Navigation basée sur la performance (PBN)

Le Lundi 12 mars 2018
La navigation basée sur la performance (Performance Based Navigation-PBN) déployée par la France a une visée multiple : un plus grand respect de l'environnement avec une réduction des distances et une baisse des coûts. La DGAC est à l’origine du schéma directeur à court, moyen et long terme. Par ailleurs, des compagnies aériennes telles que HOP ! d'Air France se sont engagées concrètement pour le PBN.

Le Plan PBN France

Pour soutenir et encourager le déploiement d’une navigation aérienne basée essentiellement sur les moyens satellitaires, l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) a développé le concept "PBN" (Performance Based Navigation) et demandé à chaque pays d’établir son plan de mise en œuvre.

Le plan français de mise en œuvre de la navigation fondée sur les performances (PBN) répond à une exigence d’amélioration de la performance à la fois en termes de capacité pour réduire les retards, en termes d’efficacité environnementale par la réduction des distances parcourues et en termes d’efficacité économique. Avec bien sûr le souci de garantir un niveau élevé de sécurité. Il doit également permettre de définir le réseau des moyens de radio navigation en adéquation avec les besoins et l’exigence de maîtrise des coûts

A partir des besoins et des contraintes qu’elle a identifiés, la direction générale de l’aviation civile (DGAC) a établi un schéma directeur à court, moyen et long terme. Afin que soit bien pris en compte l’intérêt de tous les acteurs, sa mise en œuvre sera coordonnée au sein d’un comité réunissant l’ensemble des partenaires de l’aviation civile et militaire (aéroports, compagnies, constructeurs, équipementiers, ministère de la défense ...).

EGNOS

La DSNA déploie des procédures PBN d’approche par satellite de nouvelle génération.

Grâce aux progrès technologiques, les pilotes ont désormais la possibilité d’assurer des procédures d’approche et d’atterrissage sur des aéroports dépourvus d’infrastructure de navigation au sol. Dans le cadre du plan de navigation fondée sur les performances (PBN), l’OACI recommande de déployer des systèmes d’approche par satellite avec guidage vertical sur toutes les pistes IFR à l’horizon 2016. Avec près de 90 % des pistes dotées de procédures d’approche PBN en métropole et en Outre-mer fin 2015, la DSNA conforte son rôle de leader européen. La DSNA représente l’État-actionnaire au sein de la société ESSP SAS chargée d’exploiter le système satellitaire européen de navigation EGNOS dans l’aviation civile et sur d’autres marchés.

Glossaire PBN

PBN signifie Performance Based Navigation. Les GNSS (Global Navigation Satellite Systems), comme le GPS, contribuent notamment aux exigences PBN à la fois pour l’en route et les zones terminales.

Dans le cadre de la stratégie DSNA en matière de PBN et en particulier pour la navigation par satellite, les spécifications de performance suivantes doivent être atteintes pour chacune des zones de l’espace aérien.

Continental en route network : RNAV 5 specification
exige que l’équipement de bord conserve une précision latérale et longitudinale de navigation le long de la route de 5 NM ou mieux pendant au moins 95 % du temps de vol total. Cette spécification n’impose pas de moyen bord de surveillance et d’alerte de la performance de navigation. Le réseau de route basé sur la spécification RNAV 5 (anciennement connu sous le nom BRNAV en Europe) existe depuis 1998. Pour voler dans l’espace aérien français, la spécification RNAV 5 est nécessaire au-dessus du FL 115.

Terminal area network : RNAV 1 specification
exige que l’équipement de bord conserve une précision latérale et longitudinale de navigation le long de la route de 1 NM ou mieux pendant au moins 95 % du temps de vol total. Cette spécification n’impose pas de moyen bord de surveillance et d’alerte de la performance de navigation. Les trajectoires RNAV 1 (précédemment connu sous le nom PRNAV en Europe) sont désormais mises en œuvre dans plus de 75 % des zones terminales de la DSNA.

Trois types d’approches sont pris en charge par les systèmes satellitaires. Ces approches sont dénommées procédures d’approche PBN (publiée sous le nom RNAV (GNSS)) et nécessitent un moyen bord de surveillance et d’alerte de la performance de navigation pour la trajectoire suivie.

Lorsque la surveillance et des informations de correction de la trajectoire PBN sont nécessaires, l’équipement de bord utilisera soit un RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) , doit un système dit SBAS (Satellite Based Augmentation System) tel que EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) pour l’Europe.

