Rapide, peu coûteux et sécuritaire

Rapide, peu coûteux et sécuritaire
La technologie canadienne peut maintenant prendre son envol; le contrôle de la
circulation aérienne, lui, pourra atteindre de nouveaux sommets. Compte-rendu
d’Ian MacLeod.
Le samedi 4 juin 2011
Page : B1 / Couverture
Section : Saturday Observer
Auteur : Ian MacLeod
Daniel Charbonneau, développeur principal de logiciels, fait la démonstration du système de contrôle de la circulation
aérienne transocéanique de NAV CANADA au centre technique du chemin Hunt Club, à Ottawa.
Deux ans après qu’un gros-porteur a disparu pendant des heures au centre de l’Atlantique avant
qu’une alerte officielle ne soit donnée, voilà que le Canada s’apprête à annoncer la venue d’une
avancée majeure en matière de contrôle de la circulation aérienne océanique.
Après l’écrasement du vol 447 d’Air France dans une partie isolée de l’océan, le 1er juin 2009,
entre le Brésil et le Sénégal, de nombreuses personnes se sont demandé comment un gros avion
transportant 228 passagers a pu ainsi disparaître sans que les autorités ne remarquent sa
disparition.
À l’ère des satellites de positionnement global et des communications sans-fil instantanées, le
contrôle de la circulation aérienne océanique constitue un défi, surtout au-dessus de l’Atlantique
Nord.
Il s’agit de l’espace aérien le plus achalandé de la planète, où sillonnent plus de 1 000 vols
par jour transportant des centaines de milliers de passagers. L’an passé, on a compté
367 000 vols, et cette année, on en compte 5 % de plus. L’optimisation de la capacité est donc
essentielle pour éviter la congestion à 35 000 pieds.
Étant donné que la couverture radar au sol s’arrête aux régions côtières, 61 contrôleurs de la
circulation aérienne, en poste à Gander (Terre-Neuve), et des dizaines d’autres travaillant à
Prestwick (Écosse) pour les NATS de la Grande-Bretagne sont requis pour localiser les gros
avions à réaction et s’assurer qu’ils sont bien espacés et qu’ils empruntent les routes les plus
économiques en temps et en carburant.
NAV CANADA, la société qui contrôle l’espace aérien civil du Canada et le ciel au-dessus de la
moitié ouest de l’Atlantique Nord, annoncera lundi la venue d’une avancée vertigineuse de la
technologie qui automatise une grande partie du travail auparavant effectué par les contrôleurs
avec des crayons gras, des fiches de données de vol en papier et des « disques savants » en
plastique de l’ère analogique servant à calculer la vitesse, la distance et la durée.
Voler mieux
L’Atlantique Nord est l’espace aérien océanique le plus achalandé de la
planète. Il y sillonne quotidiennement plus de 1 000 vols qui transportent
des centaines de milliers de passagers. Les contrôleurs compriment la
circulation en une multitude de routes tracées chaque jour, routes fondées sur
le trajet du courant-jet. Voici comment les routes vers l’est sont déterminées :
On s’attend à ce que le transport aérien transatlantique devienne plus rapide, sécuritaire, plus
écologique et moins coûteux.
Grâce au degré avancé d’automatisation et d’intégration du Système automatisé du contrôle de la
circulation aérienne de Gander Plus (GAATS+), l’espacement longitudinal standard entre les
aéronefs circulant à la même vitesse dans l’espace aérien non radar, actuellement de 10 minutes,
peut être réduit de moitié et passer à 5 minutes. C’est l’équivalent d’un espacement rapproché de
50 milles pour les aéronefs se dirigeant vers l’est et 40 milles pour ceux se dirigeant vers l’ouest,
ce qui donne la possibilité à beaucoup plus d’aéronefs d’emprunter des routes plus efficaces. Les
montées hâtives à des plus hautes altitudes, économiques en carburant, et les transitions facilitées
d’un niveau de vol à un autre sont également possibles. La mise en service du système s’est
effectuée le 14 avril.
Environ 60 % des aéronefs à réaction en vol transatlantique sont équipés de tout derniers
systèmes de comptes rendus de position GPS et de communications par messages texte pouvant
tirer profit du GAATS+.
Selon NAV CANADA, le GAATS+ permettra aux compagnies d’aviation clientes d’économiser
un million de dollars en coûts de carburant dans la première année et de réduire les émissions
générées par les moteurs d’aéronefs de 3 000 tonnes métriques.
Selon Chris Mouland, gestionnaire général de la Région d’information de vol de Gander de
NAV CANADA, le contrôle de la circulation aérienne « part de loin ». « Nous savons, en
30 secondes, où se trouvera un aéronef dans la prochaine heure », remarque-t-il.
