Memoire Online - Régulation des Flux de Trafic Aérien - BELLOULOU Wahiba et GHEFFAR Yasmine

Le transport aérien peut être une alternative au transport terrestre. Néanmoins les retards représentent un défaut moyen a ce secteur Certaines zones de l'espace aérien peuvent être saturées pendant certaines périodes de temps. Ceci est dfi a la forte demande de vol qui être contrôlés. Les services du contrôle aérien recourent a la régulation des vols en leurs attribuant des retards [SZP92].

Un vol décolle d'un aéroport donné a une heure donnéesuit une route prédéfinie a une vitesse fixée et atterrit sur un autre aéroport

C'est un intervalle de faible duré pendant lequel un vol est autorisé a décoller [XECO3I.

On appelle Plan de vol l'ensemble des renseignements spéciflés au sujet d'un vol projeté, communiqué par le commandant de bord aux organismes de la circulation aérienne. On peut considérer que le plan de vol est un contrat entre le pilote et le contrôle aérienLa premiere instruction du contrôle vaut acceptation du PLN

En espace aérien contrôlé, un vol a instruments (IFR) bénéficie de tous les services de la circulation aérienne (contrôleinformation et alerte) Pour les vols volant a vue (VFR), le dépôt dun PLN garantit le service dalerte et de recherche en cas de détresse ou d'accident

- supports informatiques pour les compagnies aériennes (PLN répétitifs) - minitel (Internet) ;

- par radio, en vol a un organisme de contrôle (dans certains caslimités) - Le dépot du PLN doit s'effectuer 03 heures avant l'heure estimée du départ block.

- tous les organismes de contrôle étrangers qui seront concernés par le vol - ils reçoivent les PLN au moyen dun réseau propre a l Aviation Civile

pour le trafic IFR de destination européenne le traitement de ces PLN est centralisé au niveau européenIFPS (Integrated Initial Flight Plan Processing System) a Bruxelles

3. Cloture du PLN : elle est implicite par le dernier contact radio ou parking, par contre sur un aérodrome non contrôléal issu de l'atterrissage, le pilote doit téléphoner al'organisme CA le plus proche. Sinon en l'absence des nouvelles dans les délais reglementaires les plus specifies, le SAR (Service dAlerte et Recherche) est activé.

L'espace aérien est divisé en secteurs de contrôle traverses par les routes suivies par les aéronefs. Un secteur est un polyèdre, en general un cylindre vertical, dote d'une capacité[BAR99] A chaque secteur de contrôle est associée une frequence radio VHF(dans la gamme de 108/118 MHz) permettant les communications bilatérales entre les pilotes et le contrôleur

C'est le nombre maximum de vols entrant dans le secteur pendant un intervalle da temps donné (une heure)Le decoupage de lespace aérien, c'est a dire le nombre et la forme des secteurschange au cours de la journée suivant un schémas d'ouverture quotidienLa capacité dun même secteur peut elle aussi changer a des heures donnéesNous allons considérer dans ce qui suit que la capacité d'un même secteur reste constante (pendant une heure). On suppose qu'un secteur est gere par une seule position de contrôle (FMP). Ce volume de trafic (capacité) tient compte de - temps moyen de traversée de secteur

- complexite du trafic (vols en croisière ou vols évolutifsen montée ou en descente) ;

Charge de travail La definition de la capacite [SZP92] en tant que <flux horaire maximum contrôlable>demeure insuffisantecar vis a vis du contrôleur, la notion de charge de travail n'est pas mentionneeNous avons aussi que sur un secteur, ce sont les pointes de trafic qui sont perçues plusque le debit moyen. En effet, un contrôleur aerien debutant peut gerer 14 avi on/h, par contre un contrôleur experimente peut gerer jusquà 30 avion/h.Un flux plus importantconcentr e sur une courte periode genère plus de stress qu'un flux aussi important bien reparti On peut citer comme facteurs de charge :

Saturation Elle peut être définie comme une charge mentale surabondante sur l'opérateur humainLorsque celui-ci est soumis a un excès de sollicitations, ces performances se voient fortement et brutalement dégradées. Les régles suivantes ne sont pas des limiteurs de capacité bien au contraire :

- un contrôleur ne doit pas travailler de maniire permanenteea limite de sa capacité ;

- il peut néanmoins atteindre cette limite, mais condition deui garantir que ce sera pendant un temps trés courtet avecune fréquence faible.

neuvièmeconférence de la navigation aérienne (1976), en commentant la méthode MBB (voir par la suite) :< Il est inacceptable pour un contrôleurde faire face a une charge prévueatteignant100% de sa capacité pendant une heureou plus... ~

Des négociations sur le plan international sont nécessaires pour ramener la limite de charge de travail de contrôle a un pourcentage raisonnable de la capacité de contrôle.

