Quand il s'agit d'avions volant dans les airs, beaucoup d'entre nous sont habitués à l'idée qu'ils volent en pilote automatique avec peu ou pas d'intervention d'un pilote humain lorsqu'ils voyagent d'une destination à une autre. Atterrissage d'un avion sous pilote automatique, connu sous le nom d'autoland, est une autre affaire. Bien que certains systèmes existent déjà, des efforts sont en cours pour les améliorer afin de permettre des atterrissages plus sûrs.

Selon certaines estimations, environ 1% de tous les vols commerciaux utilisent l'atterrissage automatique, à l'aide d'un système d'atterrissage aux instruments (ILS). L'utilisation de l'ILS nécessite des vents latéraux inférieurs à 46 km/h, comparable à une forte brise, et devient plus difficile dans des conditions de visibilité défavorables telles que le brouillard.

Les systèmes d'atterrissage automatique modernes ont d'autres limitations. Ils nécessitent une infrastructure au sol importante afin de prendre en charge des atterrissages entièrement automatisés. La piste doit être équipée de radiobalises, qui envoient des signaux à l'aéronef pour lui permettre d'obtenir des informations de position précises et fiables. De tels systèmes sont chers, avec peu d'aéroports qui les soutiennent, tandis que les obstacles à proximité comme les montagnes les rendent inutilisables. Et s'il y avait un autre moyen ?

Automatique

Heikki Deschacht du fabricant d'avionique ScioTeq en Belgique est le coordinateur pour IMBALS, un projet qui développe ce qu'on appelle le Vision Landing System (VLS). L'objectif de ce système est de permettre aux gros avions de passagers d'atterrir automatiquement avec moins de besoin de radiobalises au sol.

"L'objectif final du projet IMBALS est de réaliser, valider et vérifier un système d'atterrissage basé sur la vision pour les gros avions de passagers, " a déclaré Deschacht. Ce système sera composé d'un système de caméra embarqué qui capture des images devant l'avion et d'une plate-forme de traitement d'imagerie qui extrait des informations de position pour aider le pilote automatique à diriger l'avion vers la piste, il explique.

Avec les systèmes ILS actuels, le pilote doit prendre le contrôle de l'avion en approche finale. Cependant, Deschacht dit que le VLS - qui est allumé lorsque l'avion est aligné devant la piste - permettrait d'automatiser tout l'atterrissage. Propulsé par des algorithmes qui calculent l'angle d'approche correct, cela permettrait de véritables atterrissages automatisés.

« Seuls 60 % des aéroports desservis par des avions Airbus sont équipés d'ILS (infrastructure au sol), " a déclaré Deschacht. " Et tous ne sont pas suffisants pour faire un atterrissage automatique. Il y a donc un grand écart dans les aéroports (où) l'atterrissage automatique n'est tout simplement pas possible. Et c'est le vide que nous voulions combler avec un système d'atterrissage basé sur la vision, parce que nous ne comptons sur rien sur le terrain. La seule chose dont nous avons besoin, ce sont des conditions de visibilité (qui rendent) la piste visible pour les capteurs de la caméra."

IMBALS utilise actuellement des caméras fonctionnant en lumière visible, mais ils envisagent également de développer des algorithmes de traitement d'images utilisant l'infrarouge pour permettre les atterrissages de nuit, et les atterrissages où la visibilité est réduite en raison du brouillard ou d'autres facteurs.

Alors que le projet doit se terminer en 2022, Deschacht espère que le VLS pourrait être opérationnel d'ici la fin des années 2020. Au-delà de 2030, les avions pourraient être conçus avec ces systèmes intégrés, qui serait non seulement plus performant que les systèmes d'atterrissage automatique existants, mais nettement moins cher car aucune infrastructure au sol n'est requise.