Si l’industrie peut sans difficulté mettre en service ou acheter l’équipement disponible sur le
marché, tels des systèmes radar et d’atterrissage pour la navigation et la surveillance, concevoir
des logiciels servant à interagir avec les besoins complexes en temps réel des contrôleurs a
toujours été un problème.
« Il est possible d’écrire une spécification, et de déléguer le travail de la conception à l’externe »,
commente Sid Koslow, vice-président et chef de la direction des technologies de
NAV CANADA. « Mais il est très difficile d’obtenir tous les détails de manière précise, et les
systèmes sont souvent plus lents et plus coûteux que prévu. »
Il y a dix ans, NAV CANADA a décidé de faire construire son propre équipement de gestion de
la circulation aérienne (ATM) en engageant des informaticiens qui ont travaillé en équipe avec
des contrôleurs.
La circulation transatlantique quotidienne débute la nuit en Amérique du Nord : jusqu’à
120 aéronefs à l’heure remontent le littoral est en provenance du sud-ouest, et se dirigent dans la
bande étroite de l’espace aérien à partir de la côte est de Terre-Neuve.
Selon les plans de vol établis par les compagnies aériennes, le trajet de chaque aéronef est déjà
attribué. Le « profil » de chaque trajet doit assurer un espacement sans conflit depuis la côte de
Terre-Neuve–Labrador jusqu’à l’atterrissage en Europe.
Lorsque les aéronefs atteignent le point d’entrée océanique, « nous savons exactement à quel
endroit ils doivent se trouver, à quelle vitesse ils évoluent et à quel niveau de vol ils se trouvent,
ainsi que la route qu’ils doivent emprunter », explique Mouland.
Les contrôleurs compriment la circulation en une multitude de « routes » en direction est tracées
quotidiennement à Gander. Elles sont fondées sur le trajet du courant-jet et sur les vents arrière
qui permettent d’économiser du carburant. Les aéronefs reviennent les lendemains matin et
après-midi, cette fois suivant les trajets tracés par Prestwick qui minimisent les vents debout du
courant-jet.
Il existe deux types de contrôle de la circulation aérienne, soit le contrôle positif et le contrôle
non radar. Le contrôle positif consiste à suivre un aéronef sur un écran radar. Lorsque le radar
n’est pas disponible, un contrôle non radar est assuré, ce qui signifie que les pilotes doivent faire
un compte rendu de leur position aux centres océaniques à des intervalles réguliers de plusieurs
minutes, généralement par l’entremise d’une radio haute fréquence (HF).
Le contrôle non radar signifie également que les contrôleurs ont à instaurer une « bulle de
sécurité » plus étendue, en d’autres termes accroître l’espacement vertical et latéral autour de
l’aéronef, puisque sa position exacte en temps réel ne peut être déterminée que jusqu’à ce qu’il
atteigne un espace aérien contrôlé au radar.
Le GAATS+ permet de diminuer la dépendance étroite par rapport au contrôle non radar,
réduisant ainsi l’espacement, en élargissant le contrôle positif depuis la côte nord-est par
l’utilisation du radar traditionnelle du Système d’alerte du Nord du ministère de la Défense
nationale.
Le GAATS+ exploite aussi des technologies de surveillance GPS dernier cri, comme la
surveillance dépendante automatique en mode diffusion (ADS-B), qui permet aux aéronefs
dûment équipés de diffuser automatiquement leurs positions GPS à chaque seconde. Les
premières stations ADS-B sont entrées en service au-dessus de la baie d’Hudson en 2009, et
NAV CANADA prévoit ouvrir d’autres stations ADS-B dans le sud du Groenland cet automne et
réduire davantage les normes d’espacement océanique dans cette région, les faisant passer de
cinq minutes à cinq milles marins.
Avant
Avant la venue du GAATS+, les contrôleurs devaient instaurer une « bulle de sécurité »
plus étendue autour de l’aéronef, puisque sa position exacte ne pouvait pas être déterminée
si l’aéronef se trouvait dans un espace aérien non radar.
Après
Le nouveau système, élaboré au Canada, permet aux aéronefs de se déplacer à une distance
plus rapprochée les uns des autres, et de façon plus sécuritaire, et permet aussi à davantage
d’aéronefs d’emprunter des routes plus efficaces.
Entre-temps, au beau milieu de l’océan, là où l’ADS-B n’est pas disponible, la plupart des
aéronefs utilisent, en plus des communications vocales et par liaison de données, la surveillance
dépendante automatique en mode contrat (ADS-C), qui transmet automatiquement la position
d’un aéronef toutes les 18 minutes.
Lorsque Mouland a commencé à travailler comme contrôleur il y a 33 ans, les contrôleurs
utilisaient des fiches de données de vol en papier qui renfermaient des détails essentiels
concernant les vols.
