LE CONTROLE AERIEN

 
La densité de trafic en Europe comme son importance économique sont telles que le contrôle aérien est devenu un impératif absolu. Près de 9000 aéronefs survolent quotidiennement la France. La Direction Générale de l'Aviation Civile compte près de 4600 contrôleurs aériens et ce chiffre devrait croître pour faire face à un doublement du trafic aérien en 2015 !

Le contrôle aérien est rendu dans le ciel français à deux types de circulation aérienne :

Dans le ciel cohabitent donc des avions de tourisme (VFR), des avions de transport public (IFR), des appareils militaires (COM), des appareils en essais (CER) auxquels s'ajoutent des activités sportives en VFR telles que le vol à voile, l'aérostation, les ULM ou l'aéromodélisme ...

Concorde à l'atterrissage 

Contrôler ces activités afin d'assurer la sécurité est complexe à cause des différences de vitesses et de manoeuvrabilité des aéronefs. Il existe tout un réseau de routes dans le ciel appelées routes ATS ainsi que des zones et des espaces réglementés (R), dangereux (D) ou interdits (P). Pour en savoir plus sur l'organisation de l'espace aérien, cliquez ici.

Les contrôleurs aériens rendent aux aéronefs trois services :

Aujourd'hui en France les contrôleurs s'aident du radar pour rendre ces services.

Ecoutez l'emission "Découvertes" de Michel Drucker diffusée le 29 juin 2009 sur Europe 1 intitulée : "Profession : Aiguilleur du ciel" (59 minutes, fichier MP3 de 27 Mo) :

 

Le contrôle aérien s'exerce à partir de trois types de centres de contrôle :

Vigie

Tour de contrôle de l'aéroport de Nantes Atlantique (LFRS)

La tour de contrôle

Le centre de contrôle d'approche

Le centre régional de la navigation aérienne

Les moyens techniques

La gestion des vols 

Les moyens humains

LA TOUR DE CONTROLE (TWR)

Les contrôleurs y assurent leurs fonctions qui consistent à contrôler les atterrissages et les décollages ainsi que toute la circulation au sol des aéronefs comme des véhicules. 

   

Les Tours de contrôle Nord et Sud de l'aéroport Roissy - Charles De Gaulle (LFPG)

Plus le terrain est important, plus le rôle du guidage au sol est complexe. Sur les terrains d'Orly et de Roissy, le contrôleur "sol" dispose d'un radar sol pour l'aider dans sa tâche.

Poste de contrôle radar sol à Roissy - Charles De Gaulle (LFPG)

L'appareil est pris en compte par la Tour en phase d'approche finale. Le circuit d'aérodrome se présente sous la forme d'un hippodrome. 

Carte d'approche à vue de l'aéroport de Toulouse - Blagnac (LFBO). On peut notamment y voir les itinéraires à partir de différents points d'entrée pour rejoindre ou quitter le circuit d'aérodrome qui est toujours contrôlé.

Il permet aux pilotes de repérer les installations au sol et aux contrôleurs d'intégrer les avions en fonction de leurs différentes performances. A l'inverse, le trafic commercial est présenté dans l'axe de piste par le contrôle d'approche.

Vigie de l'aéroport de Marseille Provence (LFML)

Rapport du STBA (Service Technique des Bases Aériennes) sur les contraintes de construction des tours de contrôle : .

LE CENTRE DE CONTROLE D'APPROCHE (APP)

Ce centre rend les services de la circulation aérienne dans un espace associé qui permet l'approche des aéronefs de transport public (IFR). Il s'agit pour le contrôleur d'approche de guider les aéronefs depuis la croisière vers l'axe de la piste où ils seront pris en charge par la Tour. En cas de surcharge, le contrôleur peut ouvrir des circuits d'attente où les aéronefs vont attendre en faisant des hippodromes (appelés stacks) au-dessus d'une balise. 

Schéma d'une procédure d'approche

Sinon, le contrôleur radar aligne les avions en respectant une séparation en distance et en durée (en général 3 milles nautiques (NM) et 90 secondes) vers la piste en service en les guidant à l'aide de caps, d'altitudes et de vitesses. On appelle cette action la "régulation radar". 

