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L’indice international de la glissance des pistes (IRFI) est-il prêt pour le monde réel?
par Angelo Boccanfuso, agent principal du développement (R&D), Centre de développement des transports, Transports Canada

Cet article a été initialement publié dans International Airport Review (IAR), volume 9, numéro 1/2005, et sa reproduction a été autorisée.

L’élaboration d’un IRFI témoigne bien de la coopération internationale au sein du milieu aéronautique. À la suite de la dernière réunion internationale sur la performance des avions utilisant des pistes chargées de contaminants (RIPAPC), Angelo Boccanfuso conclut que maintenant que la plupart des problèmes techniques ont été réglés, il faut dorénavant dégager un consensus plus large sur la mise en œuvre pratique de l’indice et sur le mode de financement du projet.

Non seulement n’existe-t-il aucun indicateur commun des états de surface des pistes chargées de contaminants à l’échelle internationale, mais les procédures hivernales peuvent également varier d’un aéroport à l’autre et d’un pays à l’autre. Après une période d’essais en conditions hivernales répartie sur huit années, le Programme conjoint de recherche sur la glissance des chaussées aéronautiques l’hiver (PCRGCAH), un projet de coopération internationale coordonné par Transports Canada, a atteint un tournant décisif dans sa recherche échelonnée sur plusieurs décennies pour trouver un moyen de mesurer le niveau de frottement sur piste et de présenter aux pilotes ces données sous un format pratique.

La RIPAPC 2004

Le présent article porte sur les résultats de la troisième RIPAPC qui s’est tenue à Montréal en novembre 2004. Dans l’ensemble, tous ont convenu que les fondements scientifiques sur lesquels repose le concept d’un IRFI sont suffisamment bien établis pour être utilisables, mais qu’il y a encore du travail à faire pour transformer les résultats de la recherche en un outil pratique et utile pour toutes les parties intéressées.

Organisée par Transports Canada, en partenariat avec la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et la Federal Aviation Administration (FAA), la RIPAPC s’est tenue au siège social de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) à Montréal, et elle a attiré une grande diversité de participants ayant un intérêt professionnel dans l’exploitation des aéronefs dans des conditions hivernales difficiles. La réunion a porté principalement sur les constatations du PCRGCAH. Ce programme a permis d’établir une base de données comprenant les résultats de plus de 10 000 courses au sol avec plus de 12 types d’appareils de mesure du frottement différents et 8 types d’aéronefs différents. Ces données constituent les éléments de base indispensables à l’établissement d’un IRFI.

Ce succès est un hommage à l’excellente coopération internationale dont ont fait preuve un groupe de professionnels et d’organismes qui ont mis en commun leurs installations et leurs ressources pour mener à bien cet important programme de recherche, moyennant un coût relativement faible.

Présentement, les exploitants d’aéroport et les pilotes doivent se fier à un système non uniformisé qui utilise divers dispositifs et une terminologie différente. Le PCRGCAH a grandement amélioré la sécurité du système simplement en diffusant de l’information et en conscientisant davantage les exploitants. Au cours de la réunion, on a multiplié les appels prônant l’établissement d’un système de mesure et de compte rendu international. Chaque pays ne peut se contenter d’adopter son propre système de mesure et de compte rendu en s’imaginant qu’il a ainsi complètement réglé le problème.

Utilisation d’un indice

Pour qu’un IRFI puisse fonctionner, il faut premièrement établir une référence commune pour les divers véhicules de piste utilisés dans les divers aéroports, c’est-à-dire un véhicule de référence international (IRV). L’IRV utilisé dans le cadre du programme de recherche est l’Instrument de mesure automatique de glissance (IMAG), qui est de conception française. Les valeurs de frottement mesurées par les autres dispositifs ont été harmonisées avec celles du véhicule de référence par régression linéaire.

L’IRV utilisé dans le cadre du programme de recherche est l’Instrument de mesure automatique de glissance (IMAG), qui est de conception française.
L’IRV utilisé dans le cadre du programme de recherche est l’Instrument de mesure automatique de glissance (IMAG), qui est de conception française.

