Il y a plusieurs années, l’Administration fédérale de l’aviation américaine (FAA) a reconnu que le système de transport aérien des États-Unis et les outils qu’il utilise avaient grand besoin d’être réexaminés et mis à jour, pour rester en mesure de gérer le trafic aérien dans un contexte de croissance soutenue, tout en rencontrant les besoins de l’industrie et les attentes du public en général. Cette constatation a entraîné l’élaboration de ce que nous connaissons désormais sous l’appellation de NextGen. Je me souviens de ma participation, il y a plus de vingt ans, a une rencontre de la FAA où on a fait le point sur les premiers pas de NextGen et, surtout, de mon étonnement devant l’ampleur du projet et le caractère ambitieux de ses objectifs. Selon le site web de la FAA, NextGen représente la modernisation du système de transport aérien des États-Unis. Le but de cette ambitieuse démarche vise à accroître la sécurité, la capacité, la prévisibilité et la résilience de l’aviation civile américaine. Cette révision majeure s’appuie sur le recours à des douzaines de technologies, de capacités et de procédures novatrices afin améliorer les transports aériens depuis le point de départ jusqu’à l’arrivée. Même si le déploiement de NextGen est encore relativement jeune, la démarche a entraîné des améliorations extraordinaires partout aux États-Unis. Ce lien (en anglais) présente une vidéo éloquente sur la démarche et les résultats obtenus jusqu’à présent: https://www.faa.gov/nextgen/what_is_nextgen/

Très tôt dans l’exercice, la FAA a reconnu que l’Automatic Dependant Surveillance – Broadcast (ADS-B) était l’une de ces technologies novatrices et constituait la pierre angulaire de NextGen. D’entrée de jeu, la FAA a toutefois concédé que même si l’ADS-B constituait un ingrédient nécessaire au succès de NextGen, sa seule présence dans le système n’influerait pas forcément, –dans un sens ou dans l’autre–, sur la sécurité en général du système de transport aérien dans le pays. L’ADS-B américains utilisera des stations terrestres mais pas le Canada.

ADS-B Out

Le Système automatique de surveillance – tranmission (ADS-B) offre des avantages très importants aux usagers auxquels il était initialement destiné et son utilisation se répand rapidement à travers le monde. Les États-Unis ont mandaté l’entrée en vigueur de l’ADS-B pour 2020 dans leur espace aérien. Aucun mandat ADS-B n’a encore été promulgué au Canada et Transports Canada n’envisage pas actuellement le déploiement d’un tel mandat, du moins selon nos informations. À l’inverse, NavCanada a progressé de façon significative dans la planification de la phase de développement de cette technologie dans l’espace aérien canadien. NavCanada estime que l’ADS-B constitue un moyen de réduire considérablement, sinon d’éliminer totalement, les stations radar à travers le pays, ce qui entraînerait des économies de l’ordre de centaines de millions de dollars.

L’ADS-B est un système de surveillance (Surveillance) de l’espace aérien opérant (par satellite) depuis l’espace et en mesure de suivre à la trace, globalement et en temps réel, tout aéronef équipé des dispositifs nécessaires, sans jamais recourir au système de radar classique. La très haute résolution de la localisation des avions et de leur espacement sur les routes aériennes, en temps réel, permet alors de gérer la circulation aérienne avec une précision et une efficacité jamais vues jusqu’ici. Il en résultera une utilisation beaucoup plus efficace et sécuritaire de l’espace aérien pour les vols à haute vitesse et haute altitude, franchissant de grandes distances, soit, principalement, les routes des entreprises de cargo aérien et des grandes lignes. Ce niveau de précision est rendu possible (Dependant) par l’utilisation de capteurs de positionnement WAAS-GNSS homologués installés dans l’avion. ADS-B est un système de transmission (Broadcast).

