Le concept D'ECDIS
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Les comités relatifs à l'ECDIS
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Compte tenu des nouvelles capacités technologiques
et des besoins d'interopérabilité (une carte
électronique de navigation (ENC) doit pouvoir être
utilisable sur toutes les mers du monde quel que soit le système
ECDIS approuvé), le besoin en matière de sécurité
maritime a alors conditionné l'établissement
d'un accord général eu égard à
des normes internationales ; celles-ci sont requises pour
permettre à ces cartes électroniques de satisfaire
aux prescriptions de la Convention SOLAS relatives à
la présence de cartes à bord : "les navires
doivent être pourvus des cartes (...) appropriées
tenues à jour qui peuvent être nécessaires
au cours du voyage". Une concertation internationale s'est
alors articulée autour de trois pôles :
l'Organisation Hydrographique Internationale (OHI) qui regroupe
plus de soixante dix services hydrographiques nationaux.
Ces derniers, qui sont des "agences gouvernementales",
produisent les données cartographiques officielles
et apportent l'expertise nautique ; ils acceptent la responsabilité
juridique de la qualité de leurs produits, qu'il
s'agisse de produits papier ou numériques. Ils assument
également la responsabilité de produire des
mises à jour de leurs cartes ;
l'OMI pour l'expression des besoins de la navigation et l'établissement
des réglementations ; ses normes de fonctionnement
constituent des documents de haut niveau. L'OMI prévoit
d'élaborer un cours type sur l'utilisation pratique
des systèmes de visualisation de cartes électroniques
et d'information (ECDIS).
deux organisations d'industriels, la Commission Electrotechnique
Internationale (CEI) pour le contrôle et la faisabilité
des spécifications système exigées
par l'OHI et l'OMI, et le Comité International
Radio-Maritime (CIRM) en particulier pour les transmissions
de données de tenue à jour.
figure 1 : Les comités relatifs à l'ECDIS
à l'OHI, les liaisons avec l'OMI, la CEI et la CIRM.
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Les normes
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Deux options essentielles ont servi de base aux travaux des
experts :
afin de compenser la perte de résolution et de lisibilité
due aux écrans par rapport à des documents imprimés,
il fallait que les données numériques puissent
supporter des fonctions d'expertise nautique destinées
à aider le chef de quart. De ce fait, le mode vecteur
topologique fut retenu pour la fourniture des données
cartographiques au détriment du mode raster qui
aurait certes permis d'obtenir rapidement un fond cartographique
affichable, mais un fond inerte sur lequel aucune fonction
évoluée ne pouvait être appliquée
;
les normes à développer ne devaient concerner
les parties matérielles et logicielles qu'à
travers des spécifications d'interfaces en entrée
et sortie du système. Cette disposition permet aujourd'hui
de disposer de normes robustes, adaptées aux rapides
développements informatiques observés depuis
1990.
Un ECDIS doit satisfaire à quatre types de
normes :
en tant qu'équipement électronique embarqué
prévu par les dispositions de la convention internationale
sur la sauvegarde de la vie humaine en mer (SOLAS), il relève
des normes de fonctionnement de l'Organisation Maritime
Internationale (OMI résolution A/817(19) du 15 décembre
1995 - amendée en mars 1999) ;
en tant que carte marine, il relève des spécifications
relatives au contenu cartographique du ressort de l'Organisation
Hydrographique Internationale (OHI), objet des publications
spéciales S-52
(5ème édition - décembre 1996) et S-57
(3ème édition - novembre 1996) ;
en tant qu'équipement électronique, il relève
des prescriptions et procédures d'essais de la Commission
Electrotechnique Internationale (CEI), objet de la publication
IEC 61174 (août 1998) ;
en tant qu'équipement embarqué, il relève
des procédures d'homologation définies par
les administrations nationales (en France : la Direction
des Affaires Maritimes et des Gens de Mer [DAMGM], sous
réserve des directives européennes relatives
aux équipements marins).
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Les principes de l'ECDIS
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Un ECDIS est défini dans la résolution
de l'OMI A817/19 section 2.1 et le Glossaire des Termes
Relatifs aux ECDIS (S52 appendice 3) comme étant "un
système d'information pour la navigation , pouvant
être accepté comme équivalent à
la carte marine actualisée, requise aux termes de la
règle V/20 de la Convention SOLAS de 1974. Il permet
l'affichage de l'information sélectionnée à
partir d'un système de carte électronique de
navigation (SENC), et de l'information de position obtenue
à partir de capteurs de navigation, en vue d'aider
le navigateur à préparer son itinéraire
et à le contrôler. Si nécessaire, le système
permet également d'afficher des informations supplémentaires
relatives à la navigation."
En d'autres termes, l'ECDIS est la version acceptée
par l'OMI pour remplacer les cartes papier sur les navires
astreints au respect des règles de la convention
SOLAS. Un ECDIS est un Système d'Information Géographique
(SIG) Nautique et un système expert ; il comprend
deux éléments principaux :
une " base de données ", appelée carte
électronique de navigation (ENC - Electronic Navigational
Chart), qui contient sous une forme numérique adaptée
toutes les informations géographiques nécessaires
à la sécurité de la navigation. Cette
base de données doit, comme les cartes papier, être
tenue à jour, de préférence de manière
automatique ; les ENC et leurs éléments de
mise à jour doivent être produits et diffusés
sous le contrôle des services hydrographiques nationaux.
Ces derniers engagent leur responsabilité, comme
pour les cartes marines papier. Cette disposition légale
est en particulier nécessaire parce que le contenu
de la documentation nautique engage juridiquement le fournisseur
et une telle responsabilité relève naturellement
de l'Etat. Pour offrir la plus grande souplesse d'affichage
possible et surtout permettre la gestion automatique des
alarmes et des indicateurs le format des ENC est de type
vecteur topologique au format de l'OHI S57 conformément
à la spécification de produit ENC (S57 Appendice
B.1.).
