Contrôle du trafic aérien

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Sommaire 1 But 2 Les différents organismes de la circulation aérienne 3 Existence du contrôle dans une zone donnée 3.1 Dans un espace aérien 3.2 Sur un aérodrome 4 Les outils du contrôleur 4.1 La radiotéléphonie 4.2 Les strips 4.3 Le radar 5 les services de la circulation aérienne 5.1 Le service de contrôle 5.2 Le service d'information 5.3 Le service d'alerte 6 Évolution des outils du contrôleur 6.1 Les strips électroniques 6.2 Le Data Link 7 Voir aussi 7.1 Liens internes 7.2 Sources 7.3 Liens externes

[modifier] But

Le contrôle aérien est un ensemble de services rendus aux aéronefs afin d'aider à l'exécution sûre, rapide et efficace des vols. Les services rendus sont au nombre de trois, appelés "services de la navigation aérienne".

• Le service de contrôle de la circulation aérienne est un service assuré dans le but de prévenir les collisions entre les aéronefs et le sol ou les véhicules d'une part, et les abordages entre aéronefs d'autre part. Il consiste aussi à accélérer et ordonner la circulation aérienne.

• Le service d'information de vol est assuré dans le but de fournir les avis et renseignements utiles à l'exécution sûre et efficace du vol : informations météorologiques, information sur l'état des moyens au sol de navigation, information sur le trafic (quand le service de contrôle n'est pas assuré dans cette zone).

• Le service d'alerte est assuré dans le but d'alerter les organismes appropriés lorsque les aéronefs ont besoin de l'aide des organismes de secours et de sauvetage, et de prêter à ces organismes le concours nécessaire.

Pour assurer ces services, un organisme (tour de contrôle, centre en route…) est mis en place. Il en existe plusieurs types.

[modifier] Les différents organismes de la circulation aérienne

Suivant le type de trafic, différents organismes assurent le contrôle de la circulation aérienne :

• Les Centres en route de la navigation aérienne (CRNA en France ou ACC, Area Control Center) sont chargés d'assurer les services de la circulation aérienne au bénéfice des aéronefs en croisière (hors proximité d'aérodrome). Il existe 5 centres de contrôles régionaux (aussi appelés centres en route) en France : Athis-Mons (région parisienne), Brest, Reims, Aix-en-Provence, et Bordeaux. Ces 5 centres se répartissent la fourniture du service de contrôle sur tout le territoire français.

• Les centres de contrôle d'approche (APP) sont chargés d'assurer les services de la circulation aérienne aux abords d'un aérodrome, dans une zone de contrôle dont la taille est variable. Les contrôleurs sont généralement situés dans la vigie d'une tour de contrôle, ou dans une salle radar spécialement aménagée.

• Les centres de contrôle d'aérodrome (TWR pour Tower ou tour de contrôle) sont chargés d'assurer les services de la circulation aérienne dans une zone restreinte (de l'ordre d'une dizaine de kilomètres) autour d'un aérodrome. Leur principale attribution est la gestion de la piste d'atterrissage. Le service est rendu depuis la vigie d'une tour de contrôle.

Ces organismes ont été différenciés car les compétences requises, les règles applicables, et les moyens techniques nécessaires ne sont pas les mêmes. Un centre de contrôle en route nécessite un radar, tandis que l'outil principal en contrôle d'aérodrome est la vue. En approche, tous les avions veulent aller au même endroit : la piste, on a ainsi un phénomène "d'entonnoir". En route, les avions ont tous des provenances et destinations différentes, les problèmes sont donc beaucoup éparpillés et aléatoires. Ces différences, et d'autres, ont conduit a cette classification.

Il existe également d'autres organismes qui sont appelés "contrôle" par abus de langage, mais qui ne fournissent pas le service de contrôle, juste les services d'information et d'alerte. Ces organismes sont :

• FIS : Flight Information Service. Il s'agit d'organismes co-implantés avec un centre de contrôle en route ou une approche. Ils rendent les services d'information de vol et d'alerte dans un espace non contrôlé.