Photo d'un écran radar d'approche de l'aéroport Roissy - Charles De Gaulle (LFPG) montrant les étiquettes générées par le radar grâce au transpondeur embarqué à bord des avions. Sur cette image, on voit les cercles centrés sur les 4 pistes de Roissy séparés de 3 NM. Le nord est en haut et les pistes en service sont face à l'ouest (les avions se déplacent vers la gauche). Sur la gauche, on voit 2 avions au départ : AFR438 - Air France - (Boeing 777 pour Mexico) et CES0554 - China Eastern - (Airbus A340 pour Pékin). En finale au nord, AFR439 (Boeing 777 arrivant de Mexico) : 016 représente 1600 ft au calage altimétrique 1013.25 hPa (niveau de vol de l'avion ou FL pour Flight Level), la flèche vers le bas montre qu'il descend, H signifie que l'appareil appartient à la catégorie de turbulence de sillage Heavy (lourd), 16 donne sa vitesse sol : 160 kt. Il est à 4 NM du seuil de piste. Derrière, on voit que le vol BMA177 - British Midland - arrive à l'altitude-pression de 4100 ft au point d'interception du glide (représenté par la flèche) à la vitesse sol de 190 kt. Le M signifie que c'est un appareil de catégorie de turbulence de sillage Medium (moyen) : Il lui faut au minimum une séparation de 5 NM derrière le Heavy. En bas à gauche, on voit un code 4401 qui est un vol VFR à l'altitude-pression 1200 ft, stable, avec une vitesse sol de 100 kt et qui approche du point Echo 1 du transit du Bourget (représenté par le triangle pointe en haut).

Les appareils approchent à 400 km/h et le contrôleur dispose de peu de temps pour réagir. Un terrain comme Roissy gère en moyenne 1300 mouvements par jour (un mouvement = un atterrissage ou un décollage). Le contrôleur d'approche assure aussi le guidage au départ des aéronefs.

Carte d'approche ILS des pistes 27 de Roissy - Charles De Gaulle (LFPG)

Sur Paris, les approches d'Orly, de Roissy et du Bourget sont couplées. En province, il existe des approches centrales situées dans les tours des grands terrains et qui assurent le contrôle d'approche pour tous les terrains satellites. Une procédure sans radar peut exister sur les petits terrains. Elle permet à un avion de se poser en mauvaises conditions météorologiques. Cependant, dès que le trafic augmente, l'outil radar devient indispensable pour assurer la sécurité et la régularité des vols.

Ecran radar (audio + vidéo) comme écran de veille pour votre ordinateur :

LES CENTRES REGIONAUX DE LA NAVIGATION AERIENNE (CRNA)

Ces centres étaient anciennement appelés Centres de Contrôle Régional (CCR). Il en existe 5 en France : Brest, Athis-Mons, Reims, Bordeaux et Aix-en-Provence.

Zones contrôlées par les 5 CRNA en France 


Dans ces centres, les contrôleurs travaillent en binômes sur un secteur de l'espace aérien appelé UCE (Unité de Contrôle d'Espace). Ce binôme comprend un contrôleur organique chargé des coordinations avec les secteurs adjacents et de la détection de conflit et un contrôleur radar chargé de résoudre les conflits à l'aide du radar. 

Poste de contrôle d'une UCE dans un CRNA. A droite, le contrôleur organique. A gauche, le contrôleur radariste.

Les deux contrôleurs sont qualifiés (Premier Contrôleur) sur les deux positions. La salle de contrôle comprend plusieurs UCE et est supervisée par le Responsable De Salle (RDS) qui prend les décisions d'armement, d'ouverture ou de fermeture des positions. 

CRNA Nord

Les appareils suivent des routes (routes ATS) en fonction de leurs équipements et de leurs destinations.

Détail d'un écran radar dans un CRNA

Les CRNA gèrent tout l'espace aérien en route, c'est à dire tous les survols de la France, une partie de la Méditerranée et de l'Atlantique.

Simulateur radar de contrôle aérien en cliquant : .

Radar de Bretagne au CRNA Ouest à Loperhet

LES MOYENS TECHNIQUES DU CONTROLE

Le Service Technique de la Navigation Aérienne (STNA) réalise les systèmes de contrôle après études par le Centre d'Etudes de la Navigation Aérienne (CENA) avec les laboratoires industriels. Ces moyens utilisés par les contrôleurs sont multiples. Ils vont de la radio au système informatique d'aide à la décision.

Tour de contrôle de l'aéroport de Cannes-Mandelieu (LFMD) 

La radiotéléphonie

C'est le moyen le plus ancien. Selon les règles de l'OACI (Organisation de l'Aviation Civile Internationale), les communications air-sol doivent se faire dans la langue de la station au sol ou à défaut en anglais. La langue aéronautique est codifiée par une phraséologie stricte et un code alphabétique. Cette phraséologie évite les erreurs de compréhension. Chaque secteur de contrôle possède sa fréquence et des relais sont installés dans toute la France.