Infrarouge

Des capteurs de différentes longueurs d'onde capables de détecter les obstacles et d'éviter les collisions peuvent rendre les atterrissages automatisés plus sûrs, ainsi que le taxi, le décollage—ce qui n'a pas encore été fait pour les avions commerciaux—et la croisière. Le développement de tels capteurs à utiliser dans diverses conditions météorologiques est au centre d'un autre projet appelé SENSORIANCE.

"Nous construisons un système qui détectera les obstacles, surtout dans des conditions environnementales difficiles, " a déclaré Antonio Soler de la société d'ingénierie MLabs Optronics à Malaga, Espagne, le coordinateur du projet. "Nous essayons d'améliorer ce que le pilote peut voir."

L'idée est d'utiliser non seulement l'infrarouge mais des capteurs dans d'autres longueurs d'onde pour donner le plus d'informations possible. L'équipe a examiné les capteurs qui étaient déjà utilisés dans l'industrie et a travaillé sur un moyen de concevoir et de développer un système moins cher et plus efficace pour améliorer la sécurité.

Les capteurs et une caméra sont situés à l'avant de l'avion et relaient l'information au pilote. Un logiciel de traitement d'images relaie ce que voient les caméras et les capteurs, permettre aux pilotes de repérer et d'éviter des obstacles tels que d'autres aéronefs et infrastructures aéroportuaires, même dans des conditions de mauvaise visibilité.

Ils s'attendent à ce qu'un prototype soit prêt au cours de la prochaine décennie. "L'objectif est que chaque avion commercial ait une sorte de système de vision amélioré, " dit Soler. Et combiné avec d'autres systèmes comme celui d'IMBALS, qui permettrait des atterrissages automatisés plus largement effectués, cela pourrait permettre un vol entièrement automatisé dans un proche avenir.

Sécurité

Selon une étude de Boeing en 2017, 49% des accidents d'avion mortels entre 2008 et 2017 se sont produits lors de l'approche finale et de l'atterrissage. En supprimant les possibilités d'erreur humaine grâce à l'automatisation, le risque d'accident peut être réduit pour rendre ces phases plus sûres. "Si nous regardons l'analyse récente des causes profondes des accidents d'avion, beaucoup d'entre eux ont une grande contribution de l'erreur humaine, " dit Deschacht.

Il note également que la technologie de traitement d'image comme VLS pourrait éventuellement être utilisée dans d'autres phases de vol également, comme le décollage et le taxi. "C'est un travail assez difficile pour le pilote s'il s'agit d'un avion assez gros et que c'est un petit aéroport (ou très fréquenté) et qu'il y a une faible visibilité, " Il a dit. " Ce n'est pas un véhicule que vous pouvez facilement faire demi-tour si vous vous êtes trompé de sortie quelque part de la voie de circulation ou de la piste. "

Bien sûr, il y a aussi des problèmes de sécurité autour de l'automatisation. Le système automatisé de Boeing est au cœur des enquêtes sur deux crashs tuant tout le monde à bord.

Bien avant que les systèmes d'atterrissage automatisés comme IMBALS ne soient même mis en œuvre, de nombreux tests doivent être effectués pour garantir des normes de sécurité élevées, dit Stephen Rice, professeur de facteurs humains à l'Université aéronautique Embry-Riddle en Floride, NOUS. Les tests doivent être effectués de manière transparente avec l'entreprise, gouvernement et les consommateurs potentiels.

"Si le public sent que des coins sont coupés, ils ne voleront pas sur ces avions, ", a-t-il déclaré. "Ma recommandation a toujours été d'essayer cela sur des avions non passagers (par exemple, le fret) et de passer 5 à 7 ans à résoudre les problèmes potentiels avant de passer aux vols de passagers."

Globalement, la tendance générale dans l'aviation est à l'automatisation, et de plus en plus, les pilotes supervisent l'avion et ses systèmes. Il sera important de trouver le bon équilibre entre l'automatisation et un pilote humain bien formé, dit Deschacht. Pour atténuer l'erreur humaine grâce à l'automatisation, alors les systèmes « doivent être très, très fiable, " il a dit.