Chapitre 5 — Aviation civile et industrie aéronautique

Introduction

Le risque d’impacts de la faune est mesuré en fonction des facteurs suivants :

  1. l’exposition, la probabilité et la gravité d’un impact de la faune,
  2. le type d’aéronef et de moteur,
  3. l’environnement opérationnel de l’aéronef (v. Chapitres 2 et 6).

L’exposition et la probabilité sont liées au contexte dans lequel un type particulier d’aéronef est utilisé. Puisque la majorité des impacts de la faune surviennent au décollage ou à l’atterrissage (v. Chapitre 7), les aéronefs qui entreprennent fréquemment ces manoeuvres s’exposent au plus grand risque. Les opérations de départ et d’arrivée qui ne sont que peu ou pas soutenues par des programmes de gestion de la faune—comme les aéroports qui desservent les petites collectivités et les grands aéroports dans des pays en développement—sont plus vulnérables aux impacts d’oiseaux ou de mammifères.

Les normes de certification relatives à différents moteurs ou composants de cellule revêtent une grande importance pour déterminer la gravité éventuelle du dommage. Ces normes varient selon le type d’aéronef et de moteur. Les critères de conception en matière d’impact d’oiseau sont différents pour les très importants composants de cellule tournés vers l’avant comme le pare-brise, le bord d’attaque de l’aile et l’empennage. Les moteurs à turbine—notamment ceux des avions de transport à réaction—semblent devoir supporter davantage les dommages causés par les impacts d’oiseaux que les moteurs à pistons.

La probabilité et la gravité des impacts de la faune avec les différentes classes d’aéronefs peuvent être déterminées par un examen des éléments suivants :

  • la répartition actuelle de la flotte mondiale des aéronefs,
  • les schémas de croissance projetés,
  • les différents contextes d’exploitation des aéronefs,
  • les normes de certification de l’aéronef et du moteur.
Les aéronefs civils

Les aéronefs se répartissent en catégories en fonction de la classe d’utilisation et chaque catégorie se subdivise selon le type de moteur. Tout au long du présent ouvrage, différents termes sont employés pour décrire les catégories d’aéronefs civils; les sections qui suivent expliquent l’origine de ces termes.

Classe d’exploitation :

Trois définitions décrivent les différentes classes des activités de l’aviation civile :

  1. aviation commerciale,
  2. aviation générale,
  3. aviation à voilure tournante.

Afin de parfaire les scénarios de risques d’impacts éventuels, ces trois classes sont subdivisées en tenant compte de la terminologie de la réglementation.

Aviation commerciale

L’aviation commerciale se définit comme « l’utilisation d’un aéronef contre rémunération ». Transports Canada a choisi de subdiviser cette classe d’utilisation de la manière suivante, en fonction du poids de l’aéronef et(ou) du nombre de sièges passagers.

  1. Aéronef dont la masse maximale au décollage (MMHD) est supérieure à 19 000 lb,ou qui peut transporter 20 passagers ou plus.
  2. Aéronef dont la MMHD est inférieure à 19 000 lb ou qui peut transporter entre10 et 19 passagers.
  3. Aéronef dont la MMHD est inférieure à 19 000 lb ou qui peut transporter jusqu’à9 passagers.
  4. Aéronef utilisé contre rémunération et qui n’entre dans aucune des subdivisions1 à 3.
  • Exploitation de lignes aériennes : vols réguliers d’aéronefs de 50 sièges ou plus.
  • Exploitation de compagnies régionales : vols réguliers d’aéronefs de 10 à 50 siègespassagers.
  • Exploitation de compagnies d’avions-taxis : vols réguliers d’aéronefs d’au plus neufsièges passagers.
  • Exploitation de fret aérien : vols d’aéronefs de toute taille affectés uniquement autransport des marchandises.
  • Affrètement : vols d’aéronefs de toute taille à services sans horaire fixe.

Aviation générale

L’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) définit l’aviation générale comme « toutes les opérations de l’aviation civile autres que les services aériens réguliers et les opérations de transport aérien non régulières contre rémunération. » Transports Canada utilise généralement la même terminologie que l’OACI mais parle d’exploitants d’aéronefs privés pour ce qui est des aéronefs d’affaires. D’autres pays comme les É.-U. incluent les taxis aériens, les aéronefs d’affaires et les aéronefs utilisés pour des services à la demande dans la terminologie réglementaire qui s’applique à l’aviation générale. L’absence d’une définition uniforme rend les comparaisons difficiles—ce qui constitue un problème, compte tenu de l’important rôle de ces aéronefs et de leur implication éventuelle dans des impacts de la faune. Pour plus de clarté, le présent ouvrage s’appuie sur les définitions suivantes :

  • Opérations de l’aviation générale : opérations de l’aviation civile autres que lesservices aériens réguliers et les opérations de transport aérien non régulières contrerémunération.
  • Utilisation des aéronefs d’affaires : compagnies et particuliers qui utilisent des aéronefspour exercer leurs activités d’affaires.

Aéronefs à voilure tournante

Les aéronefs à voilure tournante—ou hélicoptères—sont définis comme des aéronefs motopropulsés, aérodynes, dont la sustentation en vol est obtenue par des réactions aérodynamiques s’exerçant sur un ou plusieurs rotors par rapport à des axes essentiellement verticaux.

Moteurs d’aéronefs dans l’aviation civile

Historique

Jusqu’aux années trente, les groupes motopropulseurs étaient exclusivement des moteurs à pistons à combustion interne. Ce type de moteur demeure prédominant même aujourd’hui, puisque les aéronefs de l’aviation générale légers à voilure fixe— et jusqu’à un tiers des hélicoptères civils—composent la majorité de la flotte mondiale. Dans les années trente, plusieurs pays ont commencé à mettre au point des moteurs à turbine. Les chercheurs scientifiques ont reconnu rapidement leurs avantages car ils offraient une grande puissance tout en étant plus légers, plus efficaces et exigeaient moins de maintenance que les moteurs à pistons.