Un SBAS augmente la constellation des GNSS en fournissant des informations d’intégrité, de correction de la trajectoire et des références de satellites géostationnaires. De tels systèmes nécessitent des stations terrestres de réception, situées à des points clefs.

 

Approche PBN Guidage à prévoir Minima opérationnel
GPS Latéral uniquement LNAV (Lateral NAVigation)
GPS + barométrique Latéral et vertical
Le guidage vertical est fourni par un ABAS (Airborne Based Augmentation System) : un ordinateur utilisant des indications barométriques comme référence et qui nécessite ainsi une précision et une mise à jour régulière des données QNH
LNAV/VNAV (Lateral NAVigation/Vertical NAVigation)
SBAS Latéral & vertical
Le guidage vertical est fourni par un SBAS
LPV (Localiser Performance with Vertical guidance),

Spécification de navigation pour les procédures d’approche PBN (Réf : ICAO doc 9905) :

  • RNP approach (RNP APCH)
    La spécification RNP APCH est destinée à répondre aux besoins opérationnels généraux en matière de RNP (Required Navigation Performance) et à permettre l’emploi d’aéronefs dotés de possibilités RNP de base sans imposer d’autorisation opérationnelle.
  • RNP Authorization Required approach (RNP AR APCH).
    La spécification RNP AR APCH, qui réclame un niveau supérieur de performances de navigation mieux à même de surmonter le problème de l’accès aux aéroports situés dans des environnements riches en obstacles, par exemple, et facilite l’évolution de la gestion du trafic aérien (ATM), oblige l’exploitant à répondre à des exigences supplémentaires concernant les aéronefs et les équipages et à obtenir une autorisation opérationnelle de l’autorité de réglementation de l’État.

 

Les approches PBN à la DSNA

Ventilation par minima opérationnels – état au mois de mars 2018

PBN-DSNA
Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Pour les QFU IFR sur lesquels une approche PBN avec guidage verticale est compatible (i.e. 204 QFU sur les 220 QFU IFR), le déploiement sera de 75% au 1er janvier 2018. L’objectif de la DSNA est une couverture totale de ces 204 QFU avec une approche PBN guidage vertical pour 2018.

La mise en œuvre d'approches PBN a notamment été réalisée grâce aux programmes européens de cofinancement : TransEuropean Transport Network (TEN-T) et Connecting Europe Facility

Le niveau d’équipement des avions est essentiel pour permettre le déploiement d’approches PBN et maximiser leurs bénéfices pour les usagers.

Parallèlement, des trajectoires RNAV 1 ont été publiées dans près de 75% des zones terminales de la DSNA.

Que voulez-vous savoir sur la stratégie PBN de la DSNA ?

Pourquoi publier des approches PBN / SBAS (avec minima LPV) ?

  • La DSNA veut offrir la meilleure solution de back-up en cas de défaillance ou de panne d’un ILS sur ses principaux aéroports. Les procédures PBN / LPV proposent des minima proches de l’ILS CAT I.

La technologie SBAS est aussi fiable et aussi performante que les opérations ILS CAT I et peut donc compléter le service ILS en fournissant des minima opérationnels identiques et le maintien d’une accessibilité sûre et optimale en cas d’indisponibilité de l’ILS.
La première mise en service en Europe a eu lieu à Paris CDG le 28 Avril 2016. Les compagnies aériennes et les constructeurs d’avions ont maintenant la possibilité d’observer clairement que le PBN/SBAS permet de garantir beaucoup plus l’accessibilité de l’aéroport que les autres types d’approches PBN. Les bénéfices opérationnels, en plus des standards très élevés en matière de sécurité notamment fournis par EGNOS, renforcent la conviction de la DSNA que le SBAS (Système Based Augmentation System) est une technologie clé dans la modernisation de son infrastructure d’aides à la navigation.

  • La DSNA déploie des approches PBN avec minima LPV sur tous les QFU IFR afin de mettre à disposition les bénéfices apportés par EGNOS à tous les usagers aériens et encourager ainsi le retrofit.

Le guidage latéral et vertical fourni par un SBAS tel qu’EGNOS est gratuit et n’a pas de coûts d’infrastructure aéroportuaire. Le SBAS permet de répondre pleinement aux exigences de performance pour la navigation et la surveillance de la trajectoire.
Les approches PBN / LPV fondées sur le SBAS sont des approches de haute performance. Elles ont été très appréciées par les pilotes au cours des différentes campagnes d’essais qui ont été effectuées.

