Brevet FR2890176A1 — publié le 20070302

DISPOSITIF DE LOCALISATION ET DE SECURITE DE NAVIRES DE PETITES DIMENSIONS La présente invention concerne un dispositif de localisation et de sécurité de navires de petites dimensions tels que des embarcations, des bateaux de pêche, ... La sécurité en mer est une préoccupation majeure du monde maritime en raison des nombreux accidents survenant en mer et des pertes humaines et matérielles qu'ils peuvent entraîner. Dans les années 80 a été développé sous l'égide de l'organisation maritime internationale (OMI) un système mondial de détresse et de sécurité en mer (SMDSM) pour améliorer les chances de localiser un navire en détresse et de sauver ainsi des survivants. Ce système utilise des technologies de communication par voie terrestre et par satellite ainsi que les systèmes de radiocommunication des navires. Grâce au SMDSM, dès qu'une situation d'urgence se présente, les centres de secours terrestres sont alertés rapidement ce qui permet de dérouter des bâtiments de navigation dans les environs immédiats du navire en détresse pour lui porter assistance. Le système SMDSM est obligatoire pour tous les navires transportant des passagers sur des liaisons maritimes internationales ainsi que pour tous les navires de charge d'au moins 300 tonneaux de jauge brute. En mer, les communications par satellite sont principalement effectuées par l'intermédiaire de satellites géostationnaires dans le cadre du service mobile par satellites INMARSAT. Ce service offre aux navires une couverture mondiale, fiable et permanente, divisée en quatre zones océaniques. Chacune de ces zones est couverte en permanence par un satellite géostationnaire. Le réseau actuellement le plus répandu pour la sécurité des navires est le service INMARSAT-C, lequel est homologué SMDSM et est un service de messagerie bi-directionnelle. Un numéro d'identification INMARSAT (IMN "Inmarsat mobile number"), propre à chaque navire, est utilisé dans les radiocommunications sur le réseau INMARSAT pour identifier et vérifier lors d'un appel en provenance d'un navire que le terminal utilisé à bord de ce navire est bien autorisé à opérer sur le réseau INMARSAT, par exemple en ayant acquitté le paiement d'un abonnement. Ce numéro IMN est également utilisé par des opérateurs à terre pour communiquer directement avec le navire. Surtout, c'est ce numéro d'identification IMN qui permet l'identification du navire lors de l'envoi d'un message de détresse sur le réseau INMARSATC. Un navire mettant en ceuvre un terminal homologué SMDSM ou non, mais possédant alors une fonction de détresse maritime, encore appelée dans cette hypothèse, détresse maritime non SOLAS, doit être équipé d'un équipement terminal de données (DTE "Data Interface Terminal"). Cet équipement peut être un simple ordinateur permettant de lire les messages réceptionnés mais aussi de répondre auxdits messages par l'intermédiaire d'un périphérique d'entrée de données du type clavier. Cette obligation résulte du fait que les autorités compétentes recevant un signal de détresse envoyé par un navire en difficulté demandent généralement une confirmation d'état de détresse à ce navire en lui faisant parvenir un message. Cette exigence a été imposé par la nécessité d'éviter que de "fausses alertes" encore nombreuses ne viennent perturber le bon fonctionnement global du SMDSM en diminuant ainsi son efficacité. Ce terminal satellite doit être installé à bord du navire de manière étanche pour éviter toute détérioration susceptible d'entraîner un disfonctionnement préjudiciable à la survie de l'équipage en mer. C'est la raison pour laquelle l'équipement électronique du terminal satellite doit être installé dans un local clos à l'abri des intempéries, généralement, dans la passerelle du navire. L'antenne, elle-même, est généralement installée en un point d'élévation maximale du navire afin que la visibilité du satellite soit permanente et non obstruée par des éléments susceptibles de s'interposer entre l'antenne et le stellite, tels qu'une cheminée, la mâture, une antenne radar,... L'installation étanche d'un tel système à bord de navires de petites dimensions, typiquement inférieures à 15 mètres, n'est donc pas aisée, voire impossible. Un tel dispositif représente de plus un coût très important pour de telles petites structures. Aussi pour des raisons réglementaires ou tout simplement techniques, une majorité de navires de petites dimensions est exclue du service du système mondial de détresse et de sécurité en