La Seconde Guerre mondiale a été le théâtre des premiers vols expérimentaux d’aéronefs à réaction, prototypes qui ont été mis en service dès la fin du conflit. Les premiers avions à réaction civils ont fait leur apparition au début des années cinquante, notamment le Comet de DeHavilland et le Boeing 707. Une R. et D. intensive a permis également d’appliquer la technologie des moteurs à turbine aux hélicoptères et aux avions d’affaires, ainsi qu’aux opérations des avions des compagnies régionales et des avions-taxis.

Les moteurs à pistons se classent selon les configurations des cylindres :

  • Moteurs à cylindres en étoile (v. figure 5.1) se composent de plusieurs cylindresdisposés autour d’un vilebrequin comme les rayons d’une roue. Ces moteurs sontmoins utilisés en Amérique du Nord mais ils sont toujours utilisés abondammentdans les pays en développement.
  • Moteurs à cylindres opposés à plat (v. figure 5.2)—ils sont utilisés sur des aéronefsde l’aviation générale légers—et comportent des paires de cylindres opposés à platautour du vilebrequin dans des combinaisons de 4, 6 ou 8.

Les turbines à gaz se répartissent en quatre catégories :

  • Les turboréacteurs présentent un gazogène à combustible muni d’une buse devidange qui règle l’écoulement et produit la poussée.
  • Les turboréacteurs à double flux comportent un noyau central générateur de gaz etune soufflante à l’avant du moteur. Mue par une ou plusieurs turbines entraînéespar le noyau central, la soufflante comprime l’air aspiré et le dirige vers la chambrede combustion du moteur. L’air secondaire se mélange alors aux gaz de l’échappementprimaire pour produire la poussée. La figure 5.3 illustre un moteur JT8D à faibletaux de dilution trouvé sur beaucoup d’aéronefs plus anciens tels que le DC9, leB727 et les premiers modèles du B737. La figure 5.4 présente un turboréacteur à double flux CFM56 à taux de dilution élevée utilisé sur l’Airbus A320 et les modèles plus récents du B737.

Moteur à cylindres en étoile
Photo : Richard Parker
Figure 5.1 Moteur à cylindres en étoile

Moteurs à cylindres opposés à plat
Figure 5.2 Moteurs à cylindres opposés à plat

Turboréacteur JT8D
Figure 5.3 Turboréacteur JT8D

Turboréacteur à double flux CFM56
Figure 5.4 Turboréacteur à double flux CFM56

Turbopropulseur PT6
Figure 5.5 Turbopropulseur PT6

Section de turbopropulseur
Figure 5.6 Section de turbopropulseur

  • Les turbopropulseurs sont des moteurs à turbine qui utilisent la puissance d’un ouplusieurs étages de turbine pour entraîner une hélice à travers un engrenage réducteur.La figure 5.5 montre un turbopropulseur utilisé communément sur de nombreuxaéronefs et hélicoptères à turbopropulseurs.
  • Les turbomoteurs sont semblables aux turbopropulseurs et comprennent un arbresecondaire entraîné par un ou plusieurs étages de turbine. Ces moteurs sont utilisésprincipalement dans les hélicoptères.

Turbines à gaz—Notions de base

Toutes les turbines à gaz comportent cinq sections et fournissent soit une poussée réactive (turboréacteur) soit une puissance sur l’arbre (turbopropulseur ou hélicoptère). Les cinq sections sont les suivantes :

  1. l’entrée d’air qui oriente la pénétration de l’air dans le moteur,
  2. le compresseur qui condense l’air,
  3. le chambres de combustion où le carburant s’ajoute à l’air comprimé et enflammé,
  4. la section de la turbine où l’énergie est extraite des gaz brûlés pour entraîner lasection du compresseur,
  5. l’échappement qui règle la sortie des gaz.

La structure complexe et les régimes élevés d’utilisation des turbines à gaz les rendent beaucoup plus vulnérables aux FOD que les moteurs à pistons.

De nombreux concepts et technologies différents sont appliqués au développement des turbines à gaz de l’aviation civile. L’air peut être comprimé au moyen de compresseurs centrifuges et à écoulement axial, individuellement ou en combinaison. Par exemple, un compresseur centrifuge peut être supporté par différents étages du compresseur axial. Dans un compresseur centrifuge, l’air d’admission est expulsé vers l’extérieur radialement à haute vitesse, la vitesse accrue étant convertie en une pression accrue. Dans les compresseurs axiaux, l’air d’admission est dirigé parallèlement à l’axe du moteur et augmente la pression à chaque étage successif. La figure 5.6 est la coupe du PT6, un turbopropulseur canadien très apprécié, qui emploie aussi bien des compresseurs centrifuges qu’axiaux.

Les réacteurs utilisent soit une seule turbine soit plusieurs étages de turbines à l’arrière du moteur; tous sont alimentés par des gaz de combustion qui se dilatent. L’énergie ainsi dégagée entraîne :

  • le compresseur et les étages de soufflante d’un turboréacteur à double flux,
  • les étages du compresseur et l’hélice d’un turbopropulseur,
  • les étages du compresseur et l’arbre moteur d’un turbomoteur.

La figure 5.7 est la coupe schématique d’un turboréacteur à double flux typique.