• AFIS : Aerodrome Flight Information Service (service d'information de vol sur aérodrome), qui remplace le contrôle d'aérodrome dans un aérodrome non contrôlé en assurant les services d'information et d'alerte. L'agent AFIS n'a, contrairement à un contrôleur du trafic aérien, aucune responsabilité et ne peut donner aucune instruction aux pilotes. Ces derniers sont entièrement responsables de leur sécurité.

[modifier] Existence du contrôle dans une zone donnée

Le contrôle aérien est toujours lié à un espace aérien ou un aérodrome, qui peuvent avoir le statut de "contrôlé" ou "non contrôlé".

[modifier] Dans un espace aérien

Tout l'espace aérien est par défaut non contrôlé. Dans cet espace aérien, on créé ensuite là où c'est nécessaire des espaces aériens contrôlés. Plus il y a de trafic commercial et plus la classe de l'espace aérien contrôlé est contraignante.

Ainsi l'existence d'un organisme de contrôle est liée à l'existence d'un espace aérien, et vice versa. Le contrôle n'existe que s'il y a un espace, et la compétence de l'organisme de contrôle est limitée à cet espace. De même, un espace aérien n'existe que dans les horaires de permanence de l'organisme qui en est chargé. Certains aérodromes par exemple ferment de nuit, dans ces cas là leur espace est le plus souvent de classe G (non contrôlé) pendant cette période.

Ceci est valable pour tous les espaces gérés par n'importe quel organisme (régional, approche) ou contrôle d'aérodrome (TWR).

[modifier] Sur un aérodrome

Un aérodrome est juste qualifié de "contrôlé" ou "non contrôlé". Il n'y a pas de nuances dans le rendu du service de contrôle comme dans les espaces.

Un organisme de contrôle d'aérodrome ne peut exister que sur un aérodrome contrôlé. En dehors des permanences de l'organisme de contrôle, l'aérodrome devient non contrôlé. La zone de compétence du contrôle recouvre le sol, la piste d'atterrissage, et l'espace aérien immédiatement adjacent à la piste.

Sur un aérodrome non contrôlé, deux cas peuvent se présenter. Soit un service AFIS est assuré, auquel cas un agent AFIS dans la tour de contrôle assure les services d'information et d'alerte (un agent AFIS ne fait pas de contrôle au sens réglementaire du terme), soit aucune permanence n'est assurée, auquel cas les pilotes font de l'auto information, soit sur une fréquence attribuée a l'aérodrome, soit sur la "fréquence club" 123,5 Mhz. Dans un tel cas, les pilotes discutent entre eux sur la fréquence pour se mettre d'accord sur les ordres de passage, et s'informer mutuellement de leurs positions respectives.

Voir contrôle d'aérodrome pour plus de détails

[modifier] Les outils du contrôleur

On retrouve certains éléments dans tous les centres de contrôle, quel que soit le type de service rendu.

[modifier] La radiotéléphonie

La radiotéléphonie, appelée couramment "fréquence" ou "micro", est le principal outil des contrôleurs. Le contrôle aérien utilise principalement des radiocommunications VHF, mais aussi parfois, notamment pour le contrôle océanique, des fréquences HF qui ont une plus longue portée. Les militaires utilisent aussi les fréquences UHF. La bande de fréquences VHF réservée à la communication vocale en aéronautique s'étend de 118 MHz à 136,975 MHz (à titre de comparaison, la radio FM est émise entre 87,5 et 107,95 MHz, et la radionavigation aéronautique utilise, entre autres, la bande de 108 à 117,975 MHz).

La fréquence est l'outil que le contrôleur utilise traditionnellement pour :

• Recevoir des informations de la part des pilotes.
• Délivrer des clairances (instructions) aux aéronefs.

La caractéristique pratique de la radiotéléphonie de l'aviation civile est d'être une communication unilatérale : une seule station peut émettre à un moment donné. Si deux stations émettent en même temps, la fréquence est brouillée, et on n'entend aucun des locuteurs.

Les échanges en radiotéléphonie sont codifiés. Tous les messages courants ont une forme canonique qui doit être utilisée. On appelle cela la phraséologie. Elle est étudiée pour que les messages soient :

• Concis
• Clairs
• Sans ambiguïté

À titre d'exemple, le chiffre neuf se prononce en anglais "niner" (avec un son "r" à la fin). En français, le chiffre un s'exprime "unité" pour plus de clarté. Contrairement aux idées reçues, l'expression "affirmatif" est interdite, pour éviter les confusions. Elle est remplacée par "affirme".

