Demain, faudra-t-il s’attendre à des avions avec un seul pilote à bord, voire aucun, capables de transporter des centaines de passagers sur des milliers de kilomètres ? L’intelligence artificielle (IA) pourrait tenir le manche, turbinant aux algorithmes. Eux-mêmes abreuvés de flots massifs de données fournies par une panoplie de capteurs, entre caméras haute définition et lidars, ces radars reposant sur la détection laser au cœur de l’autonomie croissante des transports.
Sur le papier, ce scénario a un boulevard devant lui pour plusieurs raisons. D’abord, au-dessus des nuages, le risque de rencontrer des obstacles est bien moins élevé que sur la chaussée, ce qui simplifie beaucoup de choses. Ensuite, «le déficit mondial de pilotes est estimé entre 50000 et 60000 pour les dix prochaines années, estime Jérôme Bouchard, expert aéronautique chez Oliver Wyman. Et le facteur humain reste en outre la première cause d’accident dans le transport aérien.» Mais, dans les faits, l’avènement d’avions de ligne 100% autonomes semble hors de portée à court terme.
«Dans le secteur aéronautique, lorsqu’on introduit un nouvel équipement ou une nouvelle fonction, il faut que cela fonctionne systématiquement, partout et quelles que soient les conditions de vol, insiste Matthieu Gallas, le responsable des recherches sur l’automatisation chez Airbus. Or, aujourd’hui, pour toute une série de tâches, on ne peut pas dire que la machine soit capable de faire mieux qu’un être humain.» L’autonomie des avions promet de s’effectuer petit à petit. «Des vols 100% autonomes pourraient être assurés par des taxis aériens vers 2030-2035, pronostique Marc Duval-Destin, le directeur de la stratégie et de l’innovation pour l’avionique de vol de Thales. Mais l’horizon sera beaucoup plus lointain pour l’aviation commerciale.»
Aujourd'hui, pour toute une série de tâches, on ne peut pas dire que la machine soit capable de faire mieux qu’un être humain.
— Matthieu Gallas, responsable de recherches sur l’automatisation chez Airbus
Sans compter que l’acceptation des passagers n’est pas gagnée... ni, surtout, celle des organisations de pilotes, largement opposées à la réduction du nombre de pilotes dans les cockpits. «La technologie doit demeurer à un rôle supplétif, car elle peut apporter de la valeur ajoutée, mais elle ne doit pas remplacer l’humain en particulier pour la gestion de l’imprévisible», défend Antoine Godier, commandant de bord Boeing 777 et membre du bureau exécutif du Syndicat national des pilotes de ligne (SNPL).
Manager l’imprévu, c’est pourtant le changement de paradigme que promet l’accélération des progrès de l’IA. En passant des automatismes à des systèmes capables de s’adapter en fonction des conditions de vols, voire de prendre des décisions. «Depuis trente ans, l’industrie aéronautique a connu des avancées énormes en termes d’automatisation, rappelle Christophe Cail, pilote d’essais et conseiller opérationnel pour la sécurité chez Airbus. Durant cette même période, le taux d’accident a été divisé par 30.» Phase de croisière, atterrissage en cas de brouillard... les pilotes peuvent bien souvent ne plus avoir à toucher le manche et se contenter de superviser le vol. En 2018, Airbus a par exemple développé pour l’A350 une descente d’urgence automatique en cas de dépressurisation de la cabine.
Une présence de moins en moins vitale
Mais l’autonomie réelle se rapproche. En décembre 2020, un A350-1000 de démonstration a effectué dans le secteur de l’aéroport de Toulouse-Blagnac des vols entièrement automatisés. Des travaux effectués dans le cadre du projet Attol, lancé en 2018, qui démontrent que décollage, vol et atterrissage peuvent être réalisés sans intervention humaine. En 2021, l’avionneur européen mène un projet de recherche, dénommé Connect, avec la compagnie aérienne asiatique Cathay Pacific : il étudie la faisabilité de placer un seul pilote dans le cockpit durant la phase de croisière pour les vols long-courriers.
Via son entité dédiée aux innovations de rupture – Airbus UpNext –, l’industriel dévoile le projet DragonFly en 2023. Cette fois, Airbus prouve qu’un avion est en mesure de se reconfigurer et de proposer un déroutement vers un aéroport différent de celui prédéfini en cas d’incapacité des pilotes. La suite logique de ces travaux est de s’atteler au roulage automatisé, histoire de réduire les risques de collision au sol. Des tests ont été réalisés via des caméras et un système de reconnaissance automatisé des éléments terrestres. Une application mobile du type WhatsApp a été éprouvée pour retranscrire les messages échangés entre les pilotes et les contrôleurs aériens, en collaboration avec la start-up française Vocapia Research.
Malgré toutes ses avancées, où la présence des pilotes devient de moins en moins vitale, le credo officiel d’Airbus est que l’automatisation croissante vient assister les pilotes et renforcer encore la sécurité aérienne, pas les remplacer. «Le sens de nos travaux en matière d’automatisation va vers le développement de l’assistance au pilotage, en gardant toujours le pilote au cœur des opérations dans le cockpit, résume Christophe Cail. Nous n’avons pas l’ambition de proposer des avions capables de mettre en œuvre le concept SPO.» SPO? C’est le «single pilot operation», autrement dit le fait de ne laisser qu’un pilote aux commandes.
