Symposium sécurité 2025. PBN : Efficacité des trajectoires et défis de sécurité

Compte tenu du taux encore trop restreint d’équipement SBAS dans les flottes d’aviation commerciale, il n'est pas envisageable à niveau de sécurité constant de se passer des ILS CAT I en opérations normales à compter de juin 2030 comme en dispose l’IR PBN. En effet, une telle mesure reporterait un nombre considérable de vols utilisant actuellement des ILS CAT I sur des approches APV Baro VNAV qui présentent un niveau de sécurité moindre, tant en matière de précision de guidage que d’exposition au risque d’erreur de calage altimétrique.

Par ailleurs, dans le contexte actuel où les interférences GNSS demeurent une menace crédible, les autorités nationales et européennes se sont également saisies de cette question et une tâche règlementaire européenne est en cours pour, à l’horizon 2028, modifier le règlement IR PBN afin de tenir compte de ces éléments. 

Pour rappel, la sécurité des opérations d’approche est assurée par la mise en adéquation du niveau de performance attendu des instruments embarqués et des systèmes de radionavigation pour réaliser l’approche, le niveau de compétence attendu des équipages et les conditions opérationnelles (Météo) dans lesquelles peuvent être réalisées ces opérations. 

Ainsi, les contraintes environnementales ne peuvent pas conduire à réduire le niveau de sécurité actuellement atteint avec le dispositif de circulation aérienne mis en œuvre et utilisé.  L’exigence de sécurité des procédures demeure primordiale, quels que soient les autres enjeux perçus par les parties prenantes. La présentation « 16 - RNP AR : maintenir une efficacité opérationnelle » rappelle ainsi que, dans le processus d’homologation des procédures d’approche aux instruments, en plus de la barrière des normes de construction, des tests sont conduits, en vol et/ou au simulateur, afin d’évaluer le degré de sécurité réel des procédures (acquisition des références visuelles, cas non-conformes liés à un défaut de technicité de l’équipage ou de performance du système de navigation). 

En cohérence avec l’IR PBN qui prévoit le maintien d’un réseau minimum d’aides à la navigation conventionnelle à l’horizon 2030 pour une utilisation en cas de perte GNSS uniquement, la DSNA a développé des concepts d’opération palliant la perte locale ou nationale de la capacité GNSS. Par ailleurs, une tâche règlementaire européenne est en cours pour, à l’horizon 2028, modifier le règlement IR PBN afin de tenir compte de cette vulnérabilité.

En particulier, la levée de la restriction « en cas de perte de capacité GNSS » permettrait de favoriser le maintien d’un réseau d’aides conventionnelles à la navigation plus développé puisque les exploitants n’auraient pas à maintenir un tel réseau sans l’utiliser au quotidien.

Le SIB 2025-05 de l’EASA permet d’introduire en Europe les procédures RNP VPT en reprenant le concept et les exigences de la circulaire 359 de l’OACI. Ce SIB identifie également le cadre règlementaire permettant aux autorités européennes d’autoriser les exploitants à opérer ces procédures qu’elles soient publiées à l’AIP ou développées par l’exploitant. Il faut cependant s’assurer que les avionneurs ont développé ces opérations dans leurs SOPs (Standard Operating Procedures), que les opérateurs aériens les intègrent dans leur Manex et que les pilotes attestent d’une formation en e-learning, laquelle sera validée par leur autorité de tutelle. Pour ce qui concerne les services de la navigation aérienne, les critères de conception de procédures français incluent déjà les critères pour permettre de concevoir et publier ce type de procédure en conformité avec la partie I de la circulaire 359 de l’OACI. 

La DSNA développe des jeux de procédures RNP AR et RNP VPT en fonction des besoins exprimés par les exploitants aériens.

Il n’existe pas à ce jour de dispositif incitatif particulier favorisant l’équipement RNP AR des flottes. L’Etat incite à l'étude et au déploiement de procédures RNP AR lorsqu'un besoin opérationnel est identifié et confirmé pour desservir des pistes contraintes par les obstacles ou le relief. 

Il est toutefois rappelé que l’équipement SBAS des flottes est jugé prioritaire. 

L’OACI autorise le guidage vertical géométrique SBAS en RNP AR et, comme l’a montré le symposium, l’avantage de disposer du SBAS EGNOS sur le territoire national se mesure aussi bien en performance de sécurité qu’en accroissement de l’accessibilité opérationnelle. La France a donc fait le choix de publier des minima LPV sur la quasi-totalité des terrains disposant d’une approche RNP. La généralisation du SBAS dans les aéronefs offrirait des perspectives intéressantes pour le développement des RNP AR, avec la possibilité de développer des trajectoires courbes sans dépendre pour la gestion du plan vertical du QNH et les risques d’erreur associés.

Suite à l’incident grave de mai 2022 à Paris CDG, la DSNA a évalué le meilleur compromis entre les enjeux de transmission du bon QNH aux équipages, maintien d’une charge de travail ne favorisant pas les erreurs et non-saturation des fréquences. La consigne actuelle, qui restreint aux approches RNP le rappel systématique du QNH en début de percée, est donc le meilleur compromis au niveau national. Cette consigne n’empêche pas des consignes locales mieux-disantes lorsque les conditions de trafic s’y prêtent.