Les mandats ADS-B de base autour du monde, –actuels ou futurs–, concernent l’ADS-B Out. Autrement dit, un appareil muni d’un système ADS-B Out diffusera ses paramètres de vol, mais ne recevra aucune information du système. L’équipage de l’aéronef se retrouvera alors exactement dans la même situation qu’un équipage opérant de nos jours dans un environnement de transpondeur classique: l’appareil diffuse sa position, mais ne reçoit rien en retour. La différence essentielle réside en ce que les transpondeurs actuels (typiquement Mode C) répondent à des interrogations, alors que le transpondeur ADS-B Out émet deux fois par seconde automatiquement (Automatic), sans aucune sollicitation. L’ADS-B Out opère sur une fréquence de 1090 Mhz “Extended Squitter” (1090ES) via la constellation satellitaire Aireon Iridium Next. Il n’y a aucune station terrestre parmi les maillons du système sauf celles qui sont nécessaires pour recevoir les signaux de retour des satellites et les réacheminer avec les unités de contrôle appropriées du trafic aérien. La Figure 1 présente le concept de la constellation Aireon Iridium Next ainsi que les canaux de communication du lien des données ASD-B.

Figure 1 – L’ADS-B dans le contexte de la constellation Aireon Iridium Next Satellite

Comme c’est déjà le cas pour un transpondeur de Mode C, le transpondeur ADS-B Out doit être installé sur un aéronef et certifié par un technicien compétent. A l’heure actuelle, il s’agit d’une démarche plutôt onéreuse pour l’aviation générale (GA). L’industrie s’est employée sérieusement à produire de nouveaux modèles plus performants et les prix baissent graduellement. Au moment d’écrire ces lignes, toutefois, le coût d’installation d’un tel système sur un appareil de l’aviation générale oscille entre 5000 et 6000 $ US. Et le débat sur l’antenne à diversité n’est toujours pas clos. Il en coûtera forcément encore plus cher s’il faut installer deux antennes, soit l’une sur le dessus du fuselage et l’autre en dessous, pour éviter les évanouissements de signaux.

En anglais, littéralement, le sigle ADS-B utilisé décrit bien la fonctionnalité de ce système Automatique Dépendant de Surveillance (en mode de diffusion = Broadcast). L’Automatic Dependent Surveillance-Broadcast fonctionne donc automatiquement sans l’intervention du pilote et dépend tout à fait de la précision du matériel utilisé.

ADS-B In

Du point de vue du pilote, l’ADS-B Out est un système qui ne fait que transmettre des données sans jamais recevoir d’information. Toutefois, un mode de réception existe dans cette technologie. Il s’agit de l’ADS-B In qui peut capter les émissions de tous les aéronefs équipés du système ADS-B dans un rayon où des communications radio sont possibles. L’ADS-B In ne fait encore partie d’aucun mandat, mais son installation reste une idée potentiellement intéressante si votre aéronef est déjà équipé de l’ASD-B Out, parce qu’il vient fermer la boucle et vous offre alors une perception complète de l’environnement dans lequel vous volez, soit l’équivalent d’une vision panoramique de votre espace aérien. L’ADS-B In reçoit tout signal ADS-B pourvu que l’émetteur soit dans sa ligne de “vision”. Le système nécessite la présence d’un écran dans le cockpit pour afficher l’information de trafic ainsi recueillie. Puisque les récepteurs ADS-B In ne sont pas mandatés, il n’est pas nécessaire d’utiliser des appareils certifiés. Les récepteurs ADS-B In peuvent d’ailleurs être portatifs. La mise en œuvre du système peut se limiter à l’acquisition d’un Stratus 2 et d’un iPad utilisant le logiciel ForeFlight par exemple. Une autre solution possible, le FlightBox d’Open Flight Solutions et le minuscule et si peu coûteux Scout (www.flywithscout.com ). Le marché offre actuellement plusieurs autres variations sur ce thème et ce, à des prix absolument raisonnables. La Figure 1 donne aussi une idée de ce genre de lien numérique.