Fokker 100 devant la Tour de contrôle de l'aéroport de Lyon Bron (LFLY)

 

Lettre

Alphabet Radio International Alphabet Morse

A

Alpha

.-

B

Bravo

-...

C

Charlie

-.-.

D

Delta

-..

E

Echo

.

F

Fox-Trot

..-.

G

Golf

--.

H

Hôtel

....

I

India

..

J

Juliett

.---

K

Kilo

-.-

L

Lima

.-..

M

Mike

--

N

November

-.

O

Oscar

---

P

Papa

.--.

Q

Québec

--.-

R

Roméo

.-.

S

Sierra

...

T

Tango

-

U

Uniform

..-

V

Victor

...-

W

Whiskey

.--

X

X-Ray

-..-

Y

Yankee

-.--

Z

Zulu

--..

Le réseau de télécommunication

Les plans de vol et autres messages relatifs à la navigation aérienne sont transmis via un réseau fixe de téléscripteurs dans le monde entier. Chaque station est codée, ce code a été mis au point par l'OACI. Les deux grands réseaux fixes définis par l'OACI sont le Réseau du Service Fixe des Télécommunications Aéronautiques (RSFTA) et le réseau CIDIN (Common ICAO Data Interchange Network). Les messages échangés sur le RSFTA sont affectés d'un indicateur de priorité qui détermine la priorité de transmission. Ces indicateurs sont, du plus prioritaire au moins prioritaire :

Vue aérienne de l'aéroport de Lyon Bron (LFLY)

L'information aéronautique

Les informations touchant aux moyens comme aux infrastructures sont disponibles dans les BRIA (Bureaux Régionaux d'Information et d'Assistance aux vols) situés sur les grands aéroports. Ces BRIA reçoivent les plans de vol déposés par les pilotes ou par leurs compagnies aériennes.

Le radar

C'est un moyen de détection qui fournit l'azimut et la distance de l'écho. 

Antenne radar

On distingue le radar primaire dont le faisceau envoie une image de tous les objets métalliques rencontrés. Ce type de radar de détection est surtout utilisé par les militaires pour la surveillance du ciel. Avec le radar secondaire, l'écho envoie un signal codé qui identifie l'avion. Un traitement informatique de la réponse associé au plan de vol permet au contrôleur de visualiser une étiquette alphanumérique sur son écran. L'écran dans les dernières versions ODS France (Operational Display System) est codé en couleur en fonction des trajectoires des aéronefs.

Station ODS au CRNA Nord à Athis-Mons

Ecran radar (audio + vidéo) comme écran de veille pour votre ordinateur :

Simulateur radar de contrôle aérien : .