Il faut remarquer ici que l'emploi du mot capacité^U est désigner les ressources du contrôleur face a une certaine chargecest-àdire son potentiel (100% de sa capacité).

La méthode MBB Tout avion qui pénètre dans un espace contrôlé en IFR (vol a instruments) génère une certaine quantité de travail pour le contrôleur en charge de cet espaceCette quantité de travail peut être mesurée en unité de travail (Unit of Work = UW) selon le principe suivant : Des avions de performances comparables, ayantesmêmes intentions induisent en moyenne une quantité detravaildentique. Une echelle de ces quantités a été établie dans les années soixantes par un étudiant Bar Atid Arad, effectuant une recherche sur la mesure des charges de contrôle. Elle a ensuite été complétée et modifiée par MBB (Messershmidt Bölkow Blohm). On voit dans cette table que la plus petite quantité de travail est générée par le vol le plus simple possibleun survol sans changement de niveau, sans conflitdont on connait le FPL(niveau de vol) et qui ne demande pas d'information météoetc

Cette quantité est prise comme unité de base1UW. A tout vol différent de celui-ci est associée une quantité définie de travail supplémentaire qui vient s'ajouter a l'unité de base. En effeton quantifie ce supplément par un coefficient multiplicateur C appelé coefficient de complexité.

Pour mesurer la quantité de travail engendrée par un vol independemment du secteur dont on cherche a calculer la capacitéon regroupe les tâches qu'un contrôleur doit remplir en deux classes

Description	Valeur
Vol régulier en transit	1.00
Vol charter en transit	1.10
Vol militaire en transit	1.20
Montée ou descente	+0.24
Transfert vertical	+0.26
Transfert de / vert TMA	+0.30
Plan de vol déposé en l'air	+1.30
Résolution de conflits	+1.40
Transmission d'information météo	+0.30
Attente	+0.60
Perturbation des communications	+0.60

Le temps dédié a la premiere classe est mesurable alors que celui dédié a la deuxiême ne l'est pas. D'autant plus que ce temps se superpose dans la mesure on un contrôleur peut executer plusieurs tâches en parallêle, il est impossible d'évaluer le nombre maximum davion quun contrôleur peut accepter pendant un intervalle de temps de 6mn sachant qu'il soit saturé lorsqu'il aura passé 3mn a la fréquence et 3mn a d'autres tâches. D'autre part la méthode MBB a fait l'hypothêse que le temps de travail d'un contrôleur sur une positionse répartit de maniêre égale en tâches relatives a la fréquence et en autres tâchesPar exemple, il peut accepter

32= 5,6UW/6mn dans le cas on le temps moyen de fréquence pour une 1UW est de 32secondes #177; 15 . Pour une heure de travail la capacité sera de

Cependant il n'est pas raisonnable de conserver ce chiffre car si un contrôleur peut supporter une saturation pendant 6mn, ses

<performances>ne lui permetteront pas de l'être pendant un temps plus long. D'autre part la distribution est telle que cette hypothêse conduirait dans la pratique a lui imposer des surcharges pendant des temps trés long. Une valeur plus faible peut être proposée pour la quantité de travail indépendante du secteur : K = 50UW ce qui correspond a un temps de fréquence de 36secondes/UW, ce chiffre correspond a 100%de la capacité. Néanmoins, ce chiffre est une moyenne car on ne peut pas attendre de tous les contrôleurs de fournir des performances identiques. Pour un même contrôleur, cette valeur est aussi susceptible de varier en fonction de sa forme. Des observations ont été faites et qui ont montré une variation de 10% de ces performances.

On pourra ensuite utiliser des valeurs de quantités de trafic a 60% ou a 70% de maniêre a ne pas faire travailler un contrôleur en permanence a la

limite de ses possibilitésSachant que le nombre de vols non planifiés peut atteindre 10% ou 20% . Les pointes de charge qui surviendront

inévitablement pourront ainsi être compensées et on sera sfr de maintenir la charge dans les limites acceptable

La méthode MBB nous permet de conclure que les performances dun contrôleur travaillant en permanence pendant une annéerisquent de regresser de 10%. Le choix de la journée de trafic sur laquelle a été faite notre étude est basée sur ce principe

Pour une année de 365jours les 10% des performances perdues représentent environ les premières 39journ'ees dans le diagramme en bâtons trié suivant l'ordre décroissant du tarfic (nombre de vols) des 365 journ'ees de l'année. Ceci dit, la quarantième journée dans ce diagramme cest la journée modèle qui représente l'année en cours et c'est la charge maximale quepeut supporter un contrôleur sans perdre de ses performances.