Les trois expressions les plus fréquentes pour l'affirmation sont : - roger : ok, bien compris - wilco : (will comply), je ferai ce qui a été demandé - affirm : oui (en réponse à une question) Il est à noter que ces trois expressions sont communes à toutes les langues.

L'alphabet radio international est d'application, il permet une meilleure compréhension de chaque lettre au moyen de mots compréhensibles et prononçables aux quatre coins du globe.

Enfin, le collationnement (readback) est obligatoire pour la plupart des instructions : il s'agit de répéter l'instruction (ou du moins les éléments principaux) pour confirmer la bonne compréhension. Dans certains cas, le contrôleur doit encore confirmer avec le mot "correct". Par exemple, pour autoriser un avion au décollage, le contrôleur lui communiquera l'instruction "cleared for take off" ou "autorisé au décollage", donnera la direction et la vitesse du vent et le numéro de la piste. Le pilote doit répéter l'instruction et, le cas échéant, la piste en service.

Les communications sont enregistrées et conservées pendant en général un mois. Il est strictement interdit de communiquer sur une fréquence d'aviation sans être détenteur d'une licence de radiotéléphonie restreinte (attribuée, entre autres, aux contrôleurs aériens, aux pilotes et au personnel au sol qui est amené à se déplacer sur les taxiways et pistes.

Bien souvent, afin d'obtenir la licence radio, le candidat doit prêter serment de ne jamais faire part au monde extérieur des communications entendues sur les fréquences. Or certains pays légalisent la vente et l'utilisation de scanners (appareils permettant l'écoute des fréquences), donc le caractère secret des communications n'est plus garanti.

Remarque sur l'utilisation des émetteurs : beaucoup de personnes pensent qu'il n'est pas possible d'identifier une personne émettant sur une fréquence d'aviation. Or les principaux aéroports sont bien souvent équipés de radiogoniomètres (aussi appelés gonio ou homer), qui permettent au bout de quelques secondes d'émission, d'avoir des informations sur la provenance du signal. Ce moyen sert, entre autres, à repérer un avion perdu (surtout en l'absence de radar) et lui donner une information (QDM) sur la position relative de l'aérodrome.

[modifier] Les strips

Les strips sont de petites « bandes de progression » (strip en anglais) en papier sur lesquelles sont inscrites les informations relatives aux vols pris en charge par le contrôle aérien.

À chaque vol correspond donc des strips, où sont imprimés les détails connus du vol : indicatif d'appel en radio téléphonie, route, provenance, destination, type d'aéronef, niveau de vol ou altitude .

Le contrôleur utilise ensuite ce strip pour y inscrire les instructions qu'il donne à l'aéronef : changements de cap, d'altitude ou encore de vitesse, autorisations d'atterrissage ou de décollage, horaires de passage de certains points...

Par la suite, le strip est archivé et utilisé comme preuve pour facturer le service de contrôle aérien à la compagnie aérienne.

Certains systèmes modernes remplacent les strips en papier par des « strips électroniques » affichés à l'écran.

[modifier] Le radar

Contrairement à ce que l'on pourrait penser, le radar n'existe pas dans tous les centres de contrôle. La plupart des petits aérodromes sont dépourvus d'écrans de visualisation radar.

Deux types de radar sont utilisés dans l'aviation civile :

• le radar primaire, qui est encore très utilisé pour le contrôle aérien militaire. Dans le civil, il est tombé en désuétude au profit du secondaire. Il est encore utilisé sur les grandes approches, où il est en doublure avec le radar secondaire par sécurité, et pour les radars sols sur les grands aéroports comme l'aéroport Roissy-Charles-de-Gaulle, ou il sert à suivre le déplacement des aéronefs et véhicules au sol.
• le radar secondaire est le plus utilisé dans l'aviation civile, qui profite de l'identification des pistes et de la visualisation uniquement des vols pertinents.

Le contrôleur utilise le radar pour rendre trois services, appelés "services radar" :

• Assistance radar : fournit aux aéronefs des informations relatives à leur position et aux écarts par rapport à leur route.
• Surveillance radar : utilise le radar pour mieux connaître la position des aéronefs.
• Guidage radar : donne des caps aux aéronefs afin de leur faire suivre une trajectoire spécifiée.