« En tant que pilote d’essai, j’ai eu l’occasion d’effectuer des approches LPV basées sur la constellation EGNOS sur trois types d’avions différents : A300ST, A350XWB et ATR72-600. La première observation, qui est unanime, est la facilité d’acquisition du système parce que l’interface pilote est conçue comme celle d’un ILS qui est la plus connue et la plus « intuitive » par un pilote de ligne. La seconde est qu’une approche LPV a même de meilleures performances qu’un ILS de CAT I parce que ce n’est pas sensible aux "traditionnelles" perturbations ILS, par exemple LOC secondaire ou faisceau Glide, ou des perturbations de signal rencontrées quand un avion survole l’antenne du LOC. »
Jean-Christophe Lair, Pilote d’essai en vol Airbus

  • Aujourd’hui, les approches PBN / LNAV-VNAV basées sur l’information barométrique sont les approches de navigation par satellite les plus couramment utilisées par les compagnies aériennes, mais souffrent encore de certaines limitations :
    • notifications d’évènements liés à une mauvaise valeur de QNH,
      • problèmes d’« indisponibilité RAIM » lorsque l’approche PBN est l’unique approche existante.

    Pour rappel, la surveillance autonome de l’intégrité du récepteur (RAIM) est une technologie développée pour évaluer l’intégrité du signal GPS dans un système de récepteur GPS.

    L’anticipation est essentielle à l’évolution du PBN. La DSNA continuera à déployer des approches PBN/LPV tout en maintenant la publication des approches PBN/LNAV-VNAV sur les pistes où ses clients y trouvent un intérêt, tout en tenant compte de la progression de l’état d’équipement de la flotte.

    Quelle est la position de la DSNA sur la RNP 1 et le RADIUS TO FIX ?

    L’une des principales préoccupations de la DSNA pour les TMA à haute densité est de garantir une capacité optimale en permanence. Avec l’introduction des segments RF (Radius to Fix), les problèmes de capacité peuvent se produire principalement en raison des échanges radio supplémentaires et des besoins spécifiques de gestion par l’ATC d’aéronefs non équipés. Il est donc difficile d’introduire de nouvelles fonctions, telles que le RF, sans pour autant pénaliser la capacité globale de la TMA, tant que le taux d’équipement n’est pas proche de 100%. Un autre moyen pour exploiter les avantages des RF serait de concevoir des trajectoires spécifiques à suivre, pendant les périodes de faible trafic seulement. Cette solution est en cours de discussion avec les usagers de l’espace aérien.

    La DSNA est sensible aux bénéfices que peut apporter la capacité RF, mais surveillera les taux d’équipement des compagnies aériennes pour soutenir la future mise en place opérationnelle de cette fonction.

    La transition de RNAV 1 à RNP 1 soulève une question qui doit être clarifiée : la perte du signal GNSS à long terme (par exemple plus d’un jour). Avec la spécification RNAV 1, une grande flexibilité de réversion est maintenue, en particulier grâce au grand nombre d’utilisateurs équipés de récepteurs multimodes DME / DME. Cependant, des interrogations demeurent sur les conditions acceptables pour l’utilisation de DME / DME avec des routes RNP 1 publiées lorsque la panne dure pendant une période plus longue. Une rencontre avec Eurocontrol et l’AESA a été demandé afin de clarifier cette question et décider de la voie à suivre.

    La DSNA a l’intention de publier des trajectoires RNP 1 quand il en sera prouvé la pertinence opérationnelle en matière de sécurité et de performance. Toutes les attentes clients et les projets dans ce domaine seront examinées.

    La DSNA mettra-t-elle en œuvre des procédures « Visual RNAV » ?

    En étroite collaboration avec Air France, la DSNA a conçu et évalué une approche Visual RNAV à l’aéroport de Bordeaux. Plus de 120 vols l’ont réalisée depuis l’été 2015, avec des retours très positifs à la fois de l’ATC et des équipages. L’évaluation est toujours en cours fournissant ainsi des éléments clés pour un nouveau concept d’opérations à définir au niveau de l’OACI tout en permettant aux acteurs de première ligne de continuer leur pratique. Grâce à un projet SESAR à l’aéroport de Nice, avec ses partenaires, la DSNA a conçu avec succès et évalué une approche Visual RNAV dans un environnement de relief très exigeant, imposant une trajectoire courbe jusqu’à la courte finale. Une étude a également commencé à l’aéroport de Marseille, où un environnement riche en obstacles est également un problème et conduit à la nécessité d’une forte pente à suivre par les équipages.

