Bruxelles, le 6 janvier 2011. Dans l'un des espaces aériens les plus complexes d'Europe, le consortium B3 (Belgocontrol, Brussels Airport Cy et Brussels Airlines) propose une approche novatrice et intégrée pour optimiser les opérations de descente vers les aéroports. L'objectif principal est de réduire les émissions de CO2 en contribuant à l'introduction en Europe d'un concept relativement nouveau dans l'aviation : les opérations de descente continue (CDO). L'année 2011 sera consacrée à l'expérimentation de cette procédure et à l'analyse de ses avantages.
Opérations de descente continue
Initialement appelée approche à descente continue (CDA), la CDO est une technique de pilotage dans laquelle un aéronef en approche descend depuis sa position optimale, moteurs à puissance réduite et sans phases de vol en palier. Ceci n'est possible que par rapport à un sûr Le vol se déroule conformément aux procédures publiées et aux instructions du contrôle aérien. Ceci permet de réduire le bruit causé par les variations de puissance du moteur, tout en bénéficiant d'une altitude légèrement supérieure à celle d'une approche conventionnelle par segments de vol en palier, ainsi que d'une réduction de la consommation de carburant et donc des émissions de CO2.
 | Schéma d'un CDO. (Eurocontrôle) |
L’acceptation ou le refus d’une approche continue relève de la responsabilité du pilote, car il s’agit essentiellement d’une technique de pilotage. Le contrôle aérien, quant à lui, se réserve le droit d’approuver ou de refuser ce type d’approche, en fonction des conditions de trafic.
Pour de nombreux aéroports, les possibilités de mise en œuvre du CDO sont limitées par le volume de trafic en approche ou à proximité de l'aéroport, le respect des capacités requises et la nécessité de garantir la sécurité aérienne en respectant les distances réglementaires entre les aéronefs. Par conséquent, il est principalement utilisé pendant les périodes de faible trafic (heures creuses, nuit). En période de fort trafic, le pilote doit adapter la configuration et le niveau de vol pour maintenir une distance constante avec les autres aéronefs. De plus, les conditions météorologiques doivent le permettre.
terminologie
Cette procédure suscite un vif intérêt auprès de divers acteurs, qu'il s'agisse d'aéroports, de prestataires de services de navigation aérienne ou de compagnies aériennes, car elle offre des avantages potentiels à la fois environnementaux (réduction des émissions et du bruit) et économiques (réduction des coûts de carburant grâce à une consommation moindre). Elle fait donc l'objet d'études et parfois d'expérimentations très diverses selon les pays. Par ailleurs, il n'existe pas de définition standardisée, unique et universellement acceptée du terme précédemment utilisé « approche en descente continue » (ADC), ce qui entrave son harmonisation et, de ce fait, son application uniforme dans les différents aéroports. De plus, l'ADC ne couvre que les opérations de descente.
 | Le CDA est devenu un CDO. |
Dans un souci d'harmonisation internationale, le terme « CDO », abréviation de « Continuous Descent Operations » (opérations de descente continue), a été adopté. Cette terminologie, déjà utilisée par la FAA, englobe les opérations de descente et d'atterrissage. Elle est actuellement adoptée en Europe par Eurocontrol et SESAR (Single European Sky Air Traffic Management Research), le département technologique du Ciel unique européen.
Histoire
À l'initiative de Belgocontrol (www.belgocontrol.be), un projet d'approche à descente continue (CDA) a été lancé début 2009. Son objectif était d'étudier les applications potentielles de cette technologie, qui présente des avantages environnementaux (réduction du bruit et des émissions) et économiques (réduction de la consommation de carburant). Le projet a été mené en collaboration avec différents acteurs, notamment le contrôle aérien, les compagnies aériennes intéressées et les aéroports concernés. Le projet CDA, devenu CDO, concernera à terme les cinq aéroports publics belges.
 | Survol de la balise VOR-DME en approche finale de la piste 25L. |
Le travail des experts de Belgocontrol, Brussels Airlines, de plusieurs autres opérateurs et de Brussels Airport Cy a permis le lancement d'une phase de tests opérationnels début juillet 2009, avec l'approbation de l'Autorité de surveillance belge (BSA) et de la Direction générale de l'aviation civile (DGLV). Le nombre d'opérations CDA a augmenté, mais reste relativement limité. Les tests se déroulent principalement sur les pistes 25L et 25R. Lorsque la piste 25 est utilisée, le potentiel et le nombre d'opérations CDA effectives sont plus importants. En cas de forts vents de nord-nord-est, la piste 25 est inutilisable et, par conséquent, aucune opération CDA n'est possible pour des raisons de capacité et de sécurité.