Schéma d'un turboréacteur à double flux

Figure 5.7 Schéma d’un turboréacteur à double flux

Les pressions économiques et environnementales ont influé sur les améliorations apportées à la performance des turbines à gaz depuis que ces moteurs ont été adoptés par l’aviation commerciale, notamment :

  • réduction de la consommation de carburant et des impacts sur l’environnement,
  • rapport poids/poussée plus faible,
  • durabilité (notamment la capacité de faire face à l’absorption d’un corps étranger),
  • régulation des paramètres d’utilisation du moteur,
  • réduction des niveaux de bruit,
  • réduction des émissions de gaz d’échappement.

Une des mesures comparatives utilisées pour décrire la performance du turboréacteur à double flux est le taux de dilution—c’est-à-dire le rapport entre l’air qui passe par les conduits de dérivation et l’air injecté dans la chambre de combustion. Les réacteurs dont le taux de dilution est élevé produisent des niveaux de propulsion plus puissants tout en consommant moins de carburant et en limitant le bruit.

Le tableau 5.1 décrit les types de turboréacteur à double flux et leurs spécifications de base, en particulier le diamètre de la soufflante, le taux de dilution, la production de puissance et l’application d’aéronef. Le tableau montre clairement que depuis la première utilisation commerciale des turboréacteurs dans les années soixante, la puissance de sortie maximale— ou poussée—a été multipliée par un facteur de cinq et les taux de dilution par un facteur de six; les diamètres de la soufflante ont plus que doublé.

On prévoit maintenant des taux de dilution sur les nouveaux moteurs dépassant 12:1, et des niveaux de poussée du moteur de 125 000 lb seront bientôt possibles. Il importe de noter que la soufflante de premier étage sur des turboréacteurs à double flux à taux élevé de dilution peut diriger les débris d’oiseaux de la partie intérieure de l’entrée d’air moteur vers la partie extérieure en permettant aux débris d’être expulsés par la section froide du moteur sans endommager le coeur du moteur. Cette caractéristique devrait rendre ces moteurs beaucoup plus résistants aux dommages provoqués par les impacts d’oiseaux, mais les données indiquent que le rapport entre les impacts d’oiseaux et les épisodes causant des dommages qui impliquent ces moteurs ne s’est peut-être pas tellement amélioré par rapport aux moteurs de la génération antérieure.

Moteur (par année d’entrée en service) Taux de dilution Diamètre de soufflante (pouces) Puissance (poussée en lb x 1000) Applications (modèles d’avion)
Début des années 1960        
P&W JT3D 1,4 53 19 –17.5 B707, DC-8
RR Conway 0,3     DC-8, VC10
P&W JT8D 1,74 54 15-21 DC-9, B727, B737, MD80
Années 1970        
RR RB211 4,3 74-86 42-60 L1011, B747, B757
P&W JT9D 4,8 94 46-56 B747, DC-10, B767, A300
Années 1980        
P&W 2037/2043 6,0 79 38-43 B757
GE CF6/50,80 4,97-5,31 93 52-60 B747, DC-10, MD11, B767
CFM56 6,0 61-72 22-31 DC-8, B737, A319/320, A340
P&W 4000 Series 4,8-5,1 94-100 50-60 B747, B767, A300, A310, MD11
IAE V2500 5,4 64 22-33 A319/320, MD90
Années 1990        
RR Trent 553/768 8,5 98 53-62 A330
RR Trent 875/8104 5,8 110 78-104 B777
P&W 4084/4098 5,8-6,4 112 87-98 B777
GE90 9,0 123 85-115 B777

Tableau 5.1 Caractéristiques des réacteurs utilisés dans l’aviation civile

Les turbomoteurs et l’ingestion d’oiseaux

Les turbomoteurs présentent plusieurs caractéristiques notables en ce qui concerne l’ingestion des oiseaux :

  • Bien que simples sur le plan conceptuel, les turbines à gaz présentent des structures, descomposants et un compresseur tournant à fort régime et des vitesses des turbinesqui les rendent particulièrement vulnérables aux dommages causés par les oiseaux.

Croissance de la flotte aérienne mondiale des compagnies aériennes
Figure 5.8 Croissance de la flotte aérienne mondiale des compagnies aériennes (1965 – 1999)

  • Les débits d’entrée élevés des turbomoteurs leur donnent les caractéristiques d’énormesaspirateurs. Les oiseaux peuvent non seulement voler dans ces moteurs—ils sontégalement aspirés.
  • Les turboréacteurs à double flux ont de vastes surfaces frontales qui augmentent laprobabilité des impacts d’oiseaux.
  • De grands turboréacteurs à double flux sont utilisés sur des aéronefs qui n’étant pas trèsmanoeuvrables se trouvent dans l’impossibilité de tenter une manoeuvre d’évitement.
  • Les turbomoteurs modernes sont généralement plus silencieux que les anciens modèles.Des recherches préliminaires indiquent que des aéronefs silencieux ne laissent pas auxoiseaux le temps suffisant de s’esquiver. Les mesures de réduction du bruit font suiteà des pressions environnementales et sociales; ces réductions peuvent avoir un effetsur la sécurité aérienne en augmentant la probabilité des impacts d’oiseaux.
  • Au cours du décollage et de la montée initiale—ainsi que durant les manoeuvresd’approche et d’atterrissage—la vitesse de l’aéronef à turbine est beaucoup plusgrande que celle d’un avion léger; la force de l’impact qui s’ensuit et la possibilitédes dommages à la cellule et aux moteurs seront également plus importantes.
  • Ces constatations ont incité les organismes de réglementation et les constructeursd’aéronefs à élaborer de nouvelles normes de certification qui améliorent la capacité des grands turboréacteurs à double flux de résister aux impacts d’oiseaux. Nousexaminerons les progrès réalisés dans ce domaine au chapitre 12.
Répartition actuelle des flottes d’aéronefs et schémas de croissance projetés

Une connaissance élémentaire de la taille des flottes d’aéronefs actuels et prévus dans les différentes classes d’utilisation et les régions du monde permet de mieux envisager le risque que présentent les impacts d’oiseaux. Malgré des efforts considérables au cours de la rédaction du présent ouvrage, il nous a été impossible d’obtenir des données complètes pour toutes les classes d’opérations aériennes de la part des exploitants et des organismes de réglementation. Par conséquent, la valeur des renseignements présentés n’est pas tant dans la précision des chiffres que dans les valeurs comparatives et les tendances qui se dégagent des statistiques.