Ces services radar ne peuvent être assurés qu'à des aéronefs identifiés radar. De plus, certains organismes ne peuvent assurer qu'une partie des services radar, à cause des performances des systèmes ou de la configuration de leur espace aérien. Par exemple, le guidage radar n'est pas recommandé en classe E. Dans ce cas, seules la surveillance et l'assistance radar sont fournies.

Pour plus d'information sur l'utilisation du radar en pratique, voir contrôle régional et contrôle d'approche

[modifier] les services de la circulation aérienne

Comme nous l'avons vu plus haut, le contrôle aérien rend plusieurs services. Nous allons voir ces services plus en détail.

[modifier] Le service de contrôle

Le service de contrôle est assuré dans les buts suivants :

• Prévenir :
  • Les abordages entre aéronefs
  • Les collisions entre aéronefs et les obstacles
• Accélérer et ordonner la circulation aérienne

Le plus important reste donc la sécurité des vols. La meilleure description d'un contrôleur est un ange gardien. Il s'assure que rien n'arrivera à l'aéronef pendant son vol par des causes extérieures (autre avion, obstacle), et qu'il arrivera a sa destination le plus vite possible.

Pour cela, le contrôle délivre des clairances. Il s'agit d'instructions et d'autorisations de circuler dans des conditions spécifiques. Ces instructions peuvent être assimilées à des ordres. Le commandant de bord d'un aéronef peut toutefois décider d'y déroger mais doit justifier sa décision par une réelle question de sécurité ou de capacité (un virage trop serré pour son appareil par exemple). Le non-respect d'une instruction du contrôle aérien peut mener à la suspension définitive de la licence du pilote.

Malgré cela, le contrôle aérien est avant tout un service aux pilotes et permet bien souvent d'aider des pilotes en difficulté ou des jeunes pilotes qui se sont perdus. D'une manière générale, les pilotes tentent également de s'adapter au trafic et aux circonstances (en acceptant des décollages immédiats par exemple), pour aider le contrôleur à gérer le flux.

Les moyens qu'utilise le contrôleur pour prévenir les abordages sont l'espacement et l'information de trafic.

• L'espacement consiste à ménager entre deux aéronefs une distance minimale, garantissant la sécurité de ces deux avions.

• L'information de trafic est une information précise sur la position d'un autre aéronef pouvant se rapprocher dangereusement. Le pilote peut ne pas voir qu'un avion se rapproche, l'information de trafic l'aide à voir, afin de permettre au pilote d'éviter l'aéronef conflictuel.

Le moyen utilisé pour prévenir les abordages dépend du régime de vol et de la classe de l'espace considéré.

Les méthodes utilisées pour assurer l'espacement et délivrer l'information de trafic dépendent des organismes.

En plus du contrôle aérien, les pilotes de ligne possèdent aussi bien souvent un instrument appelé TCAS (Traffic Collision Avoidance System), sorte de radar embarqué indiquant la position relative des avions, mais suggérant également des manœuvres d'évitement au moyen d'une voix de synthèse.

Les avions de tourisme, eux, volent le plus souvent en VFR (règles de vol à vue) et doivent être en mesure de repérer le trafic visuellement.

Petite anecdote : la priorité à droite existe en avion ! Lorsque deux avions en vol à vue se rencontrent sans contrôle aérien de séparation, celui venant de droite passera le premier (ce qui justifie la lumière rouge sur l'aile gauche et verte sur l'aile droite). Les dépassements et croisements existent eux aussi, mais dans des règles différentes de celles que l'on connaît habituellement.

[modifier] Le service d'information

Le service d'information de vol est assuré sur tout le territoire français. En espace aérien contrôlé, il est assuré par le service de contrôle. Dans les espaces aériens non contrôlés, il est assuré par un organisme SIV en vol, ou AFIS sur un aérodrome.

