées peuvent encore nécessiter des boutons ou des commutateurs dédiés, ou encore un autre moyen de commande de secours.

Le rôle de l'écran tactile est d'offrir une interface utilisateur claire et efficace, tout en s'intégrant en toute sécurité dans l'architecture globale de commande.

Commencez par choisir l'emplacement d'installation

“La notion d”« utilisation en milieu marin » ne désigne pas un environnement d’exploitation unique. Un écran installé à l’intérieur d’une timonerie fermée ne répond pas aux mêmes exigences qu’un écran installé sur un pont exposé aux intempéries.

Lieu d'installation	Problèmes liés à l'écran principal
Pont couvert	Visibilité de jour comme de nuit, faible réflexion, plage de gradation, compatibilité avec les systèmes
Pont ouvert ou tablier	Rayonnement solaire direct, pluie, brouillard salin, contact avec l'humidité, étanchéité renforcée
Salle des machines	Chaleur, vibrations, gants, contamination et fonctionnement en continu
Équipements offshore	Humidité, corrosion, vibrations, lisibilité en extérieur et accessibilité pour l'entretien
Console intégrée	Découpe, compression du joint, jeu arrière, connecteurs et conception thermique

Avant de choisir l'écran, vérifiez si c'est la face avant, le boîtier arrière ou l'écran dans son ensemble qui sera exposé. Cela permet de déterminer si une étanchéité limitée à la face avant est suffisante ou s'il faut un boîtier entièrement étanche.

Pour un aperçu plus complet des plateformes de diffusion adaptées, consultez notre écrans industriels pour systèmes maritimes.

La lisibilité en plein soleil ne se résume pas à une simple valeur de luminosité

Un ensoleillement intense et les reflets de l'eau peuvent rendre un écran standard illisible. Une luminosité élevée est utile, mais elle ne garantit pas à elle seule la lisibilité.

Il faut prendre en compte l'ensemble de la chaîne optique :

• Luminance de l'écran LCD ;
• transmittance du capteur tactile ;
• reflet sur la vitre de protection ;
• Traitement de surface AG ou AR ;
• collage à l'air ou collage optique ;
• angle de vision ;
• la couleur et le contraste de l'interface utilisateur.

Un écran LCD dont la luminosité est spécifiée à 1 000 nits ne produira pas nécessairement 1 000 nits une fois intégré dans l'ensemble d'écran tactile fini. Le capteur tactile, le verre et les revêtements ont tous une incidence sur la lumière qui parvient à l'utilisateur. Dans la mesure du possible, la luminosité doit être vérifiée au niveau de la surface avant de l'écran fini.

Le collage optique permet d'éliminer l'espace d'air entre l'ensemble tactile et l'écran LCD. Il permet de réduire la réflexion interne, d'améliorer le contraste perçu et de diminuer le risque de condensation au niveau de l'interface collée. Il n'augmente pas la luminosité native de l'écran LCD et ne rend pas l'écran complet étanche.

Notre Guide comparatif : collage à l'air vs collage optique explique ces différences plus en détail.

Le fonctionnement de nuit est également un critère important. Un écran performant en plein jour peut s'avérer inadapté sur un pont s'il ne peut pas être suffisamment atténué pour une utilisation nocturne. Lorsque le fonctionnement de jour, au crépuscule et de nuit est requis, la plage d'atténuation utilisable doit être évaluée conjointement avec la luminosité maximale.

Technologie PCAP ou tactile résistive pour une utilisation en milieu marin ?

La technologie tactile capacitive projetée est largement utilisée dans les interfaces homme-machine (IHM) marines modernes, car elle offre une surface en verre transparente, une réponse précise et une fonctionnalité multitouch. Cependant, les réglages PCAP standard ne sont pas automatiquement adaptés à la pluie, à l'eau de mer ou au port de gants épais.

La présence d'eau à la surface peut modifier les conditions électriques détectées par le contrôleur tactile. En fonction du contrôleur, de son réglage et de sa mise à la terre, cela peut entraîner des détections erronées, un blocage des commandes tactiles ou une précision réduite.

La conception d'un PCAP destiné à un usage marin doit donc être testée avec :

• l'épaisseur finale de la vitre de protection ;
• la structure de liaison proprement dite ;
• les doigts mouillés et les gouttelettes d’eau ;
• les gants utilisés par les opérateurs ;
• le boîtier métallique fini ;
• l'alimentation électrique prévue et l'ordinateur hôte.

L'augmentation de la sensibilité pour une utilisation avec des gants peut également accroître la sensibilité à l'eau ou aux interférences électriques. Le réglage idéal du micrologiciel consiste à trouver un juste équilibre, et non pas simplement à sélectionner la sensibilité la plus élevée disponible.