Opérations des compagnies aériennes

Les données de l’industrie indiquent que des exploitants civils exploitaient 13 714 aéronefs d’au moins 50 sièges passagers en 1999. La figure 5.8 montre la croissance de la flotte d’aéronefs de 1965 à 1999. L’analyse des données révèle un taux d’augmentation annuelle de 7,6 pour cent du nombre des aéronefs.

La figure 5.9 représente la répartition des aéronefs par exploitant. Le diagramme montre clairement qu’en 1999, la plus grande portion—93 pour cent—est utilisée par les compagnies aériennes. La répartition géographique de la flotte d’aéronefs de 1999 apparaît dans la figure 5.10. Les données indiquent que 46 pour cent de la flotte mondiale d’aéronefs est basée en Amérique du Nord.

Utilisation des aéronefs à l'échelle mondiale 1999
Figure 5.9 Utilisation des aéronefs à l’échelle mondiale 1999

Répartition géographique des aéronefs des compagnies aériennes 1999
Figure 5.10 Répartition géographique des aéronefs des compagnies aériennes 1999

Passagers KPP - Répartition géographique (1998)
Figure 5.11 Passagers KPP – Répartition géographique (1998)

Prévisions mondiales de croissance de la circulation aérienne - Répartition géographique (1998 - 2018)
Figure 5.12 Prévisions mondiales de croissance de la circulation aérienne – Répartition géographique (1998 – 2018)

La demande d’aéronefs est dictée par le volume du trafic, mesuré communément en passager-kilomètre payant (PKP). La répartition géographique PKP est représentée dans la figure 5.11. Comme on pouvait s’y attendre, c’est aux États-Unis que le pourcentage du trafic passagers est le plus élevé : 33,6 pour cent. La figure 5.12 montre la croissance PKP par région. Une comparaison entre la croissance prévue par région et l’expansion moyenne dans le monde indique que les régions en développement—l’Asie, l’Afrique et l’Amérique latine—connaîtront bientôt des taux de croissance supérieurs à la moyenne.

Les prévisions de croissance préparées par les constructeurs Boeing et Airbus sont semblables. Dans les deux cas, elles se fondent sur des prévisions analogues pour l’augmentation du nombre de passagers et du fret aérien. Les différences mineures entre les prévisions de Boeing et de Airbus viennent du fait que les données de Boeing incluent les aéronefs de 50 à 70 sièges. Les prévisions de Boeing ont été utilisées dans l’analyse suivante afin de donner de meilleurs éléments de comparaison entre les classes d’opérations aériennes.

La figure 5.13 montre les prévisions de croissance de la flotte de 1998 à 2018. Le taux moyen de croissance annuelle pour les 20 prochaines années avoisinera cinq pour cent. D’ici 2018, on prévoit un doublement de la flotte mondiale des compagnies aériennes qui devrait dépasser le chiffre de 28 000 aéronefs. La répartition régionale des livraisons d’avions prévues est représentée dans la figure 5.14. Tandis que la majorité des nouveaux avions sera livrée à la clientèle nord-américaine, la comparaison de la croissance nette de la flotte par région montre que les pays en développement l’Asie, l’Afrique et l’Amérique latine connaîtront également de très forts taux d’expansion. En n’offrant actuellement que peu, sinon aucun réseau de voyages aériens—et en se distinguant par des programmes inefficaces ou non existants de contrôle de la faune lorsque des systèmes de voyages aériens sont établis—les pays en développement s’exposent à des risques d’impact beaucoup plus élevés. Ce risque est presque impossible à quantifier en raison du manque de fiabilité des statistiques d’accidents et des données écologiques.

Prévision de la croissance de la flotte aérienne mondiale (1998 - 2018)

Figure 5.13 Prévision de la croissance de la flotte aérienne mondiale (1998 – 2018)

Le fait que seulement 4 305 aéronefs seront retirés de la circulation d’ici 2018, tandis que 20 150 nouveaux aéronefs seront livrés, revêt un intérêt particulier dans l’analyse de l’expansion prévue de la flotte d’aéronefs. Les pays en développement mettent en service des aéronefs anciens ou qui sont convertis du transport de passagers au transport du fret. Si l’on oppose les facteurs économiques et de sécurité, les pays en développement doivent offrir un service aérien pour progresser; les nouveaux transporteurs de fret aérien à l’échelle mondiale doivent se tailler une place sur un marché très compétitif. Dans les deux cas, les ressources permettant l’achat ou la location d’aéronefs sont limitées.