La période d'essai a permis aux pilotes des compagnies aériennes participantes et aux contrôleurs aériens d'acquérir une expérience pratique de cette procédure. Les expérimentations menées par le groupe de travail ont également bénéficié du soutien d'Eurocontrol.
Cependant, les préparatifs pour la mise en service du nouveau centre de contrôle aérien CANAC 2 de Belgocontrol, inauguré en février 2010, ont mobilisé les contrôleurs aériens belges pendant plusieurs mois. Maintenant que cet outil est opérationnel et sous le contrôle des contrôleurs, une nouvelle phase d'exploitation, baptisée CDO, pourrait être envisagée, avec une dimension européenne.
Une dimension européenne et mondiale
Le défi environnemental est crucial pour le développement du transport aérien. Bien que ce secteur ne représente que 3 % des émissions totales de CO2 d'origine humaine, il est en pleine croissance et doit donc réduire son impact environnemental. L'aviation étant une activité mondiale, la recherche de solutions ne peut se faire que de manière harmonisée, non seulement au niveau européen, mais aussi au niveau mondial. D'où la signature de l'accord AIRE entre la Commission européenne et la FAA.
Au niveau européen, l'intégration de la dimension environnementale aux objectifs du Ciel unique européen et de son bras technologique, SESAR, est essentielle. Ce dernier a lancé un vaste programme de recherche et développement dans les domaines du transport aérien et de l'environnement, visant à fédérer l'ensemble des acteurs concernés. Grâce à cela, l'expérience locale du CDA, rebaptisé CDO, a acquis une dimension européenne et internationale.
B3
S’appuyant sur l’expérience de collaboration entre les trois acteurs clés (contrôle aérien, compagnie aérienne et aéroport), Belgocontrol, Brussels Airlines et Brussels Airport Cy ont décidé d’unir leurs forces sous le nom de B3 et de proposer la candidature de ce consortium pour participer activement à l’ambitieux programme européen de modernisation de l’espace aérien initié par SESAR.
L'application de B3 a été sélectionnée pour évaluer le potentiel des opérations de descente continue à l'aéroport de Bruxelles (www.brusselsairport.be). Pourquoi l'aéroport de Bruxelles ? Sa situation géographique, entre quatre grands hubs européens (Amsterdam, Francfort, Paris et Londres), ainsi que la densité et la complexité de l'espace aérien du futur FABEC (Functional Airspace Block Europe Central) en font un laboratoire unique : si la solution fonctionne ici, elle peut être appliquée quasiment partout. Les questions posées sont les suivantes : est-elle applicable sans réduire la capacité et tout en maintenant, voire en améliorant, la sécurité ? Comment mesurer les bénéfices environnementaux ? Peut-elle être appliquée ailleurs, en fonction des résultats obtenus ?
 | Réunion de lancement de B3. |
Le projet B3, lancé lors d'une réunion inaugurale en septembre 2010, est piloté par Philippe Coupez, responsable de la flotte Airbus chez Brussels Airlines (www.brusselsairlines.com), et se déroulera sur 15 mois. Le CDO étant avant tout une technique de pilotage, il était logique de conduite à la compagnie aérienneEn partenariat avec Belgocontrol, Elisabeth Peeters, conseillère environnementale, pilote le projet. À Brussels Airport Cy, Maarten Maes, du département environnement, en est responsable. Il est épaulé par des experts en acoustique de la KU Leuven pour l'évaluation du bruit.