mer. Les équipages de ces navires sont donc privés des dispositifs de sécurité installés à bord des gros navires. Les propriétaires de navires de petites dimensions, tels que des navires de plaisance, ont donc recours à des balises de détresse unidirectionnelles, i.e. ne permettant que d'envoyer des signaux de détresse et non de recevoir des informations. Ces émetteurs qui sont encore appelés balises RLS (Radiobalise de localisation des sinistres) sont par exemple des balises ARGOS ou SARSAT-COSPAS. La localisation de l'émetteur se fait alors à partir du décalage observé entre la fréquence du signal émis par cet émetteur et la fréquence reçue par un satellite évoluant sur une orbite polaire. De plus en plus, ces balises intègrent un système de positionnement GPS afin d'améliorer la précision des positions du navire en détresse qui sont envoyées. Un inconvénient de ce système est que l'émission est réalisée de manière aveugle car le navire en détresse ne se trouve pas nécessairement dans le champ de vision instantané du satellite lors de l'émission du signal de détresse. Or la rapidité d'intervention des secours est un élément crucial pour assurer la sécurité de la vie des membres d'équipage en mer. Par ailleurs, il est impossible avec ce type de balises de prévenir un navire en difficulté de la venue de navires déroutés sur sa zone pour lui porter secours. Enfin, ces balises ont une autonomie réduite d'une dizaine à plusieurs dizaines d'heures du fait de l'émission continue des signaux de détresse et de la capacité réduite des batteries. En cas de dérive importante d'un navire en difficulté ou d'une embarcation de sauvetage, et en l'absence de signal de l'émetteur, l'intervention des secours peut être fortement retardée avec les risques inhérents pour la survie de l'équipage. L'objectif de la présente invention est donc de proposer un dispositif de localisation et de sécurité de navires de petites dimensions tels que des embarcations ou des navires de plaisance, simple dans sa conception et dans son mode opératoire, économique, compact, et permettant au navire de disposer de moyens pour émettre un appel de détresse présentant une très grande autonomie. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif de localisation et de sécurité de navires de petites dimensions autorisant un suivi des déplacements de ces navires par des autorités terrestres par exemple (mode tracking). Ce dispositif présente avantageusement une autonomie en fonctionnement normal (émission régulière de positions du navire) de plusieurs mois. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de localisation et de sécurité de navire de petites dimensions comprenant des moyens de positionnement pour référencer géographiquement le navire, ces moyens de positionnement émettant des messages de positionnement. Selon l'invention, le dispositif comprend: - au moins un émetteurrécepteur de signaux de radiocommunication satellite, cet émetteurrécepteur recevant les messages de positionnement et émettant ces messages à destination de la terre, - une source d'alimentation en énergie autonome, - des moyens de contrôle électroniques pour contrôler l'activation de cet émetteur-récepteur, et - un boîtier étanche comprenant l'ensemble de ces éléments, ce boîtier étanche comprenant sur sa surface externe des moyens pour déclencher un signal de détresse reliés aux moyens de contrôle électroniques de l'émetteur-récepteur. Dans différents modes de réalisation de ce dispositif de localisation et de sécurité de navires de petites dimensions, la présente invention concerne également les caractéristiques suivantes qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: - les moyens pour déclencher un signal de détresse comprennent au moins un dispositif d'activation ou capteur, - le boîtier étanche comporte des moyens d'affichage étanches d'un ou plusieurs signaux d'alarme, ces moyens d'affichage étant reliés aux moyens de contrôle électroniques de l'émetteur-récepteur. Dans différents modes de réalisation possibles, l'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe d' un dispositif de localisation et de sécurité selon un mode de réalisation particulier de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la Figure 1; - la figure 3 est une représentation schématique des moyens de contrôle électroniques de l'émetteur-récepteur pour contrôler l'activation de cet émetteur-récepteur dans un mode de réalisation particulier. La Figure 1 montre un dispositif de localisation et de sécurité