Il consiste a délivrer aux aéronef les renseignements et avis nécessaires a l'exécution sûre et efficace du vol. Ces renseignements peuvent être (liste non exhaustive) :

• Météorologiques : conditions météo sur un terrain, présences d'orages…
• Information sur le trafic (à ne pas confondre avec l'information de trafic) : information sur un trafic connu ou inconnu, en fonction des éléments disponibles, pouvant interférer avec un aéronef.
• État des aides à la navigation
• État des équipements sol d'un terrain
• Amendements de plan de vol
• Information sur la position, aide aux pilotes perdus
• Autres…

Des renseignements non aéronautiques peuvent être parfois délivrés, mais cela reste à la discrétion du contrôleur en place.

L'information SUR LE trafic dans le cadre du service d'information de vol ne doit pas être confondue avec l'information DE trafic dans le cadre du service de contrôle. La première peut être vague et incomplète, en fonction des éléments disponibles. La seconde est précise et complète, et doit être répétée jusqu'a ce que l'un des deux aéronefs déclare voir l'autre. Dans le cadre du service d'information de vol, cette information est un service dont le contrôleur s'acquitte s'il a le temps. La seconde est obligatoire.

[modifier] Le service d'alerte

Le service d'alerte est aussi vaste que naturel. Il consiste à répondre à tous les besoins des avions qui se disent en détresse, ou dont on peut penser qu'ils sont en détresse. Ce service recouvre des domaines très variés :

• Si un avion a déposé un plan de vol, et que le contrôle à l'arrivée a reçu confirmation qu'il a bien décollé, il doit surveiller que l'avion arrive bien à destination aux alentours de l'heure prévue, et lancer des recherches si ce n'est pas le cas.

• Si un avion ne répond plus à la radio et disparaît du radar, le contrôleur doit vérifier si l'aéronef a eu un problème et s'il s'est écrasé ou posé en urgence. Il déclenche alors les secours pour rechercher l'épave et secourir les occupants.

• Si un aéronef s'écrase sur la piste ou à proximité de l'aérodrome, il déclenche immédiatement les secours et coordonne leur action jusqu'à l'arrivée des renforts.

• Si un pilote signale avoir des problèmes avec son aéronef de nature à entraver le bon déroulement du vol, le contrôleur peut lui donner une priorité absolue à l'atterrissage en écartant tous les autres aéronefs.

• Si le contrôleur sait ou soupçonne qu'un aéronef est détourné, il prévient les autorités compétentes et leur apporte tout le secours nécessaire.

D'une manière générale, ce service est une autorisation légale à porter secours par tous les moyens à un pilote en difficulté. Tout être humain le ferait, mais le service d'alerte donne au contrôleur une justification légale pour retarder ou dérouter certains aéronefs afin de porter secours à un autre.

[modifier] Évolution des outils du contrôleur

[modifier] Les strips électroniques

Les limites du système de strip papier ont commencé à apparaître avec la complexification des systèmes de visualisation radar, notamment l'apparition du filet de sauvegarde. Il s'agit d'une fonction qui permet de prédire la trajectoire des aéronefs, et d'afficher une alerte si le système prévoit que les aéronefs vont se rapprocher dangereusement dans les prochaines minutes. Le contrôleur prend alors une mesure corrective.

Ce système est un progrès énorme, mais présente des limites. Les calculs de trajectoires sont basés uniquement sur les informations radar, et ne prennent pas en compte les clairances données par le contrôleur. Parfois, une alerte se déclenche alors que le contrôleur a déjà pris les mesures pour la corriger. Dans ce cas, en plus du stress engendré par l'alarme, le contrôleur perd confiance dans le système, et risque d'ignorer l'alerte plus tard à un moment ou elle était justifiée. Cette limite du système est donc un facteur de risque, et une étude a été menée pour chercher les solutions possibles. Une de ces solutions est le strip électronique.

Le problème vient du fait que l'ordinateur ne dispose pas d'informations suffisantes pour calculer les trajectoires de façon précise, sur un intervalle de temps de plusieurs minutes. Les informations que le contrôleur note sur ses strips seraient très utiles au système pour affiner ses prédictions. Il faut donc que le contrôleur renseigne ses strips, non plus sur papier, mais sur un ordinateur, afin que le filet de sauvegarde puisse aller y puiser les informations dont il a besoin. Les premiers projets ont consisté en un écran horizontal ou sont dessinés des strips que le contrôleur peut remplir à l'aide d'un clavier et d'une souris. Un autre projet est une visualisation radar avec des menus déroulants permettant de changer le cap, la vitesse, l'altitude des avions.

