Billets publiés le 17 mars 2014

Martin LessardComment ne plus perdre un avion en plein vol

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 publié le 17 mars 2014 à 11 h 15

À une époque où l’on est capable de repérer un cellulaire partout dans le monde avec une précision de quelques mètres, pourquoi perd-on un Boeing 777 en plein vol?

Petit tour d’horizon des technologies de détection existantes et à venir.

Le radar

C’est une invention qui date d’un peu avant la Seconde Guerre mondiale.

Radarops

  • Le radar primaire : le radar émet de puissantes ondes et capture l’écho pour localiser l’objet. Ce sont surtout les militaires qui l’utilisent.
  • Le radar secondaire : le radar émet de puissantes ondes, qu’un transpondeur dans l’avion capte. Il émet en retour un signal d’identité (un code unique à 4 chiffres). C’est ce que les tours de contrôle utilisent.

C’est ce transpondeur qui a été éteint au moment même où l’avion du vol MH370 quittait la zone malaisienne pour entrer dans la zone vietnamienne.

Par contre, quand on débranche le transpondeur, on reste toujours visible pour le radar primaire. C’est à ce moment-là que les militaires sont entrés en jeu pour annoncer que l’avion avait bifurqué vers l’est.

Mais ces technologies sont celles de nos grands-pères.

L’ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)

L’ADS-B, système beaucoup plus récent, offre une bien meilleure qualité de suivi.

L’avion détermine sa position par satellite (grâce au GPS et au GLONASS, le GPS russe), puis diffuse ces informations de façon omnidirectionnelle à des stations au sol équipées aussi d’ADS-B ou à d’autres avions dans la zone.

L’avion reçoit alors en retour des informations comme la météo ou l’emplacement d’autres avions à proximité.

C’est grâce à ce merveilleux outil que vous pouvez suivre, en ce moment même, la plupart des vols en ligne (voir FlightRadar24.com).

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Par contre, ce ne sont pas tous les avions qui en sont équipés, ni partout dans le monde qu’il y a des stations au sol, comme c’est un système de surveillance coopératif et que certains préfèrent ne pas être retracés ainsi par tous en temps réel, pour des raisons de sécurité.

Ce système de communication est similaire dans son concept au V2V, la communication intervoiture (voir le billet sur Triplex).

ACARS (Aircraft Communication Addressing and Reporting System)

L’ACARS permet d’échanger des informations par liaison radio ou satellite entre l’appareil en vol et le centre de maintenance de la compagnie aérienne propriétaire de l’avion.

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Le Boeing 777 du vol MH370 en question était équipé de moteurs qui émettent en permanence des messages sous la forme de lignes codées en lettres et en chiffres. C’est un bon exemple d’Internet des objets.

C’est ce système ACARS qui a continué d’émettre des messages après que le transpondeur ait été fermé, ce qui a fait dire que l’avion ne s’était pas perdu en mer, mais qu’il avait été détourné. Il est possible de fermer des applications de l’ACARS, mais le système reste ouvert et communique quand même sa position (quoique pas fréquemment ni de façon précise).

L’ACARS n’est pas encore utilisé dans tous les avions.

GPS

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Le GPS est un système de localisation mondial qui repose sur une constellation de 24 satellites devenus opérationnels en 1995.
Pour beaucoup de monde, GPS signifie aujourd’hui se « faire localiser ».

Un GPS ne localise rien du tout.

Ce sont des satellites qui émettent simplement leur position, et c’est par triangulation que l’on peut soi-même se localiser à un endroit sur la planète.

Quand on parle de surveillance, c’est quand une application ou le fournisseur d’accès utilise ensuite cette donnée de localisation pour vous tracer.

Pour les avions, le GPS ne sert qu’à se repérer sur leur carte. Nous, nous avons Google Maps. Eux, c’est similaire, mais avec des montages, des tours et des aéroports.

Mais cette information n’est pas envoyée au contrôleur aérien.

Les satellites et la recherche par les foules

Depuis la série 24 heures chrono, on a l’impression que les satellites sont des espions omniscients. Il ne resterait à Jack Bauer, le héros de la série, qu’à demander de revenir sur les enregistrements, comme on recule une vidéo sur YouTube, pour retracer tout ce qui bouge sur terre et dans les airs.

Malheureusement, s’il y a bien des photos haute-résolution qui existent, et peut-être même des images vidéo en temps réel, il faut impérativement que le satellite sache à l’avance ce qu’il doit suivre pour être en mesure de trouver ce qu’on cherche.

Le site Tomnod offre la possibilité au grand public de chercher l’avion sur des photos haute-résolution prises dans la région. Mais c’est comme chercher une aiguille dans une botte de foin.

tomnod

Cette recherche par la foule (crowdsourcing) peut s’avérer efficace, mais reste une solution a posteriori et de longue haleine.

La boîte noire (Flight Data Recorder)

La fameuse boîte noire — qui est en fait orange, pour être plus facilement retrouvée.

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Elle porte bien son nom. Les données y entrent, mais elles ne sortent pas tant qu’on ne la retrouve pas. Elle enregistre les données d’environ 100 instruments à bord de l’avion

Les boîtes noires modernes ont généralement une double couche en acier inoxydable ou en titane, résistant à la corrosion, à la haute température et à la haute pression. Elles émettent des données pendant 30 jours après l’accident. Voilà pourquoi il faut faire vite pour retrouver l’avion.

Mais le concept de boîte noire date d’un autre siècle, à l’époque où les objets mobiles ne pouvaient pas facilement être connectés.

Pourquoi diable la boîte noire ne transmet-elle pas en permanence ses données?

  • parce qu’un avion génère des tonnes de données
  • parce que personne ne s’est préoccupé de trouver comment les transmettre à bon coût, de les recevoir de façon sécuritaire et de les conserver à l’abri
  • parce que des événements comme celui du vol MH370 sont extrêmement rares! En général, on retrouve rapidement l’avion.
  • parce qu’il y a eu en 2013 36 millions de vols, oui millions, mais seulement 281 accidents — et de ce nombre seulement 105 étaient des vols commerciaux.

La bande passante coûterait énormément cher et, comme la disparition de l’avion MH370 est un cas rare et unique, toutes ces données seraient transmises en vain.

La « logique floue » et la bande Ka à la rescousse!

Ce qu’il faut, c’est plutôt détecter quand il y a une anomalie dans l’avion et alors seulement là téléverser les données de la boîte noire vers des satellites.

Des tests ont été faits par le Bureau d’enquêtes et d’analyses (BEA), l’autorité française responsable des enquêtes de sécurité dans l’aviation civile.

On a simulé des vols, dont plusieurs accidents, pour voir si, avec des programmes de « logique floue« , il était possible de pouvoir faire ce téléversement avant l’écrasement et permettre ainsi de grandement réduire à la fois la couverture de recherche et le temps d’analyse pour trouver les causes de l’accident.

Une logique floue permet d’évaluer la probabilité que « quelque chose d’anormal se passe dans l’avion » (feu, changement de cap ou d’altitude, dépressurisation) et de déclencher une procédure. Dans 85 % des cas simulés, une  boîte noire connectée aurait eu le temps, grâce au programme, de téléverser ses données à temps avant l’écrasement.

Ces données pourraient passer par la gamme de fréquences dite bande Ka, qui est  utilisée notamment pour Internet par les satellites.

Cette approche serait la solution la moins chère.

Maintenant, il faut attendre un cycle d’innovation dans l’industrie de l’aviation pour commencer à voir une possible implantation de cette solution…