de navire de petites dimensions selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Ce dispositif comprend des moyens de positionnement 1 pour référencer géographiquement le navire. Avantageusement, ces moyens de positionnement 1 comprennent un système de positionnement absolu (GPS, GALILEO ou tout autre système de positionnement similaire). Ces moyens de positionnement 1 émettent des messages de positionnement qui sont envoyés vers un émetteur-récepteur 2 de signaux de radiocommunication satellite. Cet émetteur-récepteur 2 est placé dans un boîtier étanche 3 avec les moyens de positionnement 1. Les moyens de positionnement 1 peuvent avantageusement être intégrés à l'émetteur-récepteur 2. De préférence, l'émetteur-récepteur 2 est une antenne satcom INMARSAT ayant un diagramme de rayonnement omnidirectionnel. Mais il peut s'agir également d'un émetteur-récepteur 2 de radiocommunication satellite utilisant d'autres systèmes satellitaires que le système de satellites INMARSAT. On peut ainsi citer, à titre illustratif, le système en orbite IRIDIUM. L'émetteur-récepteur 2 doit alors pouvoir émettre des communications de détresse vers des centres de coordination et de sauvetage maritime (MRCC"Maritime Rescue and Coordination Center") ou encore vers des postes basés à terre de gardes-côtes. Alternativement, le boîtier étanche 3 peut contenir au moins deux émetteurs-récepteurs 2, chacun de ces émetteurs-récepteurs utilisant un système satellitaire différent. Ainsi, en plus, d'une antenne satcom INMARSAT par exemple, le boiter étanche 3 peut comprendre un émetteur radio de localisation opérant à la fréquence 121,5 MHz. Cet émetteur est alors destiné à permettre la localisation du navire de petites dimensions en détresse par radiogonio lorsque les secours sont en approche finale. Dans le cas de signaux de détresse émis par un navire, une unité de traitement en temps quasi réel reçoit à terre les messages de positionnement de ce navire via les signaux de radiocommunication satellite. Ces derniers comportent au moins un identifiant de l'émetteur, afin de permettre l'identification du navire en détresse et éventuellement un message. On appelle, ici, "identifiant", un code et une identité spécifiques qui sont attribués à un émetteur-récepteur 2. Ces identifiants sont accessibles et donc connus de tous les services de secours. Cette unité de traitement à terre peut alors émettre un signal vers l'émetteur-récepteur 2 pour confirmer la prise en compte du signal de détresse mais également émettre des commandes à distance de contrôle électronique de l'émetteur-récepteur 2 pour modifier le comportement de cet émetteur-récepteur 2. Le boîtier étanche 3 est par exemple en matériau plastique résistant. Mais il peut s'agir également d'un boîtier 3 réalisé en bois ou en ciment ou tout autre matériau étanche et flottant. Le boîtier étanche 3 comporte également une source d'alimentation 4 en énergie autonome qui alimente l'émetteur-récepteur 2 mais aussi des moyens de contrôle électroniques 5 de l'émetteur-récepteur. Ces derniers permettent de contrôler l'activation de cet émetteur-récepteur 2. En mode de fonctionnement normal, ces moyens de contrôle 5 seront programmés par exemple pour activer à heure fixe l'émetteur-récepteur 2 afin d'envoyer des signaux de radiocommunication, avant de remettre celui-ci en veille. On peut ainsi obtenir une autonomie très importante du dispositif. Lorsque le boîtier étanche 3 comprend au moins deux émetteurs-récepteurs 2, chaque émetteur-récepteur 2 peut comporter sa propre alimentation et ses propres des moyens de contrôle électroniques 5 de manière à être autonome. Alternativement, une seule source d'alimentation 4 peut être mise en ceuvre pour alimenter en énergie les différents émetteursrécepteurs 2 qui sont alors commandés par des moyens de contrôle électroniques 5 uniques. La source d'alimentation 4 comprend au moins une pile ou une batterie rechargeable ou non. La source d'alimentation 4 peut également comporter en supplément ou alternativement un ou plusieurs systèmes de charge autonomes tels que des panneaux solaires. De préférence, le boîtier étanche 3 comporte un contrôleur de la tension délivrée par la source d'alimentation autonome 4. Ce contrôleur émet des signaux de contrôle de la tension délivrée vers les moyens de contrôle électroniques de l'émetteur-récepteur 5. Lorsque la tension délivrée est inférieure à une valeur de tension seuil, ou tension de référence, un signal d'alarme est envoyé par les moyens de contrôle