  1999 - 2008 2009 - 2018 1999 - 2018
Afrique 203 254 457
Asie, Océanie et CEI 1 664 2 844 4 508
Europe 2 794 3 221 6 015
Moyen-Orient 285 270 555
Amérique centrale, Caraïbes et Amérique du Sud 652 734 1 386
Amérique du Nord 3 304 3 925 7 229
Total 8 902 11 248 20 150

Tableau 5.2 Prévisions mondiales de livraison d’aéronefs aux compagnies aériennes - Répartition géographique (1999 – 2018)

Prévisions mondiales de croissance des avions à réaction de transport régional (50-106 sièges) (1998 - 2018)
Figure 5.14 Prévisions mondiales de croissance des avions à réaction de transport régional (50-106 sièges) (1998 – 2018)

Les chiffres ci-dessous montrent les prévisions de croissance relatives à des aéronefs différents par nombre de sièges :

Avions de transport régional (50 à 106 sièges)
Figure 5.14
Avions à une allée (107 à 240 sièges)
Figure 5.15
Avions à deux allées (230 à 399 sièges)
Figure 5.16
B747 et aéronefs de plus grande capacité
Figure 5.17

L’expansion la plus importante concernera la flotte d’avions de transport régional. Les prévisions montrent que la flotte mondiale des aéronefs de 50 à 106 sièges augmentera de 10 pour cent en 1998 à 17 pour cent d’ici 2018. Ces aéronefs sont utilisés fréquemment dans des activités de transport régional ou d’apport et effectuent de nombreuses manoeuvres de décollage et d’atterrissage par jour dans des aéroports petits et grands. Les avions de transport régional ont une probabilité accrue d’impacts de la faune due au nombre élevé de vols et aux programmes de gestion de la faune limités dans les petits aéroports.

La flotte des avions à une seule allée est également censée s’accroître régulièrement, mais son pourcentage restera à environ 44 pour cent jusqu’en 2018. Utilisés dans des

Prévisions mondiales de croissance des aéronefs à une allée (1998 - 2018)
Figure 5.15 Prévisions mondiales de croissance des aéronefs à une allée (1998 – 2018)

aéroports intercontinentaux plaques tournantes à forte densité de trafic, ces aéronefs sont extrêmement actifs au quotidien et font donc face à une exposition accrue aux risques d’impacts de la faune.

Utilisés pour les vols gros-porteurs transcontinentaux et intercontinentaux, les aéronefs à deux allées et les avions de plus grande capacité n’enregistreront qu’un faible taux de croissance. Bien que leur utilisation quotidienne soit en moyenne élevée, le nombre de décollages et d’atterrissages est peu élevé en raison de la longueur des vols. Toutefois, ces aéronefs peuvent être exposés à une probabilité plus élevée d’impacts de la faune dans des aéroports internationaux situés dans des pays en développement où les programmes de gestion de la faune sont presque inexistants.

Prévisions mondiales de croissance des aéronefs à deux allées (1998 - 2018)
Figure 5.16 Prévisions mondiales de croissance des aéronefs à deux allées (1998 – 2018)

Prévisions de croissance de la flotte mondiale des B747 et des gros long-courriers (1998 - 2018)
Figure 5.17 Prévisions de croissance de la flotte mondiale des B747 et des gros long-courriers (1998 – 2018)

Transporteurs régionaux et avions-taxis

Les renseignements sur les avions de transport régional et les vols d’avions-taxis sont difficiles à analyser en raison des différentes définitions utilisées dans les différents pays. Les meilleures données disponibles sont reproduites dans les figures 5.18 et 5.19. La figure 5.18 présente les chiffres de la flotte des avions à réaction et à turbopropulsion de 1999; la figure 5.19 montre les livraisons prévues jusqu’en 2018. Une croissance notable est escomptée car les réseaux en étoile des compagnies aériennes répondent à la nouvelle demande de vols desservant les petites collectivités.

Flotte des aéronefs de transport régional (50-106 sièges) dans le monde, 1999

Figure 5.18 Flotte des aéronefs de transport régional (50-106 sièges) dans le monde, 1999

Prévisions mondiales de la livraison d'aéronefs de transport régional (1998 - 2018)
Figure 5.19 Prévisions mondiales de la livraison d’aéronefs de transport régional (1998 – 2018)

Fret aérien

Une forte expansion de la flotte de fret aérien est prévue. La figure 5.20 montre les prévisions relatives aux avions-cargos sur une période de 20 ans. Les analystes de l’industrie prédisent que 70 pour cent des aéronefs qui composent cette flotte seront des versions modifiées d’anciens avions passagers qui seront remplacés par des modèles plus récents. Bien que le recyclage soit économique, il se solde par des vols prolongés d’anciens aéronefs qui sont certifiés d’après des normes de protection contre les impacts d’oiseaux moins rigoureuses.

Prévisions de la flotte mondiale des avions-cargos (1998 - 2018)
Figure 5.20 Prévisions de la flotte mondiale des avions-cargos (1998 – 2018)

Répartition géographique des aéronefs de l'aviation générale dans le monde (1998)

Figure 5.21 Répartition géographique des aéronefs de l’aviation générale dans le monde (1998)

Affrètements

En raison de la grande variété de types d’aéronefs utilisés dans les vols affrétés et de l’insuffisance des données, il n’existe pas de chiffres précis. Mais puisque la croissance touche toutes les autres classes d’aviation, il est raisonnable de présumer que ce mode de transport suivra la même tendance. L’affrètement est plus fréquent dans les pays en développement et dans les petits aéroports dont les programmes de gestion de la faune sont limités. Ces sites présentent sans doute un risque plus élevé d’impacts d’oiseaux.

Aviation générale

Comme nous l’avons déjà vu, notre analyse de cette classe est limitée par le manque d’uniformité dans les données et par l’utilisation de définitions différentes selon les pays. La flotte des aéronefs de l’aviation générale à l’échelle mondiale, à l’exclusion des hélicoptères, comprend une vaste gamme d’aéronefs, mais représente environ 339 000 appareils. Bien qu’elle ne soit pas aussi précise que celles des autres catégories d’aéronefs, cette estimation semble indiquer que les aéronefs de l’aviation générale représentent la plus forte proportion de la flotte totale des appareils civils dans le monde.

