Danger des interactions entre automatismes non coordonnés
Luc Deneufchâtel
Coordinateur du groupe de travail, membre de l’AAE
L’AAE publie un Avis qui met en lumière les risques croissants liés au développement parallèle, et souvent non coordonné, des automatismes de sécurité dans les systèmes de contrôle aérien (ATC) au sol et des systèmes embarqués à bord des avions. L’objectif de cet Avis n°21 est d’alerter les acteurs institutionnels et industriels du transport aérien (OACI, EASA, Eurocontrol, FAA, SESAR JU …) sur la nécessité d’une approche intégrée de conception, d’exploitation et de régulation de ces automatismes afin de préserver et d’améliorer la sécurité globale du transport aérien. Pour ce faire il émet sept recommandations majeures et appelle à la création urgente d’un cadre coopératif global, garantissant la cohérence, la standardisation et la confiance mutuelle entre les automatismes du ciel et de la terre — condition indispensable pour un ciel plus sûr et plus efficient.
Contexte général
L’aviation civile poursuit une amélioration continue de la sécurité tout en répondant à la croissance du trafic et aux impératifs environnementaux. Si les évolutions des systèmes sol et bord suivent des logiques proches (intégration du retour d’expérience, mise à niveau technologique), elles se font souvent de manière indépendante. Ce cloisonnement technique et organisationnel crée des incohérences potentielles entre automatismes qui visent pourtant le même objectif : prévenir les collisions, les incursions sur piste et les impacts avec le relief (CFIT).
L’évolution vers une gestion du trafic aérien plus stratégique, incarnée par le programme européen SESAR, accentue encore le besoin d’interopérabilité entre systèmes.
Interactions problématiques entre automatismes
Prévention des collisions en vol : ACAS vs STCA
L’introduction de l’ACAS/TCAS (Airborne Collision Avoidance System) à bord des avions et du STCA (Short Term Conflict Alert) au sol a permis d’améliorer la détection des conflits de trajectoire. Cependant, ces systèmes fonctionnent sans coordination directe. L’ACAS, totalement autonome, peut ordonner une manœuvre verticale alors que le contrôleur, alerté par le STCA, peut simultanément donner une instruction contraire.
L’accident d’Überlingen (2002) illustre dramatiquement cette absence de coordination. Depuis, des procédures humaines ont été instaurées, mais la synchronisation technique reste limitée. L’avis préconise d’automatiser la notification des RA (avis de résolution) via liaison de données pour réduire la “période aveugle” entre le déclenchement d’un RA et l’information du contrôleur.
Affichage TCAS sur Navigation Display.© CC
Prévention des collisions avec le relief (TAWS). © Airbus
Prévention des collisions avec le relief : TAWS vs MSAW
Ces deux systèmes visent à prévenir les CFIT, mais s’appuient sur des bases de données et logiques distinctes. Bien que leurs actions soient rarement contradictoires, leurs incohérences peuvent générer de la confusion. Le MSAW (Minimum Safe AltitudeWarning), non standardisé et inégalement déployé, demeure moins fiable que le TAWS (Terrain Avoidance and Warning System). Une analyse conjointe des alertes TAWS/MSAW est recommandée pour harmoniser leur emploi opérationnel.
Sécurité aéroportuaire : dispositifs sol et bord non harmonisés
Les incursions de piste représentent toujours un risque majeur. Côté sol, des systèmes comme l’A-SMGCS (Advanced Surface Movement Guidance and Control System), le RWSL (Runway Status Lights), ou les modules de contrôle de conformité des clearances renforcent la surveillance. Côté avion, des outils tels que les AMM (Airport Moving Maps) et les futurs filets embarqués basés sur ADS-B (Airborne Dependent Surveillance mode Broadcast) améliorent la perception de l’environnement.
Mais ces innovations restent non coordonnées : les systèmes sol utilisent des capteurs multiples (coopératifs et non coopératifs), tandis que les systèmes bord dépendent uniquement des signaux ADS-B. Cette asymétrie peut conduire à des alertes divergentes et à des réactions inappropriées.
Programme SESAR et limites actuelles
Lancé en 2007, le programme SESAR vise à moderniser la gestion du trafic aérien européen, en s’appuyant sur le concept de trajectoire 4D optimisée. S’il a permis de nombreux progrès techniques, SESAR n’a pas encore défini un concept opérationnel transversal de coordination entre les acteurs sol, bord et aéroport. La décision coopérative (ATM-CDM), pourtant essentielle à la cohérence du système global, reste absente. Cette lacune risque de freiner la transition vers un ATM plus automatisé et intégré.
Recommandations majeures
L’Académie formule sept recommandations prioritaires :
- Mandat à l’EASA pour définir un concept opérationnel global précisant les rôles et interactions entre tous les acteurs (ATC, opérateurs, constructeurs, autorités).
- Standardisation et validation préalable de tout nouveau dispositif sol ou bord pour vérifier l’absence d’interactions non maîtrisées.
- Réglementation sur le partage des données ATM entre acteurs, condition essentielle d’une décision coopérative.
- Intégration des nouveaux concepts dans la formation des ingénieurs, contrôleurs et pilotes.
- Généralisation de l’automatisation de l’exécution des RA (Resolution advisory) ACAS pour réduire la latence et le risque d’erreur humaine.
- Déploiement d’une liaison de données automatique pour informer le contrôleur de l’exécution d’un RA.
- Standardisation mondiale du STCA, afin d’harmoniser ses performances et sa réactivité.
Article initialement publié dans la Lettre n°140
Publications de l’Académie (disponible en livre ou PDF gratuit)
Avis n°21 – Danger des interactions entre automatismes non coordonnés
Cas des automatismes indépendants de sécurité du contrôle aérien et des avions
Ce document résulte d’un travail effectué par l’Académie de l’air et l’espace (AAE).
Il présente la nécessité de coordonner les interactions entre les automatismes développés indépendamment dans les deux domaines que sont respectivement, le système sol de contrôle aérien (ATC, Air Traffic Control), y compris dans sa composante aéroportuaire, et les systèmes embarqués à bord des avions.
Il est structuré en quatre principales parties :
- une introduction sur le contexte d’évolution des fonctions de gestion du trafic aérien ;
- une analyse des problèmes liés aux dispositifs de sécurité développés séparément au sol et à bord ;
- un point de constat sur SESAR (Single European Sky ATM Research), le programme de recherche de la Commission européenne en matière d’amélioration de l’ATM (Air Traffic Management, ou gestion du trafic aérien) ;
- une série de recommandations applicables aux activités en cours dans les diverses entités de recherche et de déploiement, dont le programme SESAR.
Le document se concentre sur trois fonctionnalités : l’anticollision en vol, la réduction des collisions avec le relief et la réduction des incursions piste dans le domaine aéroportuaire.
L’objectif de ce document est de souligner la nécessité de la mise en place de processus procéduraux et informationnels tant au niveau de la conception qu’à l’utilisation, entre les systèmes ATC au sol et les systèmes vol à bord, pour assurer leurs efficacités respectives et surtout sans risquer des incohérences dangereuses.
Ce document est principalement destiné aux institutions et organisations concernées par la navigation aérienne. Il s’agit, au niveau mondial de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI), au niveau européen de la Commission européenne (DG-MOVE), de l’Agence de l’Union européenne pour la sécurité aérienne (EASA), de la “SESAR-JU” et d’Eurocontrol, et enfin au niveau américain de la Federal Aviation Administration (FAA).