Explication technique
Dans de nombreux aéroports, la mise en œuvre d'un système de contrôle des mouvements du trafic (CDO) est limitée par le volume du trafic aérien. En cas de trafic dense à l'approche, le pilote doit ajuster la puissance moteur, la position des volets et la sortie du train d'atterrissage afin de maintenir la distance de sécurité avec les autres aéronefs, pour des raisons évidentes de sécurité. La sortie des volets et du train d'atterrissage augmente la traînée, ce qui nécessite davantage de puissance pour maintenir la même vitesse.
Lors d'une descente continue, moteurs au ralenti depuis l'altitude de croisière ou le niveau intermédiaire jusqu'à l'approche finale, le système de gestion de vol (FMS) calcule automatiquement l'intégralité de l'approche. De plus, lorsque le FMS de l'aéronef est programmé avec les conditions météorologiques prévues à chaque étape de sa route, il détermine la trajectoire de vol et l'heure d'arrivée avec une bien plus grande précision. L'aéronef s'intègre ainsi plus facilement au flux d'approche.
Le projet B3 porte sur les opérations réalisables avec la technologie actuelle et se concentre sur la phase finale de la descente, lorsque le vol est sous le contrôle de l'unité d'approche de Belgocontrol. La procédure de descente optimale (CDO) est le fruit d'un travail d'équipe entre le contrôleur aérien et le pilote. Elle repose sur le guidage radar pour un itinéraire optimal. Le contrôleur aérien est chargé de fournir à l'aéronef les vecteurs radar (caps et distances) et de maintenir la séparation avec les autres aéronefs. Le pilote est responsable du profil de descente et doit s'assurer qu'il reste aussi proche que possible de la pente idéale.
 | L'écran radar d'approche de Belgocontrol dans CANAC 2, un outil indispensable pour aider le contrôleur aérien à activer un CDO. |
L’échange et l’analyse des données seront un effort conjoint entre Brussels Airlines, Belgocontrol et Brussels Airport Cy et serviront trois objectifs : optimiser les procédures opérationnelles ; identifier et quantifier les économies de carburant et les réductions de CO2 ; et identifier les réductions de bruit.
Les premiers essais CDO n'ont fourni que des données limitées. Le nombre de vols effectuant ces essais augmentera progressivement grâce à la familiarisation et à l'expérience croissantes acquises avec ce type d'approche, tant par le contrôle aérien que par les pilotes. Une réduction de la consommation de carburant est absolument certaine. Le pourcentage de cette réduction variera en fonction du type d'aéronef, de sa masse utile, du vent, de la température et des facteurs saisonniers : en hiver, l'utilisation des systèmes de dégivrage accroît la consommation moteur. C'est pourquoi la période d'essais en vol est si cruciale pour valider un maximum de données de vol. Ce n'est qu'après une analyse approfondie que la réduction effective de la consommation de carburant pourra être quantifiée.
 | Les Airbus A330 de Brussels Airlines permettraient d'économiser jusqu'à 150 kg de carburant, ce qui représente une réduction de 470 kg de CO2 par CDO. |
La mise en œuvre rapide de cette procédure pour tous les types d'aéronefs permet de réaliser des économies immédiates. Ne nécessitant aucun équipement spécifique, ce concept pourrait être adapté à d'autres aéroports du réseau SESAR.
Pour calculer la réduction du bruit et mesurer la réduction de la consommation de carburant, et donc des émissions de CO2, l'analyse détaillée des données des enregistreurs de vol (FDR) constitue l'une des sources les plus fiables. Cependant, le volume et le niveau de détail de ces données impliquent une charge de travail considérable. Des méthodes sont également recherchées pour rendre ces données techniques plus exploitables et pour distinguer les vols ayant réellement effectué une réduction du bruit de ceux qui n'en ont pas effectué. Concernant les émissions de CO2, l'idée principale est d'extraire les données de consommation de carburant des enregistreurs de vol pour un nombre représentatif de vols ayant effectué une réduction du bruit et de comparer ces résultats avec ceux des vols n'ayant pas effectué de réduction du bruit.
