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Depuis maintenant plusieurs années, le futur de l'aviation est au cœur de nombreuses conversations : véhicules aériens sans équipage (UAV), drones-taxis et autres drones-passagers sont régulièrement mentionnés dans les medias. Une étude récente a révélé que les pilotes d’Airbus et de Boeing n'étaient aux commandes de l’appareil que 6 minutes par vol. En d’autres termes, les pilotes contrôlent réellement leur avion à peine 3 % du temps.

En 2013, plus de 11.000 drones ont été utilisés dans le cadre de missions militaires américaines, ce chiffre représente plus de la moitié des avions commerciaux qui circulent à travers le monde et cette technologie est déjà envisagée pour le transport de passagers en Europe. En juin 2017, Boeing a annoncé la réalisation de tests sur son nouvel avion sans pilote pour l’année suivante. L’avion du futur n'est plus aussi loin que l'on pourrait imaginer...

Dans cet article, nous abordons les récents développements des technologies de l’aviation et parlons de l’avion du futur avec Simone Paternostro, ingénieur aéronautique de l’Université de Nottingham.

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Survol d'un quartier résidentiel par un véhicule aérien sans équipage (UAV)

Les véhicules aériens sans équipage (UAV) et la technologie des drones sans pilote suscitent de plus en plus l’intérêt des constructeurs aéronautiques et de leurs clients. Cet engouement sans précédent vient notamment du fait que cette technologie se développe simultanément dans de nombreuses entreprises à travers le monde. Aurora Flight Sciences, un constructeur aéronautique basé en Virginie aux Etats-Unis, développe actuellement l’avion à pilotage optionnel Centaur, un appareil pouvant être piloté avec ou sans pilote à bord. Vous avez peut-être déjà entendu parler des travaux révolutionnaires de cette entreprise. En effet, Aurora est à l’origine de l’envoi d’un avion sur la planète Mars, une mission menée en collaboration avec la NASA. Le Centaur est un Diamond DA42 qui dispose de trois modes d’utilisation. Le premier mode d’exploitation est la méthode classique : un pilote commande l’appareil depuis le cockpit. Dans le deuxième mode, l’avion est guidé par un pilote au sol alors que dans le troisième mode, l'avion est également télépiloté par un équipage depuis une station de contrôle au sol, mais un pilote de sécurité à bord peut reprendre les commandes de l'appareil si nécessaire.

Le Centaur est loin d’être au stade d’expérimentation puisqu’il compte déjà le Ministère Suisse de la Défense parmi ses clients. L’objectif ultime du constructeur est de développer un avion-taxi entièrement automatisé. Le passager entrerait dans l’avion, presserait quelques boutons pour insérer sa destination et s’y installerait confortablement : moitié trajet Uber, moitié jet privé.

Boeing voit encore plus loin et prévoit qu’un jour, les grands avions commerciaux pourront voyager sans pilote à bord. Le constructeur basé à Chicago, espère pouvoir tester ces nouvelles technologies dès l'année prochaine. Les avions de ligne pouvant d’ores et déjà décoller, voler et atterrir à l’aide d’ordinateurs à bord, Boeing pense que l’obstacle ultime à ce projet est de convaincre les autorités concernées qui ne savent pas encore comment certifier ces avions sans pilote.

Début 2016, la division A3 du groupe Airbus a lancé son projet Vahana. L’objectif est de concevoir de petits avions sans pilote destinés à transporter un ou deux passagers. Le directeur du projet, Rodin Lyasoff, s’est récemment exprimé quant à ce taxi volant du futur : « Pensez aux scènes de Star Wars où des appareils survolent la planète de Coruscant et vous aurez un aperçu de notre projet. »

Le transport de marchandises n’est pas en reste, Amazon a ainsi annoncé en 2016 le lancement d'un programme de livraison par drone au Royaume-Uni en collaboration avec le gouvernement britannique. Amazon a obtenu l'autorisation de réaliser trois principaux essais : faire voler des drones au-delà du champ visuel de leur opérateur, tester les capteurs destinés à éviter les obstacles et faire opérer par une seule personne plusieurs drones automatisés. La commande de petits colis constituant 90 % des ventes d’Amazon, cette expérimentation sera menée sur des drones transportant des colis pesant jusqu’à 2,3 kg. Amazon souhaite également tester une technologie similaire aux États-Unis. Cependant, l’entreprise fait face à d’importantes restrictions émises par la Federal Aviation Administration (FAA), l’agence chargée des contrôles concernant l'aviation civile aux États-Unis.

L’automatisation, quels avantages ?

Comme la plupart des changements technologiques, ce vif intérêt porté aux avions sans pilote se justifie par des motifs économiques. L’industrie du transport aérien engrange des bénéfices considérables, enregistre une augmentation des vols long-courriers et voit ses capacités renforcées jour après jour. À titre d’exemple, en 2015, on estime que 200.000 pilotes ont travaillé pour des compagnies aériennes pouvant transporter jusqu’à 100 passagers par avion. D’ici 2035, ce chiffre devrait passer à 450.000. Le secteur aérien est actuellement en quête de pilotes pour compenser, entre autres, les départs à la retraite et les absences pour maladie. Pour pouvoir répondre à la demande croissante, l’industrie de l’aviation doit donc former 560.000 nouveaux pilotes dans les 20 prochaines années. Le développement des UAV et des drones sans pilote pourrait représenter une solution économique pour pallier la pénurie mondiale de pilotes. Pensez-y : les compagnies aériennes pourraient économiser les frais de formations, les salaires et avantages de l’équipage, les frais d’assurance, les retraites, les frais de logement et encore d’autres types de rémunérations. En outre, elles pourraient très certainement réduire leur consommation d’essence étant donné que les vols autonomes sont plus économes en carburant (ce qui signifique que l’essor des UAV serait également bénéfique pour l’environnement).

