Comment les avion évitent-ils les collisions en vol ?

Les avions de ligne sont équipés d’un dispositif, nommé TCAS, qui les aide à éviter toute collision en vol. Mais comme souvent, même lorsque la technologie fonctionne, on est jamais à l’abris d’une erreur humaine.

Suite à nos article sur le suivi des avions en vol et le contrôle aérien nous avons eu quelques questions relatives aux collisions en vol. En effet si des dispositifs comme l’ADS-C permettent de communiquer en temps réel la position des avions avec une aussi grande précision, tout risque de collision en vol devrait avoir désormais disparu.

Et bien oui…mais non.

Le TCAS en bref

Le système équipant les avion de ligne est destiné à éviter les collision en vol se nomme TCAS, pour Traffic alert and Collision Avoidance System ou, en français, système d’alerte de trafic et d’évitement de collision.

Développé dans les année 50 il s’est généralisé dans les années 70 après la survenance d’un certain nombre d’accidents dans un contexte de croissance constante du traffic aérien.

Il est aujourd’hui obligatoire sur les avions de plus de 5700 kg ou ceux transportant plus de 19 passagers.

Le TCAS fonctionne en s’appuyant sur les transpondeurs qui équipent aujourd’hui les appareils et donc nous vous avons expliqué le fonctionnement dans l’article mentionné ci-dessus.

Un appareil équipé du TCAS interroge en permanence les transpondeurs de ceux situés à proximité et ces derniers lui répondent en communiquant leur position. Cette position est ensuite reflétée sur les instruments bord. En cas de risque de collision et si les deux appareils sont équipés du TCAS, ils peuvent entamer un dialogue afin que les pilotes des deux avions agissent de manière coordonnée

Attention : le TCAS n’est pas un radar. Il enrichit les données de celui-ci mais il ne le remplace pas.

Rentrons un peu dans les détails.

Le fonctionnement du TCAS pour anticiper et éviter les collisions

Donc comme nous le disions le TCAS interroge les transpondeurs des avions alentour et reçoit, en réponse leur localisation exacte (position, altitude, cap, vitesse) et l’affiche sur les instruments de contrôle de l’équipage.

Si l’avion est à une distance suffisante rien ne se passe autre que l’affichage.

Le calculateur détermine plusieurs zones ou, plutôt volumes, autour de l’appareil en fonction de sa vitesse. Le TCAS ne réagit en effet pas en termes de distance mais de temps avant une collision potentielle, ce qui est plus logique.

Lorsque le second appareil rentre dans une zone où sa trajectoire le met à moins de 40 secondes d’une collision, le TCAS émet une alerte appelée « Traffic Advisory « (TA). Elle est composée d’un affichage spécifiques sur les instruments de vol et d’une annonce vocale dans le cockpit (« Traffic, Traffic »).

A ce stade le TCAS n’en fait pas plus, la situation étant considérée comme « normale ». Il en appelle juste à la vigilance des pilotes qu’il laisse gérer la situation.

Si le second appareil rentre dans une zone où sa trajectoire le met à 25 secondes de la collision et qu’une action du pilote est impérative pour l’éviter, le TCAS va émettre une alerte nommée « Resolution Advisory » (RA). Cette alerte comporte un changement de l’affichage sur les instruments (avion matérialisé par un carré rouge) et une alerte vocale donne au pilote une instruction pour éviter la collision (monter, descendre…).

Là ou cela devient intéressant c’est si l’autre appareil est également équipé du TCAS. Dans ce cas les deux systèmes vont collaborer et se coordonner pour éviter la collision en donnant des instructions aux deux pilotes, le plus souvent en demandant à l’un de monter et à l’autre de descendre ce qui va augmenter plus rapidement la distance entre les deux appareils.

Donc en théorie une collision ne pourrait jamais arriver. En théorie oui et d’ailleurs il n’en arrive quasiment jamais, mais le TCAS a ses limites.