Comment l’aviation générale peut tirer profit de l’ADS-B

La technologie de l’ADS-B décrite plus haut donne une assez bonne idée de ce que NavCanada souhaite mettre en œuvre dans l’espace aérien canadien. Le déploiement de cette technologie tel que présentement proposé n’offre pourtant que des avantages plutôt modestes à l’aviation générale et ce, malgré des coûts relativement élevés aux chapitres de l’installation, de l’entretien et de la recertification périodique. On ne peut évidemment contester les avantages du point de vue sécuritaire résultant d’une meilleure connaissance du trafic aérien qui nous entoure. Dans cette perspective, cependant, il convient de reconnaître la différence entre la densité du trafic aérien autour de l’aéroport Pearson International, par exemple, –et d’autres emplacements où le Mode C est actuellement obligatoire et le restera dans un avenir prévisible–, et le degré d’achalandage du ciel à peu près n’importe où au-delà de 200km au nord de la frontière canado-américaine ou, si vous préférez, du 49e parallèle. NavCanada affirme que le mandat ADS-B ne remettra pas en cause la nécessité d’utiliser le Mode C dans l’espace aérien là où il est présentement requis. NavCanada ajoute également que le Mode C restera en vigueur après le déploiement de l’ADS-B dans les régions où il est actuellement utilisé. À ce point, COPA n’est pas en mesure d’identifier aucun autre avantage pour un propriétaire ou un pilote de l’aviation générale au Canada au-delà de ce qui est décrit dans cet article, soit l’amélioration de la perception de l’environnement de trafic dans un secteur donné, si vous êtes équipé d’ADS-B Out et d’ADS-B In.

L’ADS-B aux États-Unis

COPA reconnait la valeur intrinsèque du concept de l’ADS-B et admet que de nombreux autres avantages pourraient en être retirés par l’aviation générale si sa mise en œuvre était effectuée dans l’état d’esprit approprié. L’approche préconisée par la FAA pour le déploiement de l’ADS-B reconnait la nécessité de la technologie dans le contexte du programme de modernisation NextGen, mais admet, d’un même souffle, que la contribution du système à l’accroissement de la sécurité au sein de l’aviation générale reste modeste, voire extrêmement limitée. Il n’en demeure pas moins que les informations nécessaires dans un poste de pilotage, comme la perception du trafic environnant, la météo et les autres informations de vol constituent des renseignements d’importance vitale qui devraient être à la disposition de tout pilote. Par conséquent, la version américaine de l’ADS-B comporte deux liens numériques distincts: tel que décrit ici, le système 1090ES est mandaté pour l’espace aérien au-dessus de 18 000 pieds, et le 978UAT utilisant des stations au sol, s’applique aux altitudes inférieures à 18 000 pieds.

La désignation 978 UAT signifie que ce lien opère sur une fréquence de 978 Mhz utilisant un émetteur-récepteur d’accès “universel” (Universal Access Transceiver), qui doit être certifié et installé par un technicien compétent. La FAA a choisi de déployer le 978UAT pour offrir à l’aviation générale les informations de cockpit décrites plus haut. Le système américain fournit donc le Service d’information trafic (TIS-B) et le Service d’information de vol (FIS-B).

TIS-B

Le Service d’information trafic (TIS-B) alimente les avions en vol d’informations “sur mesure” sur la situation de la circulation aérienne dans leur environnement immédiat à partir de rapports colligés par des stations au sol. Les appareils qui utilisent ce service sont équipés d’un système ADS-B Out (sur 1090ES). Les rapports “sur mesure” couvrent un volume d’espace aérien de 30 milles marins de diamètre sur 3,000 pied de haut. Cet espace est centré sur l’appareil qui reçoit les informations. Les avions munis de récepteurs ADS-B In peuvent aussi accéder aux mêmes infos s’ils volent dans le secteur et peuvent également voir la position d’autres appareils si ceux-ci sont équipés du système ADS-B Out. Le système TIS-B n’émet les informations des stations au sol que s’il est sollicité par des avions munis de l’ADS-B Out. Comme la plupart des appareils de l’aviation générale ne posséderont pas de système ADS-B Out, l’avantage que TIS-B est censé procurer sera forcément limité. Les systèmes ADS-B mono-bande reçoivent uniquement des communications sur 1090ES provenant d’autres appareils équipés de la même façon. Par contre, les systèmes à double bande ADS-B reçoivent sur 978 et 1090 mégahertz. La Figure 2 décrit votre scénario si vous êtes munis d’un ADS-B In comme le Stratus 2 (un appareil à double bande) et s’il n’y a aucune station terrestre. Vous recevez alors des informations de trafic provenant uniquement d’autres avions également équipé de l’ADS-B Out (1090ES).

Figure 2 –  Configuration de base: votre avion équipé seulement d’un Stratus 2

La Figure 3 présente de nouveau le scénario, mais cette fois, vous volez à peu de distance d’un avion équipé d’un ADS-B Out (1090ES). Sur votre Stratus 2, vous recevrez le rapport de circulation ambiante retransmis à cet appareil opérant sur ADS-B Out, mais il faudra prendre garde de constater que ces informations sont établies en fonction de l’autre avion et non du vôtre. En conséquence, ce rapport ne sera pas des plus précis possibles dans la description du trafic qui vous entoure.