Cependant parmi les contrôleurs, ce sujet suscite de la méfiance. En effet le strip papier est considéré comme le dernier recours quand les autres outils tombent en panne. Si la visualisation radar et le système de strip électronique tombent en panne en même temps, le contrôleur perd toutes ses informations, et est incapable de faire son travail. Egalement d'un point de vue plus psychologique, le strip a toujours été l'outil et le symbole des contrôleurs, et s'en détacher n'est pas facile.

[modifier] Le Data Link

Créé initialement pour aider au contrôle du trafic au dessus des espaces océaniques, ce système est en passe de devenir un nouvel outil capable de remplacer ou de seconder le radar et de compléter les communications vocales. Grâce à un équipement spécial à bord de l'avion, les données des calculateurs de bord (position, altitude, vitesse, météo) sont collectées, puis transmises à intervalles réguliers par satellite — au dessus des océans — vers les équipements au sol. Une interface graphique permet de visualiser ces éléments et leur mise à jour sur un écran. Les images obtenues peuvent même être intégrées sur les écrans radar de dernière génération (moniteur graphique). Il s'agit aussi d'utiliser une messagerie électronique pour les dialogues entre pilotes et contrôleurs.

Services rendus :

ADS (Automatic Dependant Surveillance) : Surveillance automatique de la position réelle de l'avion. Pour l'instant on utilise principalement l'ADS-C (pour Contrat). Des contrats sont établis automatiquement entre le sol et les vols pour que les données soient envoyées à intervalles réguliers vers le contrôle aérien (ex. : toutes les 20 minutes). Si l'avion dévie de son profil de vol autorisé (route…), il passe dans un mode de surveillance plus serré qui permet de corriger sa position rapidement. Ce n'est malgré tout pas un remplacement d'un radar classique, principalement à cause du délai entre les mises à jour. Ce système est en service actuellement dans de nombreuses régions océaniques, par exemple au dessus du Pacifique entre les FIR de la Nouvelle-Zélande, de Tahiti et celle d'Oakland aux USA.

Le futur, c'est l'ADS-B (Broadcast : diffusion). Là, les délais d'envoi des informations par les vols seront très courts et permettront une surveillance accrue, identique à celle d'un radar classique. Ce système est en cours d'homologation par l'OACI. L'Australie le teste déjà conjointement avec un système radar pour pouvoir l'utiliser au dessus des zones semi-désertiques où la mise en place de radars est soit trop onéreuse soit impossible. La France va bientôt équiper la zone de la Réunion et pourrait étendre ensuite ce système à toutes les zones impossibles à équiper en radar (archipels polynésiens, Guyane, etc.).

CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications) : En plus de la partie surveillance automatique dévolue à l'ADS, le deuxième apport du DATA LINK est la possibilité de communication entre les pilotes et les contrôleurs par un système de messagerie. L'amélioration est spectaculaire particulièrement dans les zones transocéaniques, là où seule la HF est utilisable. Ces dialogues sont codifiés pour des raisons de sécurité : messages préformatés avec passage de paramètres (ex : autorisation de monter ou de descendre à tel ou tel niveau de vol), avec des procédures de bouclage pour s'assurer que l'information a bien été envoyée, reçue et suivie.

Citons encore la "surveillance enrichie" ou CAP (Controller Access Parameters) qui est mise en œuvre en Europe continentale à l'aide de radars dits "mode S". Les systèmes bord enverront automatiquement des informations de surveillance précises telles que : le cap magnétique, le taux de montée, la vitesse indiquée… Ces informations devenant disponibles pour les contrôleurs aériens, la surveillance des vols devient plus fine et la charge de communication réduite entre pilotes et contrôleurs.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

• Espace aérien
• Phraséologie
• Gestion du trafic aérien
• Système de contrôle automatisé du trafic aérien
• Réglementation de la Circulation Aérienne
• Direction générale de l'aviation civile
• OACI

[modifier] Sources

• RCA 1 - Définitions
• RCA 2 - Services de la circulation aérienne

[modifier] Liens externes

• http://www.chakram.info : explique les rudiments du contrôle aérien
• [1] : circulation aérienne militaire