Lorsque le TCAS ne fonctionne pas…

Tout d’abord il y a des circonstances dans lesquelles les alertes TCAS sont désactivées C’est le par exemple en phase d’atterrissage pour éviter les faux positifs ou encore lorsque l’avion est proche du sol pour ne pas dire au pilote de descendre. Idem lorsque l’appareil est proche de son altitude maximale car, là, il ne peut plus monter. Tout cela pour éviter les situations incohérentes.

Les alertes sont également désactivées en cas d’alertes prioritaires pour permettre aux pilotes de se concentrer sur ce qui doit être résolution en priorité. Par exemple en cas d’alerte GPWS (proximité du sol) ou WINDSHEAR (cisaillements de vent).

Mais ce sont des cas normaux et prévus de désactivation des alertes donc cela ne pose pas de problème.

Non, la vraie limite du TCAS est…l’humain.

Les conflits entre le TCAS et le contrôle aérien

Il arrive en effet que le contrôle aérien se rendant compte du danger donne des instructions aux pilotes pour éviter la collision, ce qui peut faire que le pilote reçoive au même moment deux instructions contradictoires : l’une du TCAS et l’autre du contrôle aérien.

C’est ce qui s’est passé en 2002 dans ce qu’on appelle la collision d’Überlingen.

Le 1er juillet 2002 un Tupolev Tu-154 assurant le vol Bashkirian Airlines 2937 et un Boeing 757 cargo opérant le vol DHL 611 se sont percutés au dessus de l’Allemagne, faisant 71 morts et ne laissant aucun survivant. Parmi eux 52 enfants qui revenaient d’un voyage en Espagne gagné avec leur école.

Après enquête il a été démontré que la collision a été le résultat d’une part à un manque de rigueur du contrôle aérien suisse et de l’autre d’une ambiguité quant à l’utilisation du TCAS.

Le contrôleur aérien bien que n’ayant identifié le risque que tardivement a demandé au pilote russe de descendre. Quelque secondes plus tard le TCAS lui a intimé l’ordre de monter tout en demandant au pilote du DHL de descendre. Le pilote du Tupolev a continué à descendre, le contrôle aérien maintenant son instruction sans avoir connaissance des instructions du TCAS pendant que le cargo descendait lui aussi.

L’issue était inévitable : les deux appareils se sont percutés alors que s’ils avaient suivi les instructions du TCAS ils se seraient évités.

Tout cela est fort bien raconté dans cet épisode d‘Air Crash Investigations.

L’accident fera en fait un dernier mort, le contrôleur aérien ayant été assassiné par un père de famille russe qui a perdu sa femme et ses deux enfants dans l’accident.

Depuis lors les règles ont été clarifiées en cas d’instructions divergentes émanant du TCAS et du contrôle aérien : ce sont les instructions du TCAS qui priment sur celles du contrôle aérien.

Le TCAS pas indispensable ?

Le TCAS n’est cependant pas indispensable. Une panne de TCAS n’empêche en aucun cas un avion de voler, d’autres dispositifs pouvant également être utilisés pour éviter les collisions.

Par contre dans des zones où le contrôle aérien n’a pas les moyens matériels d’avoir un positionnement précis des avions, comme au centre de l’Afrique, son utilisation est obligatoire.

Conclusion

Le TCAS permet aux avions d’éviter les collisions en vol en détectant les situations à risque et en donnant aux pilotes les instructions pour éviter les collisions.

Un système qui a prouvé son efficacité…sauf lorsque le contrôle aérien donne des instructions contraires.

Image : Anynobody, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons

Bertrand Duperrin
Bertrand Duperrinhttp://www.duperrin.com
Voyageur compulsif, présent dans la communauté #avgeek française depuis la fin des années 2000 et passionné de (longs) voyage depuis sa jeunesse, Bertrand Duperrin a cofondé Travel Guys avec Olivier Delestre en mars 2015. On peut le retrouver aussi aussi sur http://www.duperrin.com où il parle depuis plus de 10 ans de la transformation digitale des organisations, son métier quand il est au sol.
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