Figure 3 – Configuration de base, mais votre avion muni uniquement d’un Stratus 2, vole à proximité d’un avion opérant un ADS-B Out

La Figure 4 nous montre encore votre avion, mais équipé également, cette fois, d’un ASDS-B Out (1090ES). Vous recevez alors un rapport de trafic sur mesure, parfaitement centré sur votre appareil. Ce rapport est d’une très grand précision, complet et en temps réel.

Figure 4 – Même configuration de base avec Stratus 2 et ADS-B Out

Dans le système américain, les stations terrestres diffusent le TIS-B. Ceci permet aux instances de contrôle du trafic aérien d’incorporer aux informations de trafic des renseignements provenant d’appareils utilisant des transpondeurs Mode C, pour une image complète de la totalité du trafic aérien dans l’environnement immédiat du pilote. Il s’ensuit que la qualité des informations de trafic fournies dans le système américain ainsi configuré est, de loin, beaucoup plus complète et précise que ce qui serait disponible dans la version canadienne actuellement proposée de l’ADS-B. Le système américain offre aux propriétaires, aux pilotes et aux opérateurs de l’aviation générale de ce pays de véritables avantage au plan de la sécurité et ce, de façon mesurable et quantifiable.

FIS-B

Le système FIS-B diffuse continuellement des dépêches sur la météo (METAR, TAF, PIREPS), des informations graphiques sur les conditions du moment telles que dérivées des observations radar, et des avis ponctuels sur l’état de l’espace aérien (TRF, NOTAM). Le déploiement ADS-B projeté par NavCanada ne comprend aucune option pour ce type de diffusion parce que l’ADS-B 1090ES ne peut accommoder cette forme de retransmission de l’information. La FAA a clairement reconnu le mérite intrinsèque que représente la diffusion la plus précise et la plus complète de la situation du trafic aérien à travers le pays et les contraintes que ce déploiement technologique impose à la communauté de l’aviation générale. L’agence a dès lors pris des dispositions pour aborder cette problématique de façon positive et constructive. La FAA a choisi de ne promulguer aucun mandat ADS-B 1090ES aux altitudes inférieures à 18 000 pieds, mais s’en remet plutôt au système 978UAT. D’un même souffle, l’agence encourage fortement les propriétaires ou les opérateurs d’aéronefs de l’aviation générale à acquérir le matériel nécessaire pour rencontrer cet objectif. Lorsqu’ils volent suffisamment près des stations terrestres américaines, les pilotes canadiens de l’aviation générale munis d’une récepteur ADS-B In à bande double peuvent profiter des infos diffusées par le lien FIS-B des États-Unis, mais les informations disponibles se limitent aux données relatives à l’espace aérien américain.

Le point de vue de COPA

Axée sur la constellation satellitaire Aireon Iridium Next, la solution ADS-B offerte au Canada offre certains avantages sécuritaires très limités pour l’aviation générale, mais rien de plus pour le moment. La solution vise principalement les lignes aériennes et les gros transporteurs, qui y trouveront certainement leur compte. Les propriétaires d’aéronefs de l’aviation générale qui voient dans l’ADS-B une façon de retrouver leur tranquillité d’esprit peuvent toujours faire installer le système dans leur appareil si ça leur chante, comme certains de leurs collègues l’ont déjà fait. Ceci dit, nous croyons qu’un éventuel mandat rendant obligatoire la technologie ADS-B sur tous les avions et s’appliquant dans la totalité de l’espace aérien canadien n’est sûrement pas la voie à suivre. Ce déploiement technologique n’est ni approprié, ni nécessaire, et ne constitue pas forcément la solution évidente à un problème qui doit encore être défini avec plus de précision et de consentement mutuel. Le fait d’apercevoir et d’éviter un aéronef est sûrement important, mais c’est aussi le cas de la météo, notamment. D’autres éléments du service d’information de vol (FIS-B) sont pour le moins tout aussi critiques, mais sont totalement ignorés dans le contexte de ce déploiement. Nous croyons que NavCanada se doit d’introduire d’autres fonctionnalités pertinentes dans l’équation, pour rendre l’ADS-B plus intéressant et dont plus acceptable à l’aviation générale.