Même si le concept de l’IRFI est simple, la logistique de sa mise en œuvre est plus complexe. Tout système doit tenir compte à la fois de la responsabilité de l’aéroport par rapport à celle de l’entreprise de transport aérien ou du pilote, et de l’équilibre entre les impératifs commerciaux et la sécurité. Il serait possible à long terme de compenser tous les coûts supplémentaires reliés à la mise en œuvre de l’IRFI si les aéroports ou les entreprises de transport aérien pouvaient réduire les marges de sécurité trop prudentes imposées en raison d’un équipement peu fiable ou de procédures subjectives.

Une importante question soulevée pendant la RIPAPC est de savoir s’il est nécessaire, ou même possible, de réglementer l’utilisation d’un IRFI. Il est difficile de réglementer un concept, mais une fois celui-ci admis, on peut réglementer ou mieux contrôler certains de ses aspects. Par exemple, les critères de rendement des appareils de mesure du frottement, les conditions hivernales dans lesquelles ils sont utilisés, la manière dont les mesures sont communiquées, la période de validité des rapports sur les conditions, et les implications juridiques. Ces éléments peuvent être gérés à court terme et sont susceptibles d’améliorer immédiatement la sécurité.

Les exploitants d’aéroport ne disposent pas présentement des renseignements dont ils ont besoin pour prendre les meilleures décisions possibles relativement aux critères de rendement des appareils de mesure du frottement sur piste, à la précision, à la qualité et à la reproductibilité des résultats auxquels ils doivent s’attendre. Il y a quelques mécanismes ou organismes locaux (aucun à l’échelle internationale) qui surveillent les appareils de mesure du frottement et leur rendement. Certains de ces appareils sont disponibles sur le marché depuis des années sans avoir fait l’objet de développement ni de processus d’acceptation. Si la communauté aéronautique adopte le concept de l’IRFI, elle devra se pencher sur la question d’un processus d’acceptation.

Diverses questions laissées en suspens devront faire l’objet de travaux ultérieurs :

  • On devrait faire un résumé des nombreuses données de recherche du PCRGCAH ainsi que des résultats et des conclusions de plus de 40 rapports de recherche et des délibérations de la RIPAPC 2004.
  • Le processus d’harmonisation et d’étalonnage des dispositifs (principaux et locaux) doit être perfectionné en ce qui à trait au dispositif normalisé de l’IRFI.
  • Une décision finale doit être rendue quant au véhicule de référence IRFI — IMAG, au décéléromètre à enregistrement électronique (ERD), ou à tout autre dispositif. Cette mesure permettra de traiter les différences entre les dispositifs et sera également profitable à l’entretien des pistes. Le choix d’un IRV devra tenir compte de l’environnement généralement encombré des aéroports européens. L’IRV devra également être en mesure de prendre des lectures précises sur les pistes mouillées.
  • La masse des données démontre que l’ERD offre la meilleure corrélation avec le coefficient de freinage d’un aéronef sur la glace et sur les surfaces de neige compactée. Si l’IRFI est utilisé comme norme internationale, on devrait revoir les essais afin que des procédures soient élaborées pour établir une meilleure corrélation entre le coefficient de freinage des aéronefs et l’IRFI.

Corrélation avec la performance en freinage des aéronefs

La recherche avait pour principal objectif de démontrer qu’il existe une corrélation entre les mesures de frottement au sol et la performance en freinage des aéronefs. Cette corrélation a été clairement établie à la RIPAPC — non seulement en théorie, mais également en pratique. Même si certains constructeurs d’aéronefs ont soutenu que la performance en freinage des aéronefs ne pouvait être reliée aux mesures de frottement au sol, les résultats présentés à la RIPAPC semblent prouver le contraire. Par conséquent, l’Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA) envisage de modifier ses spécifications de certification relatives à l’exploitation des gros avions sur des pistes chargées de contaminants afin de tenir compte de ces constatations.