Sa mission est de gérerla progression des avions endehorsdes ones proches des aéroportsIl contrOle en particulier e trafic eong des routes aériennes. Les avions circulent a l intérieur descouloirsarges et sont séparés verticalementRépartis en équipe de deux surune position de contrOle, les contrOleurs ne voient pasles avions mais disposent comme leurs collégues des autres phases du contrrle, de tous les paramétresleur permettant de suivre chaque appareil sa position, son altitude et sa vitesse s'affichent sur l^lécran grrce au radar et sont confirmées par les communications radioavece pilote. Ils connaissent égalementle PLNla trajectoire uture etes caractéristiques du vol del'avion. Ils peuvent dialoguer avec es centres de contrOles étrangers concernés paratraaectoire de^lavion. Tout au long du vol, le contrOle aérien guide les avions pour garantir le respect des distances de sécurité internationales environ.300 m sur le plan vertical et environ 9 km en largeur comme enongueur (voir RVSM plus haut).

En Algerie elle est de 600 m surle plan vertical et environ20 Kmen largeur comme en longueur

Il prend le relais du contrOle en route pour gérer la phasede descente de l'avion. Chaque contrOleur doit maîtriser parfaitement touteses configurations possibles delespace aérien autour de 'aéroport, qui changent notamment en fonction des conditions météo.Cette tape est particulièrement delicate car les avions reeoignent tousune même trajectoire en direction des pistes (datterrissages).

La tour de contrOle prend en charge les avions orsqu'ils ont tt alignes par le contrOle d'approche. Le contrôleur d'aérodrome surveille visuellement la phase finale de l'avion qui utilise un système daide a l'atterrissage (Instrument Landing System) pour suivrea traaectoire avec precision. Sur les grands aéroports le contrrleurd'aérodrome transfère la responsabilite du contrOle de lavion aucontrrleur au sol, sitOt la piste degageeCe dernier guide les appareils usqu'aux parkings comme il le fait dansl'autre sens pour le decollage.

Le service du contrOle est assure par les di~érents organismes suivant la phase du vol decollage, atterrissage, depart, arrivée et croisière.

Charge de travail Les vols pris en compte sontles vols al intérieur du secteur de contrOle en contact radio avec le premiercontrrleur Radar, ainsi que les vols coordonnés en entrée c'est a direattendant dans le secteur de contrOle dans les dix minutes a venir

Chaque CCR gère sa FIR (Flight Information Region) et son UIR (Upper FIR). En Algerie, il existe un seul CCR pour des raisons opérationnelles les responsables pensent a créer undeuxième CCR afin de diminuer la pression surle CCR existant ou alors de partager les tâches ou dans le cas d'une panne par exemple.

Le contrôleur Radar Il assure le service dans le volume despace du secteur dont il a la charge consistant a résoudre etdétecteres conflits. On entend par conflitles vols qui risquent dêtre espacésen dessous des normes de séparation réglementaireeLesvolsdans ce secteur sont en contact radio et radar avec econtrrleur radarr

Le contrôleur Organique Il est chargé des coordinations entrantes et sortantes, il assurela détection des conflits en entrée etnégocié en tant que de besoin, les coordinations dentréeet de sortiedesvols avec les autres secteurs

Environ 10minutes avant l'entrée dans le secteur les éléments essentiels du vol sont transmis

Cette coordination nécessite une approbationdu vol telque proposé ou modiflé (demande de changement de niveau de vol par exemple) Elle se fait de manière automatique (transmissionde données inter-calculateurs) ou par téléphone(lignes spécialiséesdirectes))

Le transfert du contrôle en entrée Le vol ayant été acceptéavant son entrée dans le secteurle contrOleur du secteur précédent demande au pilote de changerles fréquences pour contactere contrOleur du secteur suivant

Le contrôle dans le secteur Il s'agit d'assurer la prévention des abordages. Les moyens utilisés sont

~ espacement vertical défini par une normeréglementaire Une séparation verticale de 600m`etres (2000pieds) est appliquée aux aéronefs non homologués RVSM depuis 19janvier2006;

~ espacement latéral pour ménager la normeréglementaire unité en nautique miles; 1NM = 1852m`etres);

Le transfert de contrôle en sortie Lorsque le radariste estinformé par l'organique que la coordination est conclue et orsque es conditions de la coordination sont respectées par exemplee niveau de vol, le Radariste demande au pilote de contacter e secteur de contrOle suivant avant qu il narrive a la limite entrees deux secteurss

Ce programme est le même que ce soit entre deuxsecteursd'un même centre, avec un centre étranger ou un centrede contrrled'approccee

Régulation des Flux de Trafic Aérien

Chapitre 2

Elements de base et conception

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