« On avait toutes ces fiches, et si de nouvelles fiches étaient imprimées – on pouvait en obtenir
quatre ou cinq à la fois – il fallait les insérer nous-mêmes dans le tableau de données de vol. Et il
fallait essayer de les insérer correctement. »
Au cours de cette même période, un premier GAATS est apparu, donnant aux contrôleurs
quelques outils automatisés pour surveiller et diriger les aéronefs. Pas plus tard qu’en 2006, les
NATS de la Grande-Bretagne ont adapté le GAATS pour répondre aux besoins océaniques et
examinent maintenant le GAATS+.
Toutefois, le premier système nécessite toujours l’entrée manuelle de données, par
l’intermédiaire du clavier ou de communications vocales HF, ce qui peut demander énormément
de temps et occasionner des erreurs potentielles de frappe et de relecture.
« Le système permet (maintenant) de vérifier rapidement quels profils sont disponibles pour un
aéronef et de déterminer qu’on peut sans attendre lui donner exactement ce qu’il veut, qu’on peut
lui donner 1 000 pieds de plus avec un léger réglage de la vitesse et qu’on peut le faire très, très
rapidement », commente Mouland.
Parmi les éléments clés du GAATS+, on trouve des fiches de progression de vol électroniques
codées par couleur sur écran tactile, qui remplacent les fiches en papier conventionnelles, et la
mise automatique des changements apportés aux vols, ce qui signifie que les contrôleurs ont à
taper moins de données. Si un élément du profil de vol ne correspond pas aux autorisations
données par le contrôleur ou au plan de vol initial, la fiche est surlignée en jaune vif. Un
« conflit » est ainsi signalé, et l’icône qui représente l’aéronef sur l’écran d’affichage principal
du contrôleur se présente aussi en jaune.
Les fiches électroniques ont été utilisées pour la première fois dans les tours de contrôle de
NAV CANADA du pays. Le système a été vendu et son usage a été autorisé à travers le monde à
une multitude de fournisseurs de services de navigation aérienne.
Pour résoudre un conflit ou déterminer si, par exemple, la demande d’un pilote qui veut évoluer à
une plus haute altitude ou changer sa vitesse le placera dans une situation conflictuelle avec un
autre aéronef se trouvant près de lui, les contrôleurs activent la fonction de grille de résolution
d'option bilatérale.
La grille de résolution d'option bilatérale consiste en un affichage graphique offrant jusqu’à
25 combinaisons de vitesses et d’altitudes utilisables par un vol en particulier. Les options qui
placeraient ce vol en situation de conflit ou de non-conformité sont surlignées en jaune, tandis
que les options permises sont affichées en vert.
Le contrôleur n’a qu’à toucher l’option en vert voulue, et les instructions peuvent être
acheminées automatiquement à l’équipage de conduite grâce à un message texte par liaison de
données ou, si le contrôleur le préfère, grâce à une autorisation par radio HF.
Avant la venue de la grille de résolution d'option bilatérale, le contrôleur devait calculer
manuellement toutes les possibilités, en plus de s’occuper de la circulation dans son secteur.
Si la demande de changement de profil de vol émise par un pilote ne peut pas être
immédiatement accordée, le GAATS+ garde en mémoire la demande et poursuit sa surveillance
de la circulation aérienne. Lorsque l’autorisation demandée devient disponible, le contrôleur est
averti. Il a d’ailleurs le dernier mot avant d’émettre son autorisation.
La fonction « cliquer et faire glisser » permet aussi de gagner du temps, donnant la possibilité
aux contrôleurs de déplacer à l’écran les icônes représentant des vols véritables sur différentes
routes et de voir instantanément s’il y un conflit sur la nouvelle route potentielle.
Le système est aussi capable d’envoyer des autorisations océaniques aux aéronefs, avec des
relectures électroniques.
« Les nouvelles fonctions permettront d’économiser du temps et d’améliorer la prestation de
services, explique Mouland. Nous sommes très fiers de ce que nous avons accompli. »
TRANSCRIPTION VIDÉO
La vidéo suivante accompagnait l’article sur le site Web du Ottawa Citizen :
http://www.ottawacitizen.com/business/Faster+cheaper+safer/4891167/story.html?tab=VID
KIM TROUTMAN (vice-président, Ingénierie, NAV CANADA) : NAV CANADA assure le contrôle de la circulation
aérienne et d’autres services au Canada et dans l’Atlantique Nord. Nous venons de mettre au point le GAATS+,
notre système océanique amélioré. Ce système a été conçu à l’interne par NAV CANADA, et nous croyons qu’il s’agit
du système océanique en service le plus avancé. Le GAATS+ fournit des images et des outils avancés afin d’aider
les contrôleurs de la circulation aérienne dans la gestion de la circulation aérienne au-dessus de l’Atlantique Nord,
l’espace aérien océanique le plus achalandé au monde. Le GAATS+ constitue une base sur laquelle nous pourrons
ajouter des fonctionnalités au profit de nos contrôleurs et de nos clients.