Le réseau de bord connecté : P-Bus, NMEA 2000, application

Un réseau de bord connecté remplace les affichages individuels par des données qui convergent en un point central avant d'être transmises. L'intérêt réside moins dans le confort que dans le diagnostic : ce n'est que lorsque les sources de charge, les consommateurs et le stockage « parlent la même langue » qu'il est possible de savoir où va réellement l'énergie. Ce domaine spécialisé montre comment cela est configuré et quelles en sont les limites.

Deux voies, un objectif

Il existe deux types de conception, et le choix doit être fait tôt car il détermine l'ensemble du câblage.

Les deux voies mènent au même résultat : un affichage qui présente ensemble la batterie, les réservoirs, le flux d'énergie et les consommateurs. La différence réside dans le fait que l'intelligence est répartie dans le réseau ou située dans l'écran.

Comment un bus de réseau de bord est structuré

Le P-Bus est une ligne, pas une étoile. Un câble continu parcourt le véhicule ou le bateau, et chaque appareil y est connecté via un connecteur en T formant une dérivation. Le système de connecteurs étanches M12 selon la norme DeviceNet est utilisé ; les câbles de connexion existent de 0,5 à 10 mètres.

Aux deux extrémités de la ligne se trouve une résistance de terminaison, une mâle et une femelle. Ce n'est pas un accessoire, mais une partie intégrante de la transmission : sans elle, le signal est réfléchi à l'extrémité de la ligne et se superpose au signal entrant, provoquant des pannes sporadiques impossibles à reproduire. Les moniteurs système sont fournis avec les deux terminateurs et un câble en T.

L'enregistrement des nouveaux appareils s'effectue sur le moniteur lui-même, sans ordinateur ni logiciel de configuration. Le moniteur n'affiche que les menus pour lesquels des données sont réellement disponibles : un système sans jauge de réservoir n'affiche aucune page de réservoir.

L'affichage comme centrale

Au moins un moniteur est connecté au bus. Il sert à la fois d'affichage et de panneau de commande : sur la page d'informations figurent les données de batterie, réservoir, température et cale ; sur la page énergie, le flux entre l'installation courant continu et courant alternatif, y compris les onduleurs-chargeurs connectés ; sur la page de contrôle, on peut commander les interrupteurs principaux et piloter ou varier les consommateurs.

Les modèles diffèrent moins par leurs fonctionnalités que par leurs dimensions d'encastrement et leurs détails : un moniteur compact de 3,5 pouces avec une découpe de 88 x 88 millimètres, un appareil de 5 pouces avec une disposition des tuiles librement personnalisable, et une version qui intègre directement quatre jauges de réservoir et deux sondes de température à l'arrière, économisant ainsi une interface de réservoir séparée. Plusieurs moniteurs placés à différents endroits affichent les mêmes données de manière synchrone.

L'autre voie passe par une unité de contrôle centrale qui intègre déjà toutes les interfaces dans l'écran. Les capteurs convergent vers un répartiteur, d'où part un seul câble vers l'écran. L'extension ne se fait pas via des modules de bus, mais par une unité de commutation qui regroupe relais, fusibles et répartiteurs dans un seul appareil, avec une protection électronique par sortie plutôt que des fusibles classiques.

Connecter le NMEA 2000

Sur les bateaux, il existe presque toujours un second réseau à côté du bus de bord : le NMEA 2000, sur lequel sont branchés traceurs, lochs, anémomètres et pilotes automatiques. Tous deux utilisent le même système de connecteurs M12, ce qui constitue la source d'erreur la plus fréquente.

AvertissementLe P-Bus n'est pas un système certifié NMEA 2000. Les deux réseaux ne doivent être couplés qu'au moyen d'une passerelle (bridge) et jamais directement, même si les connecteurs sont compatibles. La passerelle traduit les données du réseau de bord dans les messages NMEA prévus à cet effet et isole électriquement les deux réseaux.

Sont transférés : l'état de la batterie, le niveau de charge, les niveaux de remplissage, les états de commutation et les données de courant alternatif. Le fait que le traceur les affiche ou non dépend du fabricant et de la version du logiciel ; cela doit être vérifié avant l'achat, pas après.

Accès à distance et application

La valeur pratique d'une surveillance à distance ne se révèle pas en fonctionnement, mais pendant les périodes d'inactivité : hivernage, au corps-mort, sur un parking. Une banque de batteries qui se vide lentement sur plusieurs semaines ne se remarque généralement que lorsqu'elle est profondément déchargée.

Techniquement, cela nécessite une interface qui connecte le bus au réseau — via Ethernet ou WLAN — et transmet les données à une application. L'historique est plus intéressant que la valeur instantanée : les décharges profondes et les surcharges des heures et jours passés ne sont visibles que via l'historique. Une carte mémoire dans l'interface enregistre également ces données sans accès réseau.

Intégrer des appareils tiers

Un système ouvert tire sa force du fait que les appareils d'autres fabricants deviennent également visibles. Pour cela, il existe des interfaces qui traduisent leurs données dans le bus pour les onduleurs-chargeurs de fabricants courants, les systèmes de batteries avec leur propre bus de gestion, pour la partie courant alternatif et pour les interrupteurs principaux.

La règle derrière tout cela est toujours la même : chaque système tiers parle son propre bus, et le couplage s'effectue via un seul appareil de traduction. Connecter directement deux bus parce que les connecteurs correspondent est l'erreur la plus courante.

L'ensemble n'a de sens que si le bilan énergétique est complet. Les chargeurs, boosters de charge et régulateurs solaires avec leur propre connexion bus fournissent leurs données eux-mêmes ; pour toutes les autres sources et pour les gros consommateurs individuels, on installe un point de mesure supplémentaire sur le câble négatif. Ce n'est qu'alors que le diagramme de flux d'énergie montre où le courant va réellement.

Erreurs typiques

• Absence de résistance de terminaison. L'erreur de bus la plus fréquente — et la plus difficile à trouver, car elle n'apparaît que sporadiquement.
• Installation en étoile au lieu d'une ligne. Le bus est une ligne continue avec des dérivations, pas un arbre de répartition.
• P-Bus connecté directement au NMEA 2000. Les connecteurs correspondent, mais ce n'est pas autorisé.
• Un seul terminateur installé. Il en faut un à chaque extrémité, pas un par réseau.
• Points de mesure incomplets. Si une source manque dans le bilan, le diagramme de flux d'énergie est une estimation.
• Accès à distance utilisé sans historique. La valeur instantanée ne dit rien sur la nuit précédente.

Ce qu'un bus ne fait pas

Un bus de réseau de bord est un réseau de données, pas un système de protection. Il ne remplace ni les fusibles, ni les sectionneurs, ni la protection de chaque ligne individuelle — même là où des modules de commutation regroupent relais et fusibles et coupent électroniquement. Le dimensionnement des câbles et leur protection suivent les mêmes règles que dans n'importe quel autre réseau de bord.

Il ne remplace pas non plus la technique de mesure. Un bus ne transmet que ce qu'un capteur fournit ; là où il n'y a pas de shunt, il n'y a pas de valeur de courant. Et enfin : une panne de l'écran ne doit jamais empêcher le fonctionnement. Les consommateurs critiques pour la sécurité doivent être sur un chemin qui fonctionne sans électronique.