Les travaux d’Airbus explorent une autre possibilité, moins radicale : celle de déployer le concept eMCO (extended minimum crew operation). Un pilote serait seul dans le cockpit, quand un ou plusieurs autres se détendraient lors des phases les moins critiques durant un vol long-courrier. «L’eMCO ne repose pas sur des technologies émergentes telles que l’IA, mais sur une automatisation de certaines actions si le pilote ne les fait pas à temps», précise Matthieu Gallas. Comme la descente d’urgence en cas de dépressurisation ou l’activation des extincteurs lors de feu moteur.
Thales aussi veut développer l’IA pour une plus grande autonomie. Mais ce groupe s’ingénie à la faire entrer dans un strict respect des règles de sécurité aéronautique pour une future certification. «Nous sommes déjà entrés en discussion avec l’Agence de l’Union européenne pour la sécurité aérienne (AESA) à ce sujet pour des concepts de méthode, mais il n’y a pas encore de projet précis de certification à ce stade», indique Marc Duval-Destin.
Le groupe a commencé des tests avec un drone – l’UAS 100 – afin de développer un engin capable de prendre des décisions en cours de mission. Il utilise le logiciel de navigation PureFlyt, développé par Thales, qui ajuste en temps réel le plan de vol en tenant compte des aléas, entre pannes et météo, tout en laissant la main aux pilotes. «Nous commençons avec un drone car c’est plus simple. Mais l’idée est ensuite d’appliquer ce type de systèmes autonomes à des taxis aériens, voire à des avions commerciaux», assure Marc Duval-Destin.
La montée en puissance des machines
Cette nouvelle méthode de gestion de vol équipera une partie de la flotte d’Airbus et entrera en service en 2026. «Il est indéniable que la connectivité de PureFlyt est un apport pour ces concepts d’eMCO et de SPO», reconnaît Marc Duval-Destin. Autre aspect incontournable selon lui : la cybersécurité, corollaire de la plus grande connectivité induite par l’autonomie. «Ce sera un point clé de la réussite des engins volants autonomes», lâche-t-il. Mais cette montée en puissance des machines inquiète les pilotes. «Dans un avion, il y a une organisation tripartite entre deux pilotes, qui assurent le principe de vérification mutuelle, et le cockpit, rappelle Antoine Godier. Si on retire un pilote, on enlève un maillon de la chaîne, sauf à dire que l’IA peut remplacer l’humain, ce qui reste encore à démontrer.»
Chez Airbus, on ne nie pas non plus la persistance de difficultés techniques. «Le lidar peut atteindre des limites dans l’aéronautique, par exemple en cas de neige et de pluie, pointe du doigt Matthieu Gallas. Son utilisation est plus délicate que dans l’automobile. C’est la même chose pour le traitement d’image. On a prouvé que ça marchait avec Attol, mais cela ne veut pas dire que cela peut fonctionner sur toutes les pistes et en toutes circonstances.»
Aujourd’hui, la réglementation impose la présence de deux pilotes dans le cockpit et d’un ou deux autres en repos pour les vols longs. Mais elle pourrait évoluer. En 2022, l’AESA a fait savoir qu’elle estimait possible la mise en œuvre du concept eMCO dès 2027, tout en mentionnant celui de SPO, mais voué à une utilisation à plus long terme. Les compagnies aériennes auront, in fine, les cartes en main et décideront d’utiliser ou non des systèmes plus autonomes. Les premiers vols pourraient concerner le fret aérien, moins sensible. Des acteurs comme FedEx et DHL ont déjà fait savoir leur intérêt pour cette possibilité.
Le contrôle aérien à l’heure de l’IA
Si les avionneurs et les équipementiers cherchent à rendre les avions plus autonomes, le contrôle aérien n’est pas en reste. En particulier via l’introduction de l’intelligence artificielle. «Nous travaillons sur l’utilisation de l’IA depuis environ deux ans et demi. Cela n’était pas envisageable avant, affirme Christophe Rouquié, le directeur de la technique et de l’innovation à la Direction des services de la navigation aérienne. Mais il s’agit pour le moment de travaux qui ne sont pas liés à des activités critiques d’un point de vue de la sécurité.»
Un exemple ? L’outil Sinaps, en cours de déploiement en France, aide à reconfigurer les secteurs de contrôle en route, en fonction de la densité du trafic et du nombre de contrôleurs disponibles. À l’échelle européenne aussi, une dynamique a été enclenchée. Une expérimentation est menée actuellement au centre de contrôle de Maastricht (Pays-Bas) par l’organisation intergouvernementale Eurocontrol [en photo] pour automatiser le contrôle aérien courant, lorsque le trafic est faible. «À ce stade, il s’agit d’un simple algorithme qui n’intègre pas d’intelligence artificielle, nuance Christophe Rouquié. À notre connaissance, il n’est pas prévu un basculement de l’outil vers l’opérationnel.» Entre autonomie et enjeu de sécurité, le contrôle aérien avance sur une ligne de crête.
Vous lisez un article de L'Usine Nouvelle 3729 - Avril 2024