Certains de ces outils sont des barrières de récupération sur lesquels il n’est pas souhaitable de se reposer exclusivement, leur fiabilité dans ce cas d’usage n’étant d’ailleurs pas absolue (voir 9HMU).

Par ailleurs, deux études (DSNA et Eurocontrol), menées selon des protocoles différents sur des jeux de données distincts, parviennent au résultat suivant : le taux d’erreur QNH est de l’ordre de grandeur 10^-3 pour les erreurs de quelques hPa et de 10^-4 pour les erreurs de 10hPa avec les moyens actuels, tels qu’ils sont utilisés à date. 

Le simple ajout de nouvelles procédures d’exploitation de ces outils ne permettra pas de diviser par 1000 ces taux d’erreur.

L’utilisation des informations transmises par le transpondeur (BPS), l’Approach Path Monitoring ou encore l’utilisation des nouvelles fonctionnalités du TAWS font partie des axes d’amélioration identifiés mais leur efficacité et la rapidité avec laquelle ces évolutions pourraient apporter un gain de sécurité demeurent inconnues.

Deux études (DSNA et Eurocontrol), menées selon des protocoles différents sur des jeux de données distincts, parviennent au résultat suivant : le taux d’erreur QNH est de l’ordre de grandeur 10^-3 pour les erreurs de quelques hPa et de 10^-4 pour les erreurs de 10hPa avec les moyens actuels, tels qu’ils sont utilisés à date. Le simple ajout de nouvelles procédures d’exploitation de ces outils ne permettra pas de diviser par 1000 ces taux d’erreur.

L’utilisation des informations transmises par le transpondeur (BPS), l’Approach Path Monitoring ou encore l’utilisation du radio-altimètre font partie des axes d’amélioration identifiés mais leur efficacité et la rapidité avec laquelle ces évolutions pourraient apporter un gain de sécurité demeurent inconnues.

L’étude DSNA sera réactualisée pour déterminer le niveau d’efficacité des moyens d’atténuation des risques qui seront mis en oeuvre. La mesure de réhaussement des minima sera revue à l’aune de cette réactualisation.

L’étude PBN to ILS menée à Paris Orly a montré que des réponses pouvaient être apportées à chaque situation locale. 

Dans un environnement LPV où toute la flotte est équipée SBAS, il est possible d’avoir de la flexibilité sur le dernier palier.

Historiquement, la visualisation radar des contrôleurs présentait la position géographique d’un aéronef, accompagnée d’une étiquette présentant le code transpondeur et l’altitude-pression transmise par le transpondeur de l’avion, indépendante du calage sélectionné par l’équipage. Les visualisations informatiques actuelles reprennent la même conception et ne permettent donc pas à un contrôleur de détecter une erreur QNH, d’autant plus avec l’essor des approches en descente continue qui tendent à effacer les phases de palier stabilisé.

Il existe par ailleurs le MSAW, dont le fonctionnement, et les limites, sont décrits dans le rapport sur l’incident grave de mai 2022 à Paris CDG.

Dans le cadre de la surveillance enrichie, les radars secondaires récupèrent le calage altimétrique de l’aéronef transmis par le transpondeur mode S (BPS - Barometric pressure setting). Cette valeur peut être ensuite comparée avec le QNH déterminé par le service météorologique et transmis aux services de contrôle. 

L’APM (Approach Path Monitoring) est également une fonction ATC permettant de vérifier la conformité de la trajectoire de l’aéronef avec le segment final attendu. 

Ces fonctions ne sont pas encore déployées et ne pourront probablement pas l’être sur tous les aérodromes. 

Cette idée se base sur l’hypothèse qu’un certain nombre d’erreurs QNH sont liées à la charge de travail rencontrée par les équipages dans l’espace aérien terminal. Remonter cette altitude de transition en l’harmonisant en Europe permettrait donc de provoquer le changement de calage plus haut, donc, plus tôt dans la descente, et donc à un moment avec une moindre charge de travail et plus d’opportunités de récupérer une erreur. 

Cette harmonisation serait cependant extrêmement complexe à mettre en œuvre. 

Historiquement, le spoofing est une technique de guerre électronique qui n’a donc pas été conçue pour être aisément discernable par la cible, la réponse précise à cette question dépendant du système visé. Ce risque devrait donc être envisagé et anticipé par chaque pilote utilisant un mode de navigation GNSS. Les indices d’une telle attaque peuvent être la modification de l’heure du système, le déclenchement d’alarmes EGPWS improbables ou, évidemment, le désaccord entre plusieurs capteurs de localisation. 

Plusieurs sites internet agrègent des données ADS-B en temps réel permettant de visualiser des zones où des avions signalent des anomalies compatibles avec du brouillage ou du leurrage GNSS. Il n’existe pas actuellement de site institutionnel diffusant de telles données mais Eurocontrol y travaille.

La conservation d’un réseau minimal d’aides à la navigation et les infrastructures associées de surveillance et de communication doivent permettre de pallier la perte ou la dégradation du signal GNSS. Cependant, les conséquences de celles-ci sur les systèmes de bord dépendent de l’aéronef et de ses équipements.