L’un des résultats les plus concrets qui découle des travaux du PCRGCAH est le coefficient canadien de frottement sur piste (CRFI) qui démontre une bonne corrélation entre les valeurs de frottement mesurées par l’ERD et la performance en freinage des aéronefs. Cela s’explique par la constance entre le frottement de surface, tel que défini par l’état de la surface, et la décélération de l’aéronef et du ERD.

Toutefois, même si la recherche a démontré que l’on pouvait utiliser l’IRFI pour prévoir la performance en freinage des aéronefs, l’analyse des données laisse croire que la conversion du CRFI à l’IRFI en se servant des constantes d’harmonisation ne constitue peut-être pas une solution viable, parce que la corrélation avec le coefficient de freinage d’un aéronef pourrait être moins fiable sur certaines surfaces hivernales.

Les travaux se poursuivent pour déterminer si les lectures IRFI peuvent être utilisées dans les tableaux du CRFI. Si les lectures pour des contaminations de surface semblables ne sont pas équivalentes, les tableaux d’atterrissage IRFI pourraient entraîner une importante sous-estimation des distances d’atterrissage requises dans certaines circonstances.

Comme les participants de la RIPAPC 2004 l’ont souligné, tout système comme le CRFI présente certaines limites. Par exemple, le système CRFI dépend de la précision des rapports de frottement sur piste et du moment où ils sont faits. Le CRFI ne tient pas compte des différences entre les aéronefs, ce qui signifie que les marges de sécurité inhérentes à ce système pourraient être trop prudentes pour certains types d’appareil. Toutefois, le CRFI repose sur des données tirées d’essais en vol réels, et il fournit actuellement des indications intéressantes en l’absence d’autres sources de renseignements; c’est pourquoi Transports Canada a l’intention de proposer à l’OACI que le CRFI soit utilisé comme pratique recommandée.

La nécessité d’un IRFI

Les conséquences financières reliées à la fermeture d’une piste peuvent être considérables tant pour les aéroports que pour les exploitants aériens. La question de la responsabilité légale liée aux conséquences de toute décision est fondamentale. Devant un rapport qui indique que les pistes sont glissantes, le gestionnaire de l’aéroport devrait-il être tenu de prendre une décision, ou simplement de transmettre les renseignements pertinents, en laissant aux pilotes la responsabilité de décider s’ils peuvent atterrir ou non?

Certains aéroports européens, comme l’aéroport international de Munich, ont connu une augmentation de la fréquence de fermeture des pistes depuis qu’ils ont décidé d’imposer leurs propres limites opérationnelles. Néanmoins, Henning Pfisterer, directeur de la sécurité à l’aéroport de Munich, a déclaré pendant la RIPAPC que dans 90 % des cas de fermeture, les pilotes auraient de toute façon choisi de ne pas atterrir, de sorte que la perte réelle du temps d’utilisation des pistes n’était pas significative. M. Pfisterer a déclaré que l’aéroport considérait prendre une bonne décision d’affaire en acceptant le risque lié au 10 % des cas restants.

De façon générale, les aéroports s’attendent à ce que l’OACI établisse des limites opérationnelles clairement définies en ce qui a trait aux pistes chargées de contaminants. Les politiques particulières, comme celles adoptées à l’aéroport de Munich, ne peuvent être considérées qu’à titre de solutions provisoires. Les exploitants d’aéroport présents à la RIPAPC ont déclaré qu’en plus d’accroître la sécurité aérienne, l’établissement de normes internationales fournirait également au milieu aéronautique un cadre juridique fiable. Les participants considéraient également que l’objectif le plus important était de fournir aux pilotes la meilleure information possible.

Que reste-t-il à faire?

Dans le cas des entreprises de transport aérien, des questions de procédure se posent. Air Canada, par exemple, considère que les problèmes fondamentaux reliés à la communication en temps opportun des mesures obtenues et aux limites des prévisions météorologiques restreignent l’utilité des mesures de l’état des pistes au moment d’autoriser un vol. Néanmoins, cette entreprise considère que la fourniture de comptes rendus du frottement sur piste presque en temps réel constituerait une importante amélioration en matière de sécurité qu’il serait possible de réaliser, et favorise la recherche et le développement dans ce domaine. À ce propos, en se servant des résultats du PCRGCAH, et en synchronisant les données sur le frottement avec les observations sur le type de contaminant présent, l’entreprise de transport aérien Finnair a mis au point un outil de prise de décisions qui permet aux pilotes de faire des calculs à partir des données les plus récentes signalées.