Détail de l'image radar IRMA 2000 de l'aéroport de Lyon Bron (LFLY). Cliquez sur l'image pour la télécharger en taille réelle (1.3 Mo) et pouvoir lire l'écran radar. On y voit au centre la CTR de Lyon Bron, à droite celle de Lyon Saint-Exupéry (LFLL) ainsi que la ZIT (Zone Interdite Temporaire) du Bugey (cercle en pointillés) qui protège la centrale nucléaire et à gauche la ZRT (Zone Réglementée Temporaire) de Lyon en forme de quartier de cercle. Les triangles matérialisent les points IFR (à 5 lettres), les losanges les points de compte-rendu VFR dans les CTR de Bron et de Saint-Exupéry. Les moyens de radionavigation sont également symbolisés par des carrés pour les VOR (LSE et VNE) ou des cercles concentriques pour les locators (BR et LYS). Les aérodromes voisins sont symbolisés par des petits rectangles et, pour certains d'entre eux, l'indicateur d'emplacement OACI du terrain est indiqué (LFHV = Villefranche Tarare, LFHC = Pérouges Meximieux, LFKP = La Tour du Pin Cessieu, ...). Les cercles concentriques noirs sont séparés de 5 NM et les tirets rouges matérialisent les itinéraires de départ standards aux instruments (SID) en piste 34 de Lyon Bron, correspondant à la configuration en service lorsque la photo a été prise. Tous les vols sont codés en couleur afin de faciliter leur identification. Dans la CTR de Saint-Exupéry, on distingue les 2 pistes de l'aéroport ainsi que la zone d'ATOCHEM. Les départs IFR de Saint-Exupéry sont en saumon (KLM1254 passe 4900 ft en montée à la vitesse sol de 190 kt, DAH1135 passe 10100 ft en montée à la vitesse sol de 280 kt, tous deux sont de catégorie de turbulence de sillage M moyen) et les arrivées IFR de Saint-Exupéry sont en bleu électrique (on voit le AZA392, turbulence de sillage M, qui intercepte l'axe au Sud de LYS 3500 ft en descente à la vitesse sol de 190 kt). Dans la CTR de Bron, on distingue la piste de l'aéroport (matérialisée par un trait plein à la pointe de la ZRT), l'axe de piste matérialisé par des pointillés et délimité au Nord par le FAF (Final Approach Fix = repère d'approche finale) de la piste 16 représenté par une croix et au Sud par la balise BR qui est utilisée pour certaines procédures IFR en piste 34. La zone d'entraînement du Grand Large au Nord-Est des installations est matérialisée par un triangle. Les départs IFR de Bron sont en rose foncé (au Nord le N198ND, Cessna Citation de turbulence de sillage L léger passant 10800 ft en montée à 190 kt, au Sud le F-GHPB, Falcon 100 de turbulence de sillage M moyen passant 22700 ft à 300 kt). Les arrivées IFR sur Bron sont en vert (on voit le F-GNMA, Beech 90 de turbulence de sillage L en finale ILS piste 34 passant 1100 ft en descente à 110 kt. Le F indique que ce vol n'est plus détecté que par le radar de Four (situé dans l'Isère à l'Ouest de Bourgoin-Jallieu) alors que, normalement, chaque avion doit être vu par 3 stations radar). Les vols locaux d'entraînement IFR à Bron sont en noir sur l'écran (avec la comète blanche) : C'est le cas du F-GIFE, un PA28 de turbulence L qui entame un virage à droite après sa montée initiale passant 2000 ft à la vitesse sol de 60 kt. Les vols en jaune sont des vols VFR : Ici, le code 7000 est un hélicoptère au départ du terrain à la vitesse sol de 20 kt. Enfin, les vols codés en violet sont des transits à haute altitude qui ne concernent pas la zone d'approche de Lyon (code 3121 stable au FL390 à 450 kt, code 2337 stable au FL340 à 440 kt, RGN9046 stable au FL270 à 450 kt de turbulence de sillage H lourd).

L'informatique

L'automatisation du contrôle aérien se traduit par la suppression des tâches répétitives et la création d'outils d'aide à la décision. Sur son écran, grâce au système CAUTRA (Coordonnateur AUtomatique du TRafic Aérien) de cinquième génération, le contrôleur dispose d'une image radar renseignée. Il peut, via une interface appelée digitatron, communiquer avec le CAUTRA pour obtenir tous les éléments d'un vol et les coordonner avec un autre secteur. 

Le CAUTRA associe le système de traitement des plans de vol à celui du traitement radar. Il est lié au système européen IFPS de traitement des plans de vol. 

Ecran d'un digitatron

Dans les zones où un radar ne peut pas être implanté comme le Pacifique, le contrôleur dispose d'une matérialisation des vols grâce à un PC alimenté par des messages data-link. Il existe aussi des outils de prévision pour séquencer les arrivées massives des aéronefs sur les plates-formes parisiennes.

LA GESTION DES VOLS

La CFMU (Central Flow Management Unit), située à Bruxelles et rattachée à Eurocontrol, assure la responsabilité exécutive des activités ATFM (Air Traffic Flow Management) dans la région des 41 Etats membres de la CEAC (Conférence Européenne de l'Aviation Civile). Elle élabore son schéma d'orientation et de gestion du trafic à partir de plusieurs données comme : 

A partir de l'analyse de ces données, le système TACT (Tactical System) compare la demande de trafic et la capacité disponible de chaque secteur de contrôle. Cela permet à la CFMU d'évaluer le degré et l'étendue de tout déséquilibre. Les régulations gérées par TACT sont portées à la connaissance des usagers au moyen de l'ANM (ATFM Notification Message) la veille du jour où elles doivent avoir lieu. Cet ANM est un listing de toutes les mesures de régulations prévues pour un jour donné et est envoyé en totalité (ou en partie) aux abonnés du RSFTA (Tours de contrôle, BRIA, exploitants, FMP, etc ...). L'ANM peut être amendé en cas de modification de régulation :

