— la phase Stratégique, allant de un an à sept jours avant le jour d’opération (c’est-à-dire le jour même où les avions volent),
— la phase Pré-Tactique, les six jours avant le jour d’opération, — la phase Tactique, le jour d’opération.
Stratégique. Entre un an et sept jours avant le jour d’opération, la phase stratégique consiste à se concentrer sur la collecte de toutes les activités liées à l’ASM , c’est-à-dire la définition des différents secteurs, de leur géométrie, des routes, des différentes procédures de vol, dans le but de les améliorer, mais aussi de les adapter aux flux qui sont prévus. Elle consiste en particulier à étudier les données de vols passés (comme les Flight Plans ), mais aussi prévoir les futures demandes, afin d’être capable d’accepter au mieux cette demande, et de prévoir des possibles dépassements de la capacité des différents secteurs. Dans ces flux prévus, nous pouvons notamment citer les flux saisonniers, tels que les flux d’été s’ef- fectuant du Nord de l’Europe vers le Sud de l’Europe, ou des évènements majeurs (sportifs par exemple).
Pré-Tactique. Durant les six jours avant le jour d’opération, la phase pré-tactique consiste à étudier la demande du jour d’opération, et à la comparer avec les capacités qui ont été calculées. La demande étant mieux connue (les plans de vols par exemple sont affinés), de même que certaines conditions météorologiques, des ajustements peuvent être effectués pour mieux prédire le besoin à chaque instant. Le but global de cette phase est d’équilibrer au mieux la demande et la capacité (comme les configurations des secteurs, des propositions de modifications de Flight Plans ...).
Tactique. La phase tactique se déroule pendant le jour d’opération. Le but est de prendre des décisions en temps réel concernant la demande telle qu’elle est observée, ou est prédite, avec un granularité bien plus fine. Ici, il faut prendre en compte des évènements non prévus tels que des changements de météorologie, des grèves, des problèmes dans un aéroport (sur une piste, des problèmes au départ...), mais aussi les opportunités qui se présentent pour faire les changements nécessaires dans la demande pour équilibrer celle-ci avec la capacité. Une des mesures applicables pendant cette phase est de retarder ou d’avancer les heures de départ des avions.
1.4
Conclusion
Nous avons fait dans ce premier chapitre une présentation de la gestion du trafic aérien dans son ensemble.
En résumé, la grande majorité du trafic aérien est structurée autour d’un réseau de routes. Afin de surveiller le trafic, et de gérer l’évitement entre les différents avions, l’es- pace aérien a été subdivisé en sous-espaces, dont le volume a été défini pour permettre à des contrôleurs aériens d’effectuer cette tâche. Dans le but d’assurer une plus grande sé- curité du trafic aérien, une zone de séparation correspondant à une portion de cylindre de
5N M de rayon et de 1000 f t de hauteur est établie autour de chaque avion. En fonction de la demande, les sous-espaces peuvent être regroupés ou dégroupés dans le but de mieux gérer la demande pendant le contrôle. Afin de ne pas dépasser la capacité des espaces aériens, ou des aéroports, le trafic aérien est aussi géré avant leur phase de vol, dans le but de réguler la demande et de réduire la charge des contrôleurs.
Cette gestion du trafic aérien fait face à différents défis, que nous présentons dans le chapitre suivant.
2
Défis et objectifs de la thèse
2.1
État des lieux de la gestion du trafic aérien (ATM)
A part quelques années comme celle de 2008, depuis 1970 le trafic aérien mondial n’a pas cessé d’augmenter comme le montre la figure 2.1. Cette augmentation a été possible grâce à de nombreuses avancées techniques et organisationnelles.
Parmi les avancées techniques, l’amélioration de la précision des radars a permis en 50 ans de réduire les normes de séparation de 20N M à 5N M horizontalement et de 2000 f t à 1000 f t verticalement. Ce qui a permis d’avoir non seulement le double de niveaux de vols, mais aussi d’avoir plus d’avions à une même altitude [DGAC, 2013].
Un contrôleur aérien ne pouvant pas contrôler un nombre infini d’avions à la fois (1.3.1), cette augmentation a été compensée par l’augmentation du nombre de contrôleurs et du nombre de secteurs, comme le montre la figure 2.2.
Cependant, la subdivision de l’espace aérien en secteurs ne peut pas se faire indéfini-
Figure 2.1 – Évolution dans le monde du nombre de passagers transportés par l’aviation civile (en milliard) par an
Figure 2.2 – Évolution en France entre les années 1966 et 2010 du nombre d’avions, de sec- teurs, de contrôleurs, et d’avions par contrôleur [Alliot and de Verdière, 2003]
ment. En effet, un contrôleur a besoin de temps pour interagir avec les avions dans son secteur, tout d’abord pour les communications réglementaires d’entrée et de sortie du sec- teur, mais aussi pour gérer les conflits. Pour cela des modifications de la forme des secteurs ont été proposées [Tran Dac, 2004] ; néanmoins, cette remodélisation des secteurs est sujette aux mêmes contraintes de taille.
Ainsi, même si la capacité au fil des années a augmenté, elle n’a pas totalement suivi la croissance du trafic ; ce qui amène aux congestions que connaissent aujourd’hui l’Europe et les Etats-Unis. Cette congestion se situe surtout au niveau des aéroports aux Etats-Unis et en Europe.
Ces limites, qui sont déjà atteintes dans certains cas, risquent d’être dépassées dans quelques années puisque les prévisions d’évolution du trafic sont toujours à la hausse. En effet, les estimations prévoient une augmentation du trafic aérien d’environ 2, 5% par an comme le montre la figure 2.3.