électroniques 5 vers des moyens d'affichage étanches 6 placés sur le boîtier étanche 3, ainsi que vers le centre de surveillance. Il peut s'agir, par exemple, d'une diode luminescente (LED). Ce voyant permet de prévenir l'équipage que les piles atteignent un seuil critique d'autonomie et qu'il convient de les changer. La tension seuil est réglée de façon à ce que l'autonomie restante soit suffisante pour une durée d'une consommation d'au moins une semaine. De préférence, le dispositif de localisation et de sécurité présente à la fois un faible encombrement, un poids réduit et une grande autonomie de fonctionnement. Lorsque la source d'alimentation ne peut être déchargée à 100% de sa capacité (en ampères heure - AH) sans passer en dessous de la tension minimale d'alimentation requise pour alimenter le ou les émetteurs- récepteurs 2, elle comporte un convertisseur de tension 7. Ce dernier est un convertisseur de tension 7 à rendement élevé, de l'ordre d'au moins 90 %, et de préférence supérieur à 95%, et encore mieux à 97%. Le convertisseur de tension 7 permet ainsi de prolonger l'autonomie du ou des émetteurs-récepteurs 2 lorsque ceux-ci sont alimentés, à titre illustratif, par des piles ou des accumulateurs. Le boîtier étanche 3 comprend de plus des moyens pour déclencher 8 un signal de détresse. Ces moyens sont reliés aux moyens de contrôle électroniques 5 de l'émetteur-récepteur 2. De préférence, ces moyens pour déclencher un signal de détresse 8 comprennent au moins un dispositif d'activation étanche placé à la surface externe du boîtier. Ce dispositif peut être un bouton ou tout autre élément en saillie permettant à l'opérateur de déclencher aisément l'émission d'un signal de détresse. Alternativement, ces moyens pour déclencher l'émission d'un signal d'alarme 8 peuvent comprendre un ou plusieurs capteurs. Ces capteurs sont alors sensibles, à titre illustratif, à un événement survenant à bord du bateau comme une brusque montée en température liée à un incendie ou encore une soudaine variation de l'angle du bateau, lequel atteint une valeur critique qui est significative d'un chavirement. Ces moyens pour déclencher l'émission d'un signal d'alerte 8 peuvent comporter par exemple au moins une paire d'électrodes placées sur le boîtier étanche. Lorsque le boîtier 3 est plongé dans l'eau, une liaison par conduction s'établit entre les deux électrodes, ayant pour effet d'envoyer un signal de mise en activation de l'émetteur-récepteur 2 et l'envoi d'un signal de détresse. Le boîtier étanche 3 peut également comporter une combinaison d'un ou plusieurs capteurs et dispositifs d'activation placés sur sa surface externe. Chaque émetteur-récepteur 2 comporte de préférence une fonction "mode veille", connue de l'homme du métier, autorisant une très faible consommation en énergie. Cependant, un tel émetteur-récepteur 2 est incapable, lorsqu'il est en veille, de détecter des changements d'état au niveau de ses entrées logiques. Les moyens de contrôle électroniques 5 pour contrôler l'activation de cet émetteur-récepteur 2 assurent avantageusement la détection de ces changements d'état et permettent de piloter en conséquence l'émetteur-récepteur 2. Les changements d'état à gérer correspondent à deux événements: la réception d'un signal émis par les moyens pour déclencher un signal de détresse ou un signal de contrôle émis par le contrôleur de la tension délivrée par la source d'alimentation autonome. Les moyens de contrôle électroniques 5 comprennent de préférence un circuit en logique séquentielle comportant, à titre illustratif, des bascules bistables. Ce circuit envoie en fonction des signaux reçus à ses entrées une commande PON électrique. Nous décrivons, ci-dessous, les étapes successives conduisant à l'intervention des secours pour un navire de plaisance dans un mode de mise en ceuvre particulier de l'invention. Le navire comprend un dispositif de localisation et de sécurité comprenant un émetteurrécepteur 2. Lorsqu'un événement est détecté, un signal de commande logique est positionné à l'état 1. C'est la commande PON qui permet de sortir l'émetteur-récepteur de son état de veille. Cette commande, outre le fait de réveiller l'émetteur-récepteur, déclenche toute une logique séquentielle dont le cycle est le suivant: - l'émetteur-récepteur est activé, - Une fois l'émetteur-récepteur stabilisé, on positionne à l'état 1 l'entrée logique correspondante à l'événement détecté de ce dernier, -l'émetteur-récepteur envoie alors un message identifiant sa