Un autre argument en faveur des avions sans pilote est la sécurité. En effet, il est prouvé que la moitié des accidents d’avions mortels sont causés par une erreur d’un membre de l’équipage.

Les limites des avions sans pilote

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Drone de surveillance en opération

Néanmoins, divers obstacles entravent le développement des véhicules aériens sans équipage (UAV), la plupart étant d’ordre technique. Citons notamment la création d’un système anticollision (‘sense and avoid’) fiable, des procédures de reprise manuelle des commandes, mais aussi des systèmes de navigation efficaces. De plus, pour qu’un avion sans pilote ne représente aucun danger pour les passagers à son bord, d’importants travaux de reconstruction de toutes les infrastructures d’aviation seraient indispensables. Cela impliquerait une refonte totale du système dans son ensemble : du contrôle du trafic aérien aux détails techniques relatifs à tous les avions de chaque flotte.

Un autre défi, et non des moindres, consisterait à convaincre le public des avantages des avions entièrement automatisé en termes de sécurité. Les passagers semblent craindre davantage une faille d’un système automatisé qu’une erreur humaine. Pensez notamment à la réaction du public lorsque, plus tôt cette année, une faille du système de pilotage automatique Autopilot de Tesla a causé la mort du conducteur de la voiture, Joshua Brown. Comme les films « 2001 : L’Odyssée de l’espace » et « Matrix » l’illustrent parfaitement : nombreux sont ceux qui frissonnent à l’idée de se sentir impuissants face au dysfonctionnement d’une innovation technologique.

Le futur de l’aviation : que disent les experts ?

Que nous réserve le futur en matière de nouvelles technologies aéronautiques ? Et comment ces nouvelles inventions influenceront-elles nos vies ? Nous avons interrogé Simone Paternostro, ingénieur en aérospatiale de l’Université de Nottingham. Il nous a présenté sa vision du futur.

L’armée utilise des drones militaires depuis au moins 17 ans. En 2000, la CIA fut la première à y avoir recours en Afghanistan. Comment pensez-vous que la technologie du drone va évoluer durant les prochaines années ? Simone : Dès que les drones seront certifiés et qu’ils respecteront les normes de sécurité nécessaires pour survoler les régions urbaines, nous devrions voir apparaître des « autoroutes du ciel » aux alentours de nos villes. En d’autres termes, les drones suivraient des routes spécifiques afin de minimiser les risques pour les personnes et leurs biens. Alors que les drones ne cessent de se développer, le secteur de l’aviation pourrait profiter de cette technologie. Aujourd’hui, de nombreux avions sont équipés d’un système de pilotage automatique capable de décoller et d’atterrir sans l’intervention d’un pilote. Avoir des avions entièrement autonomes est donc par conséquent tout à faire plausible.

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Simone Paternostro, ingénieur aéronautique à l'Université de Nottingham

De quoi avons-nous besoin pour que cette fiction devienne réalité ? Simone : La sécurité des nouveaux systèmes d’exploitation des drones n’est pas fiable à 100 %. Les drones et les véhicules aériens sans équipage sont dotés d’un sous-système anticollision. Ce système doit être peaufiné pour être totalement opérationnel pour la simple raison que nous ne voudrions pas qu’un UVA entre en collision avec un obstacle et s’écrase dans une propriété privée, ou pire encore, blesse quelqu’un.

Pourriez-vous nous donner un exemple des éventuels changements que ces développements technologiques pourraient apporter à notre quotidien ?Simone : À l’heure actuelle, les avions suivent un itinéraire prédéfini qui n’est pas toujours direct, entre autres parce qu’ils sont contraints de survoler des zones équipées de systèmes de navigation terrestres. L’utilisation de nouveaux systèmes de navigation – notamment le GPS ou le système de positionnement par satellites (GNNS) – pourraient permettre aux avions d’emprunter des routes plus directes. Un tel changement permettrait non seulement de diminuer les temps de vol, mais également de minimiser les coûts grâce à une diminution de la consommation de carburant et des salaires de l’équipage.

Qu’en est-il des aéroports ? Vont-ils évoluer eux-aussi ? Simone : Je pense oui. Aujourd’hui, pour des raisons de sécurité, de nombreux avions font la queue pour atterrir et décoller les uns après les autres. Grâce aux nouvelles technologies de navigation, plusieurs avions pourront décoller et atterrir simultanément, ce qui permettra d’augmenter considérablement l’efficacité des aéroports.

What’s next ?

Les récents développements ne se limitent pas aux véhicules aériens sans équipage, aux avions-taxis et aux drones. La NASA développe actuellement des avions ultralégers, des avions au fuselage intégré et des avions de ligne supersoniques silencieux. La première version d’Aero Glass, une application pour lunettes connectées permettant aux pilotes de visualiser le terrain, la navigation, le trafic (ADS-B), le temps et l’espace aérien, est désormais disponible. Qui plus est, le constructeur Terrafugia affirme qu’il présentera son premier prototype de voiture volante d’ici deux ans. Elle aura une vitesse de croisière de 322 km/h et sera capable de décoller et d’atterrir verticalement. L’industrie aéronautique traverse actuellement une période de développement et d’innovation rapide. Le futur est par conséquent difficile à prédire. Nous sommes certains d’une seule chose : nous sommes à la veille de grands changements pour l’industrie de l’aviation.

Merci à Simone Paternostro et à l’Université de Nottingham pour leur contribution.

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