Exemple d'ANM. Les indications comprennent la zone dans laquelle la régulation est appliquée suivie de New (pour une nouvelle régulation), Cancel (pour une annulation de régulation) ou Change (pour une modification de régulation) [LSAG 02 NEW = Nouvelle régulation dans la zone gérée par Genève], le trafic pour lequel la régulation est appliquée [ENT LSAG UIR = Trafic arrivant dans l'espace aérien supérieur géré par Genève], les niveaux de vol concernés (suivis d'un + : Au dessus du niveau désigné, suivis d'un - : En dessous du niveau désigné) [195 + = Tous les niveaux de vol à partir du niveau 195 sont concernés par la régulation], les heures UTC de début et de fin de la régulation [0630 - 1830 = Régulation débutant à 6H30 UTC et se terminant à 18H30 UTC], le code de la régulation [LSAG12] et la raison de la régulation [ATC CAPACITY = Dépassement de capacité des secteurs de contrôle]. 

Pour les pilotes et leurs passagers cela se traduit par des re-routings ou des créneaux de décollage (slots). En cas de mise en place d'une régulation sur un secteur, ces créneaux sont calculés par un logiciel d'allocation de créneaux appelé CASA (Computer Assisted Slot Allocation) dont l'adresse RSFTA est EBBDZMTA et qui travaille en étroite collaboration avec TACT.  En fait, sur un secteur surchargé, les contrôleurs de la CFMU remontent au moment du décollage. L'ordinateur permet le calcul de nouvelles heures de départ de façon à étaler le trafic sur la capacité possible du secteur. Les vols pourront se dérouler en toute sécurité moyennant un petit retard au décollage. Naturellement, si la demande excède de beaucoup la capacité des secteurs, le travail se complique et les retards s'accumulent. Ce phénomène est accentué par le fait qu'un appareil effectue plusieurs rotations dans la journée et que le retard du matin est pratiquement irrattrapable dans la journée compte tenu des courts délais d'escale associés aux hubs !

PHASES D'ACTIVITES D'ATFM

Avant J-2

Entre J-2 et J-1

Le jour J

Action nécessitant plus de 2 jours de préparation avant la régulation.

Action entreprise durant les 2 jours précédents la régulation.

Action entreprise le jour de la régulation.

PHASE STRATEGIQUE

PHASE PRE-TACTIQUE

PHASE TACTIQUE

BASEE SUR 

  • Prévisions de trafic de la banque de données d'Eurocontrol (ARC, ENV).
  • Prévisions de trafic de la banque de données d'Eurocontrol (ARC, ENV).
  •  Informations provenant des FMP (Flow Management Position). Il y a une position FMP dans chaque centre de contrôle en route (CRNA). Le contrôleur FMP prévient la CFMU du fonctionnement des différents secteurs de contrôle.
  • Données statistiques.
  • Plans de vol déposés (FPL) ou répétitifs (RPL).
  • Messages des exploitants.

RESULTATS

  • Plan de gestion de régulation de trafic.
  • Plan d'itinéraires standards SRS (Standard Routing Scheme) qui aboutit à des routes obligatoires à suivre en fonction des aéroports de départ et d'arrivée.
  • ATFM Notification Message (ANM). 
  • Allocation de crénaux (slots).
  • Re-routing.

Les messages ATFM

Les messages ATFM sont échangés sur le réseau RSFTA avec la priorité FF (messages intéressant la sécurité des vols). Ils sont rédigés dans un format particulier appelé ADEXP (Air traffic services Data EXchange Presentation) défini par Eurocontrol pour l'échange de messages entre calculateurs, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un réseau. Le texte d'un message au format ADEXP est une suite de champs formés de mots-clés (systématiques) et de variables (propres à un vol donné). A l'exception du champ TITLE placé au début du texte et indiquant le type du message, l'ordre des autres champs est indifférent. Pour les messages de régulation, l'interlocuteur est le calculateur CASA via son adresse RSFTA (EBBDZMTA).

LES MOYENS HUMAINS

Malgré des moyens techniques puissants, l'homme reste dans la boucle. Cette maxime permet à l'homme de rattraper une situation et de garder l'initiative dans un métier dont dépend la vie de plusieurs centaines de passagers.

Sous le terme générique de contrôleur se cachent plusieurs statuts et fonctions qui sont :

Le Concorde Air France Fox Bravo devant la Tour de contrôle de l'aéroport de Châteauroux Déols (LFLX)

Agent AFIS

Les français peuvent également rejoindre l'agence européenne Eurocontrol dont dépend le centre de contrôle régional de Maastricht. Ils sont alors formés à l'Instillux à Luxembourg (environ 500 contrôleurs).