position et l'événement détecté. Il peut alors mettre en route un programme interne pour émettre régulièrement sa position à intervalles de temps réguliers, par exemple, toutes les quinze minutes. - la logique séquentielle peut ensuite générer un signal qui change d'état à intervalles de temps réguliers, par exemple, une fois par seconde, de sorte à faire ainsi clignoter des moyens d'affichage placés sur le boîtier étanche. Ces moyens d'affichage, par exemple un voyant, informent l'utilisateur de la prise en compte de l'événement, - Le message envoyé par l'émetteur-récepteur est reçu par l'équipe de surveillance basée à terre qui engage les démarches nécessaires au traitement de l'événement reçu. Un message est alors renvoyé vers l'émetteur-récepteur, L'émetteur-récepteur reçoit le message et positionne à l'état 1 la sortie logique correspondante à l'événement, - la logique séquentielle détecte ce signal et modifie la commande du voyant en le maintenant allumé en permanence. L'utilisateur est ainsi informé de la prise en compte de son événement par les équipes de surveillance, - Le signal de commande PON est positionné à l'état O afin de remettre l'émetteur-récepteur en mode veille. - Selon le type d'événement, une équipe de secours ou un technicien intervient et procède à une remise à zéro (reset) du dispositif de localisation et de sécurité. L'invention concerne également un système global de contrôle et de surveillance de navires dans un zone maritime donnée comportant des stations basées à terre recevant des messages émis par des dispositifs embarqués à bord de navires. Selon l'invention, ces dispositifs embarqués comprennent au moins un dispositif de localisation et de sécurité tel que décrit précédemment. REVENDICATIONS 1. Dispositif de localisation et de sécurité de navire de petites dimensions comprenant des moyens de positionnement (1) pour référencer géographiquement ledit navire, lesdits moyens de positionnement (1) émettant des messages de positionnement, caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un émetteur-récepteur (2) de signaux de radiocommunication satellite, ledit émetteur-récepteur (2) recevant lesdits messages de positionnement, - une source d'alimentation (4) en énergie autonome, - des moyens de contrôle électroniques (5) pour contrôler l'activation dudit émetteur-récepteur (2), et - un boîtier étanche (3) comprenant l'ensemble de ces éléments, ledit boîtier étanche (3) comprenant sur sa surface externe des moyens pour déclencher un signal de détresse (8) reliés auxdits moyens de contrôle électroniques (5) dudit émetteur-récepteur (2). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit émetteur-récepteur (2) comprend une antenne satcom INMARSAT ayant un diagramme de rayonnement omnidirectionnel. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit boîtier étanche (3) comporte un contrôleur de la tension délivrée par ladite source d'alimentation autonome, ledit contrôleur émettant des signaux de contrôle de la tension délivrée vers lesdits moyens de contrôle électroniques (5) dudit émetteur-récepteur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lesdits moyens pour déclencher un signal de détresse (8) comprennent au moins un dispositif d'activation ou au moins un capteur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit boîtier étanche comporte des moyens d'affichage (6) étanches d'un ou plusieurs signaux d'alarme, lesdits moyens d'affichage (6) étant reliés auxdits moyens de contrôle électroniques (5) dudit émetteur- récepteur (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite source d'alimentation (4) comporte un convertisseur de tension (7) présentant un rendement supérieur à 90% pour prolonger l'autonomie dudit émetteur-récepteur (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit convertisseur de tension (7) présente un rendement supérieur à 95%. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ladite source d'alimentation (4) comporte au moins une pile ou accumulateur, et/ou au moins un système de charge autonome. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement (1) pour référencer géographiquement ledit navire comprennent un GPS. 10. Système global de contrôle et de surveillance de navires comportant des stations basées à terre recevant des messages émis par des dispositifs embarqués à bord desdits navires, caractérisé en ce que lesdits dispositifs embarqués comprennent au moins un dispositif de localisation et de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9