À la réunion, tous ont convenu que la mesure et le signalement du frottement des pistes seraient très utiles comme éléments à intégrer dans les outils de prise de décisions tactiques et dans l’établissement des temps d’expiration, afin d’éviter que des données périmées soient transmises aux pilotes. Les entreprises de transport aérien, comme Finnair, ont démontré qu’il était possible de mettre en œuvre un système qui améliore la sécurité et facilite la prise de décisions sans imposer un fardeau réglementaire supplémentaire. On a également soulevé la question de la responsabilité légale reliée au fait de déroger aux données du constructeur. On a discuté du fait que le CRFI permettait parfois l’atterrissage alors que les lignes directrices du constructeur de l’aéronef recommandaient le contraire. La majorité des participants s’opposaient à la possibilité de déroger aux données d’atterrissage fournies par le constructeur.

En outre, les pilotes présents à la réunion ont déclaré que l’élément le plus important relié à l’utilisation du travail effectué par le PCRGCAH était la facilité d’utilisation des données. Le commandant de bord Dennis Landry de Northwest Airlines, qui est également le président des projets spéciaux de la Air Line Pilots Association (ALPA), a déclaré à la RIPAPC que les personnes qui mettent au point le système doivent tenir compte du fait que les pilotes ont besoin d’une solution simple. Il a déclaré que le système CRFI, même s’il n’est pas adopté officiellement par l’entreprise de transport aérien, est néanmoins fourni aux pilotes et qu’il est intégré à la formation générale de ceux-ci.

Kevin Hollands, pilote en chef de l’entreprise de transport aérien canadienne WestJet Airlines, a déclaré que l’élément le plus important réside dans la façon d’appliquer les techniques au processus de prise de décisions stratégiques et tactiques à l’égard de la sécurité d’une piste. Il a affirmé que le CRFI fonctionne parce qu’il a été accepté par les pilotes, qu’il utilise des techniques normalisées et qu’il s’intègre à un système qui peut être utilisé avec les comptes rendus de l’état des surfaces de mouvement des aéronefs standard.

Globalement, les pilotes ont convenu qu’il fallait une procédure pour établir un lien avec les outils de prise de décisions stratégiques et tactiques à l’égard de la sécurité d’une piste pour l’atterrissage. Les données des constructeurs peuvent être basées sur des estimations prudentes pour certains contaminants de surface comme la glace, et par conséquent, elles ne peuvent être utilisées en toutes circonstances.

Les conséquences pour les constructeurs d’aéronefs

Même si les constructeurs d’aéronefs fournissent aux exploitants des données relatives aux pistes chargées de contaminants, ils ne peuvent fournir aucune corrélation entre les coefficients de freinage des aéronefs et le frottement sur piste. Comme il n’y a aucun indice de frottement commun à tous les appareils de mesure, il revient à chaque exploitant aérien ou à chaque autorité d’établir le lien entre les coefficients de freinage des aéronefs ou coefficients de freinage aux roues et un appareil de mesure du frottement générique ou spécifique à un aéroport.

Les représentants d’un important constructeur d’aéronef ont déclaré à la RIPAPC que même si un IRFI semble être en mesure de fournir un moyen plus uniforme pour évaluer le frottement sur piste dans les comptes rendus d’état des pistes, le travail devra se poursuivre pour établir une corrélation entre l’IRFI et le freinage des aéronefs. La firme Boeing, en particulier, se préoccupe du fait que des évaluations trop prudentes du freinage requis obtenues à partir de données de véhicules au sol pourraient entraîner des restrictions inutiles au niveau de la masse des aéronefs. Il sera important de trouver le point d’équilibre entre la marge de sécurité nécessaire et ce que les exploitants peuvent accepter.