Quelques points méritent d’être signalés :

  • La figure 5.21 montre la répartition géographique de la flotte des aéronefs de l’aviationgénérale; près de 73 pour cent de la flotte mondiale se trouve en Amérique du Nord—10 pour cent au Canada, 63 pour cent aux États-Unis. Le Canada, qui compte environ27 000 aéronefs, est le deuxième plus grand exploitant d’appareils de l’aviation généraleaprès les États-Unis.
  • Environ 90 pour cent de tous les appareils de l’aviation générale sont équipés demoteurs à pistons; 75 pour cent sont des monomoteurs légers.
  • L’utilisation à des fins récréatives et personnelles et pour les besoins de la formationde vol couvre 70 pour cent des activités de la flotte d’aéronefs de l’aviation générale.

Malgré son importance numérique, la flotte de l’aviation générale compte surtout des monomoteurs et des aéronefs équipés de moteurs à pistons qui sont utilisés environ 135 heures par an—et donc beaucoup moins que les aéronefs des lignes commerciales. En conséquence, la probabilité d’impacts d’oiseaux est moins grande que pour les aéronefs commerciaux.

Aéronefs d’affaires

Les aéronefs d’affaires offrent aux entreprises des horaires flexibles et l’accès aux petits aéroports. En 1998, la flotte mondiale des aéronefs d’affaires comportait 18 850 appareils, y compris 9 661 avions à réaction et 9 189 avions à turbopropulseur. La répartition régionale des aéronefs d’affaires est illustrée à la figure 5.22. Évidemment, 67 pour cent des aéronefs d’affaires sont basés aux États-Unis.

Tout en demeurant stable au cours des dernières années, le taux de croissance annuel devrait atteindre quatre pour cent dans l’avenir immédiat. Au cours des dix prochaines années, les constructeurs prévoient la livraison de 6 100 avions à réaction et 2 570 avions turbopropulseurs, ce qui témoigne d’une plus grande capacité financière dans la mesure où les entreprises se partagent l’utilisation des aéronefs d’affaires—ce que l’on appelle la propriété partagée. Les détenteurs d’une part ont accès à l’aéronef d’affaires sans avoir à assumer le coût total associé à la propriété.

Aéronefs à voilure tournante

Les données de l’industrie indiquent que quelque 27 400 hélicoptères civils étaient en service dans le monde en 1997, répartis entre les secteurs commercial et de l’aviation générale/travail aérien. Le nombre de ces appareils augmente à raison de 1,6 pour cent par an depuis 1987. La figure 5.23 présente le nombre d’hélicoptères en service en 1997 par région géographique.

À l’avenir, l’industrie des hélicoptères devrait connaître une croissance moyenne à l’échelle mondiale variant entre deux et trois pour cent par an au cours des prochaines années. D’après les chiffres signalés en 1997, la flotte des hélicoptères en service d’ici 2007 se situera entre 33 400 et 36 800 appareils. Les prévisions de l’industrie montrent également que la plupart des nouvelles ventes au cours des dix prochaines années se répartiront de manière presque égale entre monomoteurs à pistons, hélicoptères monoturbine légers et hélicoptères biturbines légers et intermédiaires.

Parc mondial des aéronefs d'affaires à réaction - Répartition géographique (1998)

Figure 5.22 Parc mondial des aéronefs d’affaires à réaction - Répartition géographique (1998)

Répartition géographique des firavions (1997)

Figure 5.23 Répartition géographique des firavions (1997)

Aviation : une industrie en devenir

Les activités d’une ligne aérienne sont complexes, les coûts d’exploitation élevés et les marges bénéficiaires réduites. Le temps est un des biens les plus précieux et les horaires sont étudiés au plus près pour assurer en période de pointe la ponctualité qui inspire la confiance de la clientèle et améliore le résultat net. Les horaires sont dictés par les forces du marché et les activités placées sous la contrainte des limites inhérentes aux infrastructures telles que les créneaux de départ et d’arrivée et les postes de stationnement disponibles. Tout retard—y compris ceux qui sont attribuables aux activités de contrôle de la faune ou à des épisodes qui sont cause de dommages—crée une réaction en chaîne qui perturbe beaucoup d’autres vols et entraîne des coûts importants (v. Chapitre 1).

En s’efforçant de respecter la ponctualité, les équipages doivent constamment faire la part de la sécurité et de l’économie. À l’arrivée et au départ, les postes de pilotage sont le théâtre d’une activité et de pressions intenses. Tout en manoeuvrant l’aéronef, les équipages remplissent les listes de vérification, communiquent avec de nombreux fournisseurs d’ATS, vérifient les conditions de vol et répondent aux besoins des clients; la capacité de faire face aux problèmes des impacts d’oiseaux est limitée. Pour ce qui est de l’activité de la faune, les équipages se fient à la vigilance du personnel de gestion de la faune de l’aéroport et aux conseils des ATS pour prendre des décisions informées et sûres.

Aviation : une industrie mondiale

Les voyages aériens ont rétréci la planète et créé la nécessité de mieux coordonner les opérations aériennes et de satisfaire les besoins de la clientèle. Les deux principales initiatives de l’industrie pour améliorer le service à la clientèle sont les alliances conclues entre compagnies aériennes et la création d’aéroports plaques tournantes.

Alliances des compagnies aériennes

Les alliances conclues pour offrir des services se sont multipliées considérablement au cours des dernières années. En 1996, on dénombrait presque 390 alliances dans le monde par rapport à 280 en 1984. Les activités suivantes font, entre autres, l’objet d’alliances :

  • coordination des plans de vol,
  • manutention des bagages,
  • commissariat de bord,
  • services au sol,
  • maintenance,
  • programmes pour grands voyageurs,
  • salles d’embarquement.
Compagnie aérienne Destinations Pays Nombre de passagers
(en millions)
Employés Nombre d’aéronefs
Aer Lingus 34 11 6 5 900 36
American Airlines 231 51 51 112 000 980
British Airways 233 96 96 63 000 321
Cathay Pacific 43 26 26 13 200 62
Finnair 70 30 30 9 000 57
Iberia 100 40 40 29 000 211
LanChile 41 17 17 9 038 45
Qantas 86 23 23 28 000 141
           
Total Oneworld 559 134 209 269 100 1 852

Tableau 5.3 Oneworld Alliance

De plus en plus, les compagnies aériennes recherchent le partage des codes—une pratique qui permet de vendre des sièges sur un vol exploité par une autre compagnie. Dans certains cas, les alliances s’étendent à la tarification et à la vente conjointe de capacité.