Le tactile résistif reste pratique lorsque les opérateurs utilisent des gants épais ou un stylet. Il réagit à la pression plutôt qu’à la capacité du doigt, mais offre généralement une clarté optique moindre et des capacités multitactiles plus limitées que la technologie PCAP.

Exigence	Écran tactile PCAP	Toucher résistif
Utilisation à mains nues	Excellent	Bon
Gestes multi-touch	Soutenu	N'est généralement ni requis ni pris en charge
Utilisation de gants épais	Nécessite une validation et un réglage	En général, plus facile
Surface mouillée	Nécessite un réglage et des essais du contrôleur	Moins sensible aux interférences capacitives dues à l'eau
Clarté optique	Plus élevé	Plus bas
Façade en verre trempé	Bien adapté	En fonction du type de construction

Aucune des deux technologies n'est systématiquement meilleure. Le choix doit être fonction de l'opérateur, des gants utilisés, de l'exposition à l'eau et de l'interface logicielle.

Vérifiez ce que couvre réellement l'indice de protection IP

Un indice de protection IP ne s'applique qu'à la structure ayant fait l'objet des essais. La mention “ façade IP65 ” signifie généralement que la façade installée résiste à la poussière et aux jets d'eau lorsque le joint est correctement serré contre le boîtier du client. Cela ne signifie pas pour autant que le boîtier arrière, les connecteurs ou l'écran dans son ensemble soient conformes à la norme IP65.

Pour un écran monté sur panneau, l'étanchéité ne dépend pas uniquement du verre :

• cadre avant ou conception avec verre bord à bord ;
• matériau et emplacement du joint ;
• découpe d'encastrement ;
• une pression croissante ;
• planéité de l'enceinte ;
• points d'entrée des câbles et des connecteurs.

Un écran installé à l'air libre peut nécessiter un boîtier entièrement étanche et des connecteurs résistants à l'eau. Un écran installé à l'intérieur d'une armoire de commande protégée peut se contenter d'une face avant étanche.

Le cahier des charges et le plan doivent indiquer clairement si la puissance nominale concerne la partie avant, la partie arrière ou l'ensemble du boîtier.

Le sel, la condensation et la corrosion nécessitent une approche systémique

L'eau de mer n'affecte pas uniquement la surface de l'écran. L'humidité chargée en sel peut atteindre les connecteurs exposés, les vis, les bords du boîtier et les cartes électroniques. À long terme, cela peut entraîner de la corrosion, des signaux instables ou une défaillance du contrôleur tactile.

En fonction du niveau d'exposition, la conception peut nécessiter :

• matériau du boîtier résistant à la corrosion ou traitement de surface ;
• fixations en acier inoxydable ;
• connecteurs protégés ou scellés ;
• matériaux appropriés pour les joints ;
• application d'un revêtement conforme sur certains circuits imprimés ;
• les considérations relatives au drainage ou à la gestion de la pression ;
• le collage optique lorsque la formation de buée interne est un problème.

Le collage optique permet d'éliminer le risque de condensation au niveau de l'interface LCD collée, mais il ne peut pas empêcher l'humidité de pénétrer dans un boîtier mal étanchéifié.

Les vibrations n'affectent pas seulement l'écran LCD

Les moteurs, les mouvements du navire et l'impact des vagues génèrent des contraintes mécaniques constantes. Un écran peut fonctionner correctement lors des premiers essais, mais présenter des dysfonctionnements intermittents si sa fixation ou ses raccordements de câbles ne sont pas stables.

L'examen technique doit porter sur les éléments suivants :

• structure de fixation sur panneau ou selon la norme VESA ;
• rigidité du boîtier ;
• soutien autour d'une vitre de protection de grande taille ou lourde ;
• méthode de verrouillage par vis ;
• dispositif de décharge de traction pour câble ;
• connecteurs vidéo et d'alimentation verrouillables ;
• prise en charge interne du circuit imprimé et de l'écran LCD ;
• exigences en matière de vibrations pour l'application finale.

Tester un écran non fixé sur un banc d'essai ne permet pas de reproduire les conditions mécaniques de la console une fois assemblée. Dans la mesure du possible, l'échantillon doit être évalué en utilisant la structure de montage et les câbles prévus à cet effet.

Vérification de l'alimentation, des interfaces et du bruit électrique

Les systèmes électriques maritimes peuvent ne pas offrir la même stabilité d'alimentation qu'un adaptateur secteur de laboratoire. Les variations de tension, les charges de commutation et les parasites électriques peuvent affecter l'écran, le contrôleur tactile et la connexion du signal.