Grâce à ce format international, la compatibilité
des ENC sur n'importe quel ECDIS approuvé choisi
par un armateur de part le monde est assurée.
l'équipement embarqué permettant de visualiser
et d'exploiter automatiquement d'une part les informations
cartographiques (ENC) et d'autre part les position, cap
et vitesse fournis en temps réel par les capteurs
de navigation (récepteur de radionavigation, gyrocompas
et loch). Cet équipement doit aussi recevoir et exploiter
les éléments de mise à jour de l'ENC.
Il assure automatiquement la gestion d'alarmes et d'indicateurs.
Cet équipement doit être certifié conforme
aux normes de l'OMI par les organismes responsables des
autorisations d'exploitation.
La construction et la commercialisation des matériels
sont du ressort de l'industrie.
La connexion éventuelle à un radar
ou à un dispositif anti-collision permet en outre
de rassembler sur un écran unique les principaux
éléments nécessaires à la conduite
du navire. Enfin d'autres données (annotations du
navigateur, prise en compte d'AVURNAV, autres bases de données
thématiques...) peuvent être connectées
à l'ECDIS.
figure 2 : Schéma de principe du concept d'ECDIS
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ENC vs SENC
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Mais alors que la nécessité
d'exploiter des ENC avec l'ECDIS est largement connue, le
fait que l'ECDIS n'affiche pas l'ENC mais le système
de carte électronique de navigation (SENC) l'est
beaucoup moins.
La norme d'échange des données hydrographiques
numérique de l'OHI, S57, est conçue pour la
distribution de données hydrographiques numériques
(dont les ENC). On admet que ce n’est pas la méthode
la plus efficace de manipulation ou de préparation
de données pour leur affichage et exploitation. Chaque
fabricant de système ECDIS est libre de créer
ses propres formats d’archivage ou structures de données
pour que son système réponde aux exigences
de fonctionnement exigées par l'OMI (A817/19).
La base de données qui en résulte est appelée
le Système ENC (SENC) :
[OMI A817/19] : "la base de données résultant
de la transformation par l'ECDIS en vue d'une utilisation
pertinente : de l'ENC, des mises à jour de celle-ci
obtenues par les moyens appropriés, ainsi que d'autres
données ajoutées par le navigateur. C'est
la base de données qu'utilise effectivement l'ECDIS
pour la génération de l'affichage ainsi que
pour d'autres fonctions relatives à la navigation.
Le SENC est équivalent à une carte papier
actualisée et peut, en outre, comporter des informations
provenant d'autres sources."
Les informations cartographiques seront donc fournies au
moyen de la norme d'échange de l’OHI pour les
données hydrographiques numériques OHI-S57.
Chaque ECDIS sera alors capable d’accepter et de convertir
les données officielles des SH (ENC) dans sa propre
structure interne d’archivage (système ENC ou SENC).
Ces données englobent à la fois celles des
ENC et celles fournies, dans un format numérique,
pour la mise à jour des ENC ainsi que des informations
supplémentaires.
figure 3 : transformation d'une ENC, de ses mises à
jour et d'autres informations additionnelles par l'ECDIS avant
exploitation fonctionnelle des données
Les restrictions suivantes sont également
valables :
La précision des données fournies par les SH sera
conservée; par exemple des données des SH fournies
en degrés et en dixième de degrés, devront
également conserver cette précision lorsqu’elles
seront converties dans les formats et structures spécifiques
du fabricant et utilisées pour des calculs.
Si le fabricant utilise la réduction des points ou le
lissage des données afin de compresser les informations
cartographiques dans le SENC, l’image résultant de
la carte affichée à l’échelle de l'ENC
ne devra pas présenter une différence supérieure
à la résolution de l’affichage par rapport à
l’image de l'ENC.
Les données des SH seront fournies sous forme de structure
en cellules. Si cette structure est modifiée, les fabricants
d’ECDIS devront faire en sorte de maintenir les caractéristiques.
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Classification des données cartographiques
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Tout comme il existe une certaine confusion
entre une ENC et un SENC, il semble persister une plus grande
confusion concernant :
- les différents types de données de carte
électronique ;
- les différents formats actuellement sur le marché
;
- le statut des données : officiel si elles issues
d'un service hydrographique national, ou non.
Le schéma suivant propose une classification basée
sur ces critères :
figure 4 : schéma de classification des données
de cartes électroniques
Considérant cette classification,
toute carte électronique disponible peut être
classée comme étant soit vecteur soit raster.
Si elle est vecteur, elle peut être codée soit
dans le format de l'OHI S57 soit dans un autre format. La
carte conforme à la norme S57 ne peut être une
ENC que si elle respecte la spécification de produit
ENC de la norme S57 (appendice B.1.). L'origine de la carte,
qu'il s'agisse d'un service hydrographique ou non n'a alors
aucune influence sur le type de données (vecteur ou
raster) ni sur la conformité au norme (S57 ou non).
Cependant seules les cartes électroniques de type
vecteur, en S57, conformes à sa spécification
de produit ENC, produites et tenues à jour sous le
contrôle d'un Service Hydrographique national sont des
ENC. En conséquence, certaines cartes électroniques
actuellement distribuées par des sociétés
privées (sans contrôle d'un SH national) en tant
qu'ENC ne le sont pas. Par ailleurs certains types de cartes
électroniques distribuées sous le contrôle
de SH nationaux ne sont pas conformes à l'ensemble
des exigences rappelées ci-dessus et ne peuvent prétendre
être compatibles avec les normes de fonctionnement pour
ECDIS de l'OMI.
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