Des partenariats plus complexes reposent sur des initiatives à frais partagés et de marketing coordonnées de façon étroite. Deux alliances entre des grandes lignes aériennes ont vu le jour à l’échelle mondiale—Oneworld Alliance et Star Alliance. Leur champ d’action est impressionnant; elles emploient 581 200 personnes et exploitent 3 982 aéronefs— soit 30 pour cent de la flotte mondiale actuelle. Le tableau 5.3 décrit les données de Oneworld Alliance; le tableau 5.4 celles de Star Alliance.

Aéroports plaques tournantes

Les plaques tournantes sont un sous-produit des alliances stratégiques entre compagnies aériennes. Les passagers transitent par de grands aéroports centraux, en faisant le meilleur usage des petits aéronefs court-courriers et des plus grands long-courriers. Le concept d’aéroport plaque tournante peut entraîner des problèmes de congestion aéroportuaire et a tendance à produire des cycles de flux de trafic qui sont à la limite des capacités des pistes et des portes.

La contrainte de temps créée par le modèle du réseau en étoile ne se limite pas aux grands aéroports; les petites installations subissent les mêmes pressions. Par exemple, le départ retardé d’un DHC8 n’est sans doute pas une source de grande préoccupation dans un petit aéroport local mais le retard du vol à l’arrivée dans un aéroport plaque tournante—acheminant les passagers vers un vol international—pourrait sérieusement modifier les horaires et entraîner des coûts de plusieurs milliers de dollars en raison des correspondances manquées par les passagers et le fret.

Compagnie aérienne Destinations Pays Nombre de passagers
(en millions)
Employés Nombre d’aéronefs
AirCanada 120 26 19,2 25 800 246
Air New Zealand 48 15 6,4 9 560 79
All Nippon Airlines 62 13 43,2 14 700 142
Ansett Australia 142 5 13,4 14 900 126
Austrian Airlines 125 67 9 7 200 90
British Midland 32 12 6 6 300 60
Lufthansa 340 91 43,8 31 300 287
Mexican Airlines 50 9 7,1 6 400 54
SAS 105 31 22,2 25 800 190
Singapore Airlines 99 42 12,8 28 000 91
Thai Airways 76 35 16,3 24 100 78
United Airlines 255 26 87 100 400 600
Varig 120 20 11 17 700 87
           
Total Star Alliance 815 130 296 312 100 2 130

Tableau 5.4 Star Alliance

Normes de certification d’aéronef

Les organismes réglementaires ont réagi au problème des impacts d’oiseaux en édictant des normes de navigabilité qui renforcent la capacité de l’aéronef de supporter les impacts d’oiseaux—notamment pendant les phases critiques du décollage et de la montée, de l’approche et de l’atterrissage. Voici les organismes chargés de ces normes ainsi que les règlements qu’ils promulguent :

États-Unis
Federal Aviation Administration Federal Aviation Regulations (FAR)
Canada
Transports Canada Règlement de l’aviation canadien (RAC) Manuel de navigabilité
Europe
Joint Aviation Authorities (JAA) Exigences de navigabilité complètes et détaillées qui sont convenues avec les autorités chargées de la navigabilité de certains pays européens. Les Joint Aviation Regulations font partie des British Civil Airworthiness Regulations qui se proposent de prévenir la prolifération de normes de navigabilité différentes en Europe.

Federal Aviation Regulations (États-Unis)

La réglementation américaine (Federal Aviation Regulations) énonce un certain nombre d’exigences particulières face aux risques de la faune. Ces exigences se sont imposées d’abord comme des normes destinées à l’industrie aéronautique des États-Unis, mais elles ont été acceptées depuis dans le monde entier; les normes édictées par d’autres pays et d’autres autorités compétentes s’inspirent souvent des règlements américains qui sont traités dans cinq parties distinctes :  

FAR Part 23—Airworthiness Standards—Normal, Utility, Acrobatic and Commuter Category Airplanes
(FAR Partie 23—Normes de navigabilité—– Utilisation normale, utilitaire, acrobatique et navette);

FAR Part 25—Airworthiness Standards—Transport Category Airplanes
(FAR Partie 25—Normes de navigabilité—Avions de catégorie transport);

FAR Part 27—Airworthiness Standards—Normal Category Rotorcraft
(FAR Partie 27—Normes de navigabilité Giravions de catégorie normale);

FAR Part 29—Airworthiness Standards—Transport Category Rotorcraft
(FAR Partie 29—Normes de navigabilité—Giravions de catégorie transport);

FAR Part 33—Airworthiness Standards - Aircraft Engines
(FAR Partie 23—Normes de navigabilité—Moteurs d’aéronef ).

Bien que ces règlements visent essentiellement la navigabilité, ce sont les composants de la cellule et des moteurs tournés vers l’avant qui sont les plus vulnérables en cas de collision entre l’aéronef et la faune. C’est pourquoi les exigences qui concernent la cellule et le moteur méritent une attention spéciale.

Cellule

Les questions relatives à la cellule comprennent :

  • La détérioration non dangereuse et l’évaluation de la fatigue des structures,
  • Les dommages des impacts d’oiseaux aux structures d’empennage,
  • Les pare-brise et les fenêtres,
  • Les circuits anémométriques.