L’amélioration des appareils de mesure

Il est également ressorti de la RIPAPC que les constructeurs d’aéronefs avaient aussi besoin de dispositions réglementaires et de règles faisant l’objet d’un certain type de révision par un organisme indépendant. Les constructeurs d’aéronefs ne sont présentement soumis à aucun critère de rendement. En même temps, d’autres personnes ont fait remarquer que le fait d’introduire de nouvelles dispositions réglementaires dans un domaine du milieu aéronautique qui était jusque là non réglementé soulevait des questions telles que la compétition entre les firmes, les droits acquis, l’équilibre entre les intérêts commerciaux et les besoins des clients, la hausse des coûts engendrée par les normes, et même la possibilité que certains équipements ne soient pas du tout conformes à la nouvelle réglementation.

Frank Holt, vice-président de Friction and Pavements du groupe d’entreprises Dynatest International A/S, a fait remarquer que l’IRFI présente plusieurs avantages : une acceptation générale; la conformité de l’équipement, des données et des calculs; l’amélioration de la sécurité; et l’élimination des équipements et procédures inférieurs aux normes. Il a déclaré que l’adoption d’un IRFI est possible, mais que les autorités devaient prendre les devants pour le rendre obligatoire.

Les participants ont globalement convenu que l’adoption et la mise en pratique d’un système de compte rendu international de la glissance des pistes nécessitent l’appui et l’engagement de l’ensemble de la communauté aéronautique internationale.

Conclusion

L’intérêt soulevé par la RIPAPC 2004 et la teneur des discussions qu’elle a suscitées ont démontré que la mesure et le signalement de la glissance des pistes ainsi que la corrélation avec la distance d’atterrissage des aéronefs demeurent une préoccupation majeure. Il était encourageant de constater que différents exploitants utilisent les données générées par le programme de recherche et les appliquent à leurs propres opérations.

L’American Society for Testing and Materials (ASTM) a établi une norme visant à calculer l’IRFI qui s’applique aux principaux équipements et aux principales techniques de mesure présentement en usage à travers le monde. Des normes ASTM sont en cours d’élaboration pour les spécifications d’un IRV pour l’IRFI, pour la conception et la construction d’un IRV, pour un guide pratique standard de mesure du frottement des pistes d’aérodrome (WK5710), et pour un guide pratique standard pour calculer l’indice de frottement d’un aéronef (WK5711).

Même si l’élaboration d’une norme constitue une étape importante, cette étape doit être suivie par la mise en œuvre de la norme. L’étalonnage des appareils de mesure locaux, par exemple, est critique. Lorsque le choix final d’un IRV sera arrêté, il faudra mettre en place un processus d’étalonnage des appareils particuliers. Même si la mise sur pied de centres d’essais peut constituer une solution, il faudra encore déterminer si les constantes d’harmonisation demeurent stables ou s’il faudra retester ou réétalonner annuellement les appareils. Certaines recherches suggèrent qu’un réétalonnage tous les trois ans pourrait être suffisant. Les constructeurs d’aéronefs présents à la RIPAPC ont fait part de leurs préoccupations à savoir qui devrait assumer les coûts reliés à l’étalonnage.

De nombreux participants à la RIPAPC 2004 ont convenu que la prochaine étape importante sera de procéder à une évaluation indépendante sur la possibilité d’élaborer une méthodologie internationale. De nombreux pays, dont le Canada, ont mis sur pied leur propre système, ce qui a pour effet d’améliorer la sécurité sur le plan national, mais ne règle rien sur le plan international. De nombreux participants ont soutenu que l’OACI devrait mettre sur pied un groupe de travail pour traiter des questions reliées à la normalisation et aux nouvelles pratiques du milieu aéronautique.

Le consensus général dégagé à la RIPAPC 2004 est que la communauté aéronautique doit agir à la lumière des conclusions tirées des recherches actuelles. Ce qui est moins clair, c’est qui devra assumer le coût de ces démarches.

Les délibérations de la RIPAPC 2004 ont été publiées en format CD au printemps 2005. Pour obtenir de l’information sur la façon de commander ce CD, visitez le site Web du Centre de développement des transports à l’adresse suivante : www.tc.gc.ca/cdt/menu.htm.


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