Les phénomènes atmosphériques rendant les vols d’avions de plus en plus acrobatiques sont voués à se multiplier. En cause : le dérèglement climatique. Turbulences, tempêtes, givre… De quoi confronter les pilotes à des situations toujours plus périlleuses, tout en accentuant les retards et générant de facto une augmentation des émissions de CO2. Comment les appareils vont-ils fait face pour contrer ces menaces ? Réponse d’Airbus et de Thales, sollicités sur cette question : avant tout grâce à une meilleure gestion des données numériques.
Principale menace à éviter, qui a beaucoup fait parler d’elle cette année : les phénomènes de turbulences, comme celles qui ont conduit au décès d’un passager lors d’un vol Londres-Singapour en mai dernier. Elles sont caractérisées par des zones de cisaillement des vents, générées par des différences de vitesses et de températures entre masses d’air. «Les turbulences en ciel clair vont augmenter en fréquence et en intensité, prévient Nicolas Gourdain, professeur au sein de l’Isae-Supaero. Leur occurrence pourrait augmenter de plus de 100% dans l’Atlantique Nord au-delà de 2050.»
Des turbulences en ciel clair impossibles à détecter
Or, ces turbulences en ciel clair sont indétectables aujourd’hui, en raison de l’absence d’humidité. «Mais les avions eux-mêmes peuvent servir de capteurs et mesurer les turbulences grâce notamment aux accéléromètres et leurs centrales inertielles», précise Nicolas Bardou, spécialiste sécurité des avions commerciaux chez Airbus. Face à ce risque croissant, l’association internationale du transport aérien (IATA) a mis en place une plateforme de partage de ces données – via des transmissions Acars – pour les mettre à disposition de l’ensemble des compagnies aériennes et favoriser les stratégies d’évitement.
À l’avenir, ces données pourraient être transmises directement aux tablettes numériques des pilotes avant leurs vols. «À terme, il faudrait aussi intégrer ces données après traitement, ainsi que celles issues des images satellitaires dans les dispositifs d’affichage des pilotes et de gestion de plan de vol comme dans les cockpits, pour une meilleure prise en compte dans les choix de modifications de trajectoires», estime Nicolas Bardou. Un meilleur partage des données qui suppose en revanche une plus grande connectivité dans le monde de l’aérien…
Vers un plus grand partage des données
«Aujourd’hui, les données météo proviennent pour l’essentiel des organismes de météorologie et sont fournies aux compagnies aériennes avant le vol», rappelle Philippe Priouzeau, directeur technique avionique de vol chez Thales. Au cours du vol, elles ne sont à destination du cockpit que de façon limitée, et ce, en raison des débits de données encore assez faibles. Chez Thales, on se félicite au passage de l’acquisition récente de Cobham Aerospace, finalisée en avril dernier : l’entreprise fournit notamment des solutions de communication satellitaire. Quant au dernier-né de ses systèmes de gestion de vol, PureFlyt, il offre des capacités de connectivité haut-débit à même de fournir aux pilotes des informations météo plus détaillées.
«À l’avenir, les organismes de météo seront également équipés de nouveaux satellites qui permettront d’affiner les mesures et les prédictions à l’usage des compagnies aériennes», prédit Philippe Priouzeau. Ces données devront en outre être standardisées afin qu’elles soient interopérables entre les différents acteurs du transport aérien, tels que les compagnies aériennes et les responsables du contrôle aérien. «Il s’agit, pour l’heure, d’un concept en phase exploratoire», souligne Philippe Priouzeau.
Le lidar pourrait être utilisé
Autre phénomène à ne pas négliger : l’apparition du givre, qui peut réduire la portance de la voilure et provoquer des extinctions de moteurs en plein vol en cas d’ingestion d’agrégats de cristaux. «En raison d’une humidité croissante dans certaines zones [sous l’action d’une élévation de températures, ndlr], les conditions givrantes pourraient effectivement se multiplier et impacter en particulier les moteurs», confirme Nicolas Gourdain. La riposte pourrait passer par l’usage du lidar, un radar utilisant un faisceau laser à même de caractériser la concertation et le type de cristaux de glace pour en déterminer la dangerosité.
«Mais, aujourd’hui, la portée des lidars, pour détecter les cristaux de glaces, mais aussi les turbulences en présence d’humidité, n’est que de quelques centaines de mètres, ce qui est insuffisant pour une anticipation de ces phénomènes pour les avions de ligne», tempère Nicolas Bardou. Pour avoir un intérêt dans l’aviation, il faudrait parvenir à développer des lidars avec une portée de l’ordre d’une dizaine de kilomètres au vu de la vitesse des avions. «C’est techniquement faisable, mais une telle puissance nécessitera un équipement lourd et coûteux», assure Philippe Priouzeau. En outre, si le lidar peut être efficace en présence d’humidité, il est nettement moins fiable pour détecter les turbulences en ciel clair…
Les pilotes resteront décisionnaires
Plusieurs projets d'études sont en cours pour adapter le fonctionnement du radar météo afin qu'il parvienne à discriminer les cristaux de glace présents en haute altitude. «Un affichage par symboles dans les écrans de navigation du cockpit permettrait au pilote d'éviter ces zones», ajoute Nicolas Bardou. Le projet de recherche lancé en 2014 par l’Union européenne, dénommé “High Altitude Ice Crystals” (HAIC), s’est penché sur cette question, très complexe d’un point de vue physique. Il devrait contribuer au développement de systèmes de détection et d’évitement.
L’intelligence artificielle (IA) pourrait-elle également mettre son grain de sel pour adapter les trajectoires des avions face aux futures menaces ? Pas si sûr. «Si l’IA pourra avoir un intérêt du côté des acteurs de la météorologie pour aider à leurs prédictions, cette technologie ne sera sans doute pas nécessaire aux pilotes, qui ont besoin d’informations simples pour prendre des décisions», estime Nicolas Bardou. Pas besoin non plus d’avions plus autonomes, selon l’expert, bien au contraire. «Car les pilotes auront à prendre des décisions dépendant de davantage de facteurs qu’auparavant», glisse-t-il. L'armada de technologies devra savoir rester sous le contrôle des pilotes.