L'intégrateur système doit vérifier les points suivants :

• plage d'entrée CC nominale et admissible ;
• si une mise en quarantaine est nécessaire ;
• exigences en matière d'inversion de polarité et de surtension ;
• mise à la terre entre le moniteur et le boîtier ;
• Connexion HDMI, DisplayPort, DVI ou VGA ;
• USB, RS232 ou une autre interface tactile ;
• longueur du câble et fixation des connecteurs ;
• Compatibilité avec le système d'exploitation et le pilote tactile.

Un écran tactile PCAP qui fonctionne correctement avec un câble USB court peut présenter un comportement différent s'il est installé à proximité de moteurs, d'onduleurs, d'appareils radio ou d'autres sources de parasites. Il convient de vérifier la mise à la terre et le réglage tactile sur le système destiné à la production.

Les normes maritimes doivent être définies dès le début

Tous les écrans installés sur un bateau ne nécessitent pas la même certification. La navigation commerciale, les équipements de navigation, les systèmes offshore, les bateaux de plaisance et les tableaux de commande non destinés à la navigation peuvent suivre des procédures d'homologation différentes.

Ces exigences peuvent inclure la norme CEI 60945, la norme IACS E10, l'homologation d'un organisme de classification ou des normes de performance spécifiques relatives aux systèmes ECDIS. Elles ont une incidence sur le choix des composants, la conception en matière de compatibilité électromagnétique (CEM), les essais environnementaux, la documentation, le coût de développement et les délais de mise en œuvre.

Un écran présenté comme adapté à un environnement marin n’est pas automatiquement un écran certifié pour usage maritime. Si une certification ou une homologation est obligatoire, il convient de le préciser avant l’établissement du devis et la conception du prototype, et non après l’achèvement de la conception matérielle.

Que faut-il tester avant la mise en production ?

Un échantillon destiné à la production doit être évalué dans des conditions reflétant celles de l'installation finale de la cuve.

L'examen devrait porter sur les éléments suivants :

• lisibilité de l'interface en plein jour ;
• luminosité minimale en fonctionnement nocturne ;
• réactivité tactile avec certains gants ;
• comportement au toucher humide et comportement des gouttelettes d'eau ;
• résistance aux fausses touches ;
• performances de l'écran et de la fonction tactile aux températures requises ;
• fonctionnement dans les conditions de tension prévues ;
• stabilité du connecteur et du câble ;
• comportement vibratoire ;
• étanchéification après la pose ;
• fonctionnement en continu et comportement thermique.

Toute affirmation concernant la luminosité, l'indice de protection IP, l'utilisation avec des gants, la résistance à la température ou aux chocs doit être étayée par une méthode d'essai bien définie et la configuration exacte du produit.

Informations à fournir pour un projet d'écran tactile destiné au secteur maritime

Pour évaluer un moniteur marin sur mesure, le fournisseur doit recevoir :

• taille, résolution et orientation de l'écran ;
• emplacement d'installation ;
• utilisation à l'intérieur, à l'extérieur sous abri ou à l'extérieur à l'air libre ;
• plans de montage et de découpe ;
• luminosité requise et plage de réglage de l'intensité lumineuse ;
• Préférence pour la technologie tactile PCAP ou résistive ;
• exigences relatives aux gants et au contact avec des surfaces humides ;
• épaisseur et traitement de surface de la vitre de protection ;
• exigence IP « face avant uniquement » ou « enceinte complète » ;
• température de fonctionnement ;
• interfaces vidéo, tactiles et d'alimentation ;
• normes ou certifications requises ;
• quantité annuelle prévue et durée de vie du produit.

Eagle Touch développe écrans tactiles industriels sur mesure avec une luminosité, un verre de protection, une technologie tactile, un collage optique, des interfaces et des structures de fixation configurables. Notre solutions d'écrans tactiles lisibles en plein soleil sont disponibles pour les projets où la visibilité en extérieur est une exigence essentielle.

Concevoir le système de surveillance en tenant compte de l'environnement réel du navire

Un écran tactile marin fiable ne se fabrique pas simplement en apposant une étiquette « étanche » sur un écran LCD standard. Il résulte d'une adaptation parfaite de l'ensemble optique, du comportement tactile, de l'étanchéité, de la structure mécanique, de la conception électrique et du plan de vérification à l'environnement réel du navire.

Le point de départ le plus utile n'est pas une longue liste de spécifications souhaitées, mais une description claire de l'emplacement où l'écran sera installé, de l'utilisation que l'opérateur devra en faire et des exigences environnementales ou de certification auxquelles le système complet devra satisfaire.

Si vous développez un système de contrôle de navire, un terminal de navigation ou une interface pour équipements offshore, envoyez-nous vos conditions d'installation, vos plans et vos spécifications clés. L'équipe d'ingénieurs d'Eagle Touch pourra déterminer s'il est possible d'utiliser une plateforme existante, un écran modifié ou une solution entièrement solution tactile personnalisée C'est la solution la plus pratique.