Les Systèmes de Contrôle du trafic aérien et en particulier l’ATCRBS & le TCAS

Résumé du document

Le contrôle du trafic aérien est un concept récent. Bien que les premiers avions virent le jour en 1903, l'aviation ne fut pas répandue avant la fin de la première guerre mondiale. Avec la croissance du trafic, la nécessité d'un système de contrôle se fit rapidement sentir.
Au commencement, les pilotes se servaient de dispositifs radio portatifs afin de communiquer avec des gens au sol. La seconde guerre mondiale apporta de fabuleux progrès technologiques, notamment avec l'apparition du radar qui apporta une aide considérable en matière de surveillance et de navigation. Dans un premier temps, les radars, développés par la British Air Force avaient essentiellement pour but de protéger les côtes anglaises de l'intrusion d'avions allemands en favorisant une détection rapide de ceux-ci. L'armée américaine se servit ensuite de cette technologie pour distinguer les avions ennemis des avions amis. C'est le principe de l'IFF (Identification Friend or Foe). Après la guerre, plusieurs accidents d'avions aussi spectaculaires que meurtriers dus à des collisions en vol firent prendre conscience de la croissance intensive du trafic aérien. Un congrès fût alors mis sur pied, congrès où fût ratifié le « Federal Aviation Act » qui mandatait la création d'une agence pour la sécurité du trafic aérien : la « Federal Aviation Agency ». Celle-ci fût chargée de développer et maintenir un large système de surveillance aérienne qui puisse maintenir la sécurité de tout avion (qu'il soit civil ou militaire) et à toute étape de son vol.
Les technologies militaires furent alors adaptées au civil et donnèrent le jour au premier dispositif intelligent du contrôle du trafic aérien, qui fut répandu internationalement : l'ATCRBS. Ce système, n'étant pas suffisant pour éviter certaines collisions, fut complété dans les années 90, par le système TCAS, qui permet aux avions de se coordonner et d'effectuer des manoeuvres d'évitement.
C'est de ces deux systèmes que va traiter la majeure partie de notre travail. Cependant, nous avons voulu donner au lecteur une vision plus globale de ces systèmes de contrôle du trafic aérien, c'est pourquoi nous nous pencherons également sur le fonctionnement électronique d'un émetteur et d'un récepteur basiques. Ensuite, nous prendrons un peu de recul et verrons la façon dont les autorités gèrent le trafic aérien en Belgique à travers la société Belgocontrol. Finalement, afin d'égayer notre travail par un cas plus concret, nous vous présenterons une simulation de l'ATCRBS implémenté à l'aide du langage JAVA. Mais avant tout, en guise de préliminaires, voici un bref aperçu de tous les systèmes embarqués dans les avions et aidant à la navigation...

Extraits

[...] Ces trois dernières grandeurs sont reliées entre elles par la relation : ν = c / λ. La vitesse de propagation de l'onde c est également utile si l'on veut calculer la distance à laquelle se situe un objet par rapport au lieu d'émission de l'onde : Distance = Le facteur 2 permet de calculer le trajet de l'onde en aller simple puisque le temps de réponse inclut le trajet aller et retour. Quand un radar est à la fois émetteur et récepteur, comme dans le cas qui nous concerne, il ne peut détecter l'onde réfléchie pendant qu'un signal est émis. [...]

[...] Une remarque peut encore être faite sur le dernier champ des formats. Il est composé de l'adresse de l'avion et de 24 bits de parité calculés à partir du reste du format. Ces bits de parité permettent de déterminer si une erreur de transmission s'est glissée dans le message, et dans certains cas reconstituer les bits défectueux. L'adresse et la parité sont donc deux informations indépendantes circulant sur le même support. En fait la parité se calcule et se déduit du champ d'adresse. [...]

[...] Cette classe renferme en outre les algorithmes de calcul de trajectoire de l'avion. Une fois ce dernier détecté, le programme lancera la méthode changePosAvion qui a pour but de le faire avancer jusqu'à sa prochaine détection par le radar. La classe NumberErrorException étend bien évidemment la classe mère exception Elle sert de passerelle avec cette dernière pour la détection d'une éventuelle erreur lors de l'introduction des données. Elle travaille en parallèle avec la classe avertissement qui, elle, étend à nouveau la classe Frame et est utilisée pour afficher la fenêtre d'avertissement à l'écran en cas d'erreur. [...]

[...] Mais ceci est uniquement valable dans les hypothèses considérées, à savoir qu'il n'y a aucune perte entre les deux circuits Coefficient de couplage En pratique, le flux généré par la bobine de l'émetteur ne passe pas en totalité dans la bobine du récepteur. Il y a des pertes et celles-ci sont d'autant plus grandes que l'on éloigne les deux circuits l'un de l'autre. Le schéma ci-dessous en illustre bien le phénomène. Il existe donc un rapport entre le flux utile celui capté, et le flux totale celui émis. [...]

[...] Celle-ci s'est vue confier la gestion des aéroports publics ainsi que la gestion du trafic aérien dans l'espace aérien civil. En 1998, le gouvernement fédéral, après avoir transféré la compétence des aéroports provinciaux aux Régions, scinda la RVA en deux entités. D'un coté, BIAC devint l'exploitant de l'aéroport de Bruxelles national, de l'autre, Belgocontrol, reprit les tâches du département sécurité aérienne pour l'ensemble du territoire belge Bref aperçu de Belgocontrol Belgocontrol est une entreprise publique autonome employant plus de 1000 personnes en Belgique et réalisant un chiffre d'affaires d'environ 185 millions d'euro (en 2004). [...]