L'outil de modélisation intégrée du bruit (INM) est utilisé pour évaluer l'impact du bruit. Ce programme de simulation du bruit des aéronefs est conforme à la méthode ECAC Doc 29, approuvée par la Conférence européenne de l'aviation civile (CEAC) et applicable dans le cadre du VLAREM pour le calcul des courbes isoélectriques annuelles.
 | Le CDO permet de réduire la pollution sonore (Eurocontrol). |
Le consortium B3 collabore également avec Eurocontrol, qui développe un outil appelé EFICAT. Ce programme permet d'évaluer l'impact des CDO à partir de l'analyse des données radar.
SESAR JU
L’entreprise commune SESAR (www.sesarju.eu) est l’institution chargée de la mise en œuvre du programme SESAR, qui constitue le volet opérationnel et technique du Ciel unique européen. Cofinancée par l’Union européenne, Eurocontrol et l’ensemble du secteur aéronautique, l’entreprise commune SESAR regroupe non seulement les constructeurs aéronautiques (notamment Airbus et Dassault) et les fabricants d’équipements de gestion du trafic aérien (dont Thales), mais aussi les compagnies aériennes, les prestataires de services de navigation aérienne et les aéroports, individuellement et par le biais de leurs associations. Cette participation peut prendre la forme de contributions d’expertise ou de programmes de développement et de recherche. SESAR est chargée d’élaborer d’ici 2020 un plan directeur pour la gestion du trafic aérien afin de répondre aux besoins croissants et prévisibles en matière de capacité, d’efficacité et de ponctualité, tout en tenant compte des enjeux environnementaux. À cette fin, elle étudie de nombreuses solutions technologiques et opérationnelles potentielles grâce à des programmes de recherche et développement. Les CDO (Contrôleurs de la performance du trafic aérien) font partie de ces solutions.
 |
L’accord AIRE (Atlantic Interoperability Initiative to Reduce Emissions), signé en 2007 entre la Commission européenne et la FAA (Federal Aviation Administration), est un programme visant à réduire les émissions de CO2 et à accélérer la transition écologique en optimisant les pratiques de gestion du trafic aérien et en tirant parti des avancées technologiques dans le domaine des aéronefs. Cet accord soutient la mise en œuvre de procédures respectueuses de l’environnement pour toutes les phases de vol. AIRE est un élément clé du volet « vert » du programme SESAR (Scottish Environmental Policy Research), et l’entreprise commune SESAR est responsable de sa gestion au niveau européen. L’amélioration du système de gestion du trafic aérien (ATM) offre un potentiel de réduction des émissions de CO2 pouvant atteindre 10 %. Elle permettra également d’obtenir d’autres avantages environnementaux, tels que la réduction du bruit et l’amélioration de la qualité de l’air aux abords des aéroports. En privilégiant l’efficacité environnementale, le niveau global du transport aérien sera amélioré, avec des réductions de coûts, des temps de vol plus courts, une meilleure ponctualité et des normes de sécurité renforcées. L’objectif d’AIRE en 2011 est de faciliter la transition des expérimentations « vertes » à la mise en œuvre d’opérations « vertes ». Le projet B3 est l'un des 18 programmes sélectionnés par SESAR dans le cadre du programme AIRE.
Lors de la réunion de lancement du projet B3, Philippe Coupez a résumé l'objectif du groupe : « Ce que nous avons réalisé en tant que concept, nous voulons maintenant le mettre par écrit afin que d'autres puissent bénéficier de notre expérience et qu'il puisse être utilisé dans le monde entier. »
 | Het B3- en SESAR-team / Maarten Maes (Brussels Airport Cy), Alain Siebert (SESAR JU), Philippe Coupez (Brussels Airlines), Daniel Goffin (Belgocontrol), Elisabeth Peeters (Belgocontrol), Celia Rodrigues (SESAR JU). |
Les essais, entamés fin 2010, se poursuivront tout au long de l'année 2011. L'analyse détaillée permettra de quantifier les avantages environnementaux et économiques, favorisant ainsi une mise en œuvre plus intensive de cette technologie à l'aéroport de Bruxelles et facilitant son introduction dans d'autres aéroports belges et européens. L'expertise combinée des trois partenaires « B » constitue un atout majeur qui leur a permis d'être sélectionnés par SESAR, une reconnaissance européenne amplement méritée de la qualité de nos acteurs du secteur aéronautique.
Guy Viselé