Les exigences détaillées et complexes qui concernent la cellule sont incluses à l’annexe 5.1. Un résumé des exigences fondamentales est décrit au tableau 5.5 et indique que la catégorie des avions de transport—ou la plupart des avions commerciaux—sont régis par les exigences de certification les plus strictes. En revanche, aucune exigence de résistance aux chocs consécutifs aux impacts d’oiseaux ne s’applique à la catégorie normale, utilitaire et acrobatique, et des exigences limitées s’appliquent aux avions-taxis certifiés en vertu des FAR-Partie 23. Seuls les hélicoptères de catégorie transport sont tenus au respect des exigences de résistance aux chocs dus aux impacts d’oiseaux aux termes de la Partie 29, et ces règles sont minimales. La plupart des espèces d’oiseaux décrites au Chapitre 3 dépassent le poids maximum utilisé aux fins des tests de certification.

Catégorie d’aéronef Composant de cellule Exigences en matière d’impacts d’oiseaux
Catégorie transport (FAR 25) L’avion dans sa totalité Capacité de mener le vol à son terme après avoir percuté un oiseau de 4 lb à la vitesse de croisière de conception (Vc)
Empennage Capacité de mener le vol à son terme après avoir percuté un oiseau de 8 lb à la vitesse de croisière de conception (Vc)
Pare-brise Résistance à l’impact d’un oiseau de 4 lb, sans pénétration, à la vitesse de croisière de conception (Vc)
Réseau anémométrique Les tubes de Pitot doivent être suffisamment distants pour éviter des dommages aux deux lors d’une collision avec un oiseau
Catégorie normale (FAR 23) Transport régional (10 à 19 sièges) Pare-brise Résistant à l’impact d’un oiseau de 2 livres à la vitesse maximale d’approche (Vfe)
Réseau anémométrique Les tubes de Pitot doivent être suffisamment distants pour éviter des dommages aux deux lors d’une collision avec un oiseau
Catégorie normale (FAR 23) Avion normal, utilitaire et acrobatique Tous les composants Aucune exigence
Aéronef à voilure tournante Catégorie transport (FAR 29) Pare-brise Capacité de poursuivre le vol et d’atterrir en sécurité suite à l’impact avec un oiseau de 2,2 lb
Aéronef à voilure tournante Catégorie transport (FAR 27) Tous les composants Aucune exigence

Tableau 5.5 Récapitulatif des exigences de navigabilité de la FAA en matière d’impacts d’oiseaux sur la cellule (Renseignements détaillés en annexe 5-1)

Moteurs

On a apporté certaines modifications récentes aux normes de certification des moteurs, notamment au chapitre des dommages causés par l’absorption de corps étrangers, y compris les oiseaux. Les aéronefs et les moteurs certifiés avant la date d’entrée en vigueur de la révision sont protégés—et ne sont donc pas assujettis à une conformité rétroactive. Cela signifie qu’à quelques rares exceptions touchant des aéronefs certifiés couramment, la flotte actuelle est homologuée selon les anciennes normes.

Masse des oiseaux ingérés Nombre d’oiseaux ingérés Exigences en matière d’impacts d’oiseaux
3 onces Maximum de 16 oiseaux en séquence rapide Les impacts ne doivent pas causer une perte de puissance ou de poussée supérieure à 25 %, exiger que le moteur soit coupé dans les 5 minutes ou entraîner une situation dangereuse
1,5 lb Maximum de 8 oiseaux en séquence rapide Les impacts ne doivent pas causer une perte de puissance ou de poussée supérieure à 25 %, exiger que le moteur soit coupé dans les 5 minutes ou entraîner une situation dangereuse
4 lb 1 Le moteur ne doit pas prendre feu, exploser ou perdre la capacité d’être coupé

Tableau 5.6 Récapitulatif des exigences de navigabilité de la FAA-FAR 33. Impacts d’oiseaux avec les moteurs (Renseignements détaillés en annexe 5.2)

Les principales exigences se rapportant aux turbomoteurs—à l’exception des grands turboréacteurs à double flux RR Trent, P&W 4084 et GE90—sont énumérées au tableau 5.6; les exigences détaillées qui s’appliquent aux turbomoteurs installés sur les aéronefs commerciaux et les aéronefs d’aviation commerciale sont présentées en annexe 5.2.

Bon nombre des oiseaux aquatiques et rapaces dépassent le poids exigé pour la certification, soit quatre livres. Le poids de nombreux oiseaux en volée dont les populations connaissent une croissance élevée dépasse les normes relatives à l’absorption d’oiseaux multiples. En fait, pour pouvoir passer le test d’ingestion d’un gros oiseau, il faut simplement que le moteur puisse être « coupé en toute sécurité » ; le test d’ingestion d’un oiseau de volée exige qu’un moteur développe une puissance de 75 pour cent et qu’il continue de fonctionner pendant cinq minutes.

Conclusion

L’examen des données et des prévisions concernant la croissance de la flotte des aéronefs ainsi que des normes de certification de navigabilité fait ressortir les grands points suivants :

  • les voyages en avion devraient connaître une forte expansion;
  • la taille des flottes d’aéronefs continuera de s’accroître;
  • la croissance sera plus élevée que la moyenne parmi les vols de transport régional etles aéronefs à une allée qui décollent et atterrissent plusieurs fois par jour;
  • la croissance sera plus élevée que la moyenne dans les pays en développement quimettent en oeuvre peu ou pas de programmes de gestion de la faune;
  • le poids de nombreuses espèces d’oiseaux dépasse ceux qui sont définis par lesnormes de certification de la cellule et des moteurs des modèles d’aéronefs courants.

L’exposition aux impacts d’oiseaux et leur probabilité vont croissant et la possibilité de conséquences graves suivant une collision est importante.