    La DSNA est prête à publier des approches « visual RNAV » lorsque le concept opérationnel sera établi au niveau de l’OACI.

    Regard vers l’avenir avec le GBAS CAT II / III ?

    Un système de renforcement au sol (GBAS) est un système qui prend en charge l’augmentation de la constellation (s) GNSS primaire, au niveau de l’aéroport, pour toutes les phases d’approche : l’atterrissage, le départ et les opérations de surface. Bien que l’objectif principal du GBAS est de fournir l’assurance de l’intégrité, il augmente également la précision du signal.

    La DSNA soutient la R&D pour le GBAS CAT II / III, notamment par une station SESAR déployée à Toulouse Blagnac et à travers la feuille de route de la performance « Paris CDG 2020 ». L’objectif visé est une amélioration substantielle de la performance de l’aéroport dans des conditions de faible visibilité.

    Vidéo - GBAS CAT II III concept

    Afficher la version texte de la vidéo

    GBAS optimises low visibility operations by using holding points that are closer to the runway than ILS ones. This increases runway throughput and heightens air traffic controllers’ flexibility. GBAS is a cost-effective replacement for ILS: it has many operational advantages, including offering curved approaches and different touch-down points on the runway.

    Quelle est la position de la DSNA vis-à-vis du GBAS CAT I ?

    La DSNA n’ira pas plus loin avec le GBAS CAT I que le support qui a été fourni pour permettre les opérations d’Airbus Industries à l’aéroport de Toulouse Blagnac et qui conduisent à l’installation d’une station. Le déploiement et la mise en œuvre de GBAS CAT I sont également très limités dans les autres pays européens, montrant les limites de cette solution. Aucune compagnie aérienne n’a demandé la poursuite du déploiement.

    PBN @ DSNA : objectifs de haut niveau

    • Améliorer la sécurité et l’accessibilité, notamment pour les pistes secondaires non équipées d’ILS.
    • Permettre la rationalisation des aides à la navigation classique, en particulier la réduction du nombre d’ILS CATI, dans les aérodromes où le modèle économique n’est plus valide.

    HOP ! s’engage pour les approches PBN/LPV

    HOP ! est la nouvelle compagnie aérienne réunissant les trois compagnies régionales françaises du groupe Air France : Brit Air, Régional et Airlinair. HOP ! dispose d’une flotte moderne d’Embraers, de Bombardiers CRJ et d’ATR (12 ATR 42-500, 5 ATR 72-500 et 5 ATR 72-600 ) pour effectuer les vols court-courriers de HOP ! Air France : un vaste réseau de 130 routes point à point et une flotte d’avions régionaux et d’Airbus 320 et 319. Chaque année, HOP ! transporte plus de 1 000 000 passagers sur 30 000 vols réguliers vers 30 aéroports en France et en Europe.

    Alain Brothier, Vice-Président Flotte HOP ! nous répond.

    HOP ! en quelques mots

    Pourquoi avez-vous décidé d’équiper votre flotte d’ATR avec le système SBAS ?

    Au regard de son activité, HOP ! est préoccupé par l’avenir des aéroports régionaux en France et se doit donc d’accompagner les changements structurels décidés par la DSNA.
    En 2016, dans le cadre du plan PBN français, un certain nombre d’ILS CAT I ont été progressivement mis hors service. Dans le même temps, des procédures d’approche PBN/LPV ont été publiées pour permettre une utilisation plus large de ce type d’approche. Aujourd’hui, notre flotte d’ATR 42-500 dessert 8 aéroports qui sont concernés par l’arrêt des ILS CAT I, nous laissant sans aucun moyen d’approche de précision au sol pour nous poser. Ainsi, pour assurer la continuité du service pour nos clients, nous devons nous assurer qu’une approche indépendante et de précision, utilisant un équipement bord, peut être volée dans presque toutes les conditions météorologiques. L’équipement permettant de faire des approches PBN/LPV sera installé sur notre flotte d’ATR42-500.

    Quel potentiel HOP ! voit-il dans le déploiement des procédures PBN/LPV en France ?

    HOP ! opère vers des terrains pour lesquels seul le transport aérien fournit des connexions régionales rapides et un service régulier vers Paris. L’engagement envers nos clients est d’assurer la continuité du service, notamment en ce qui concerne nos obligations de service public. Pour les aéroports où la DSNA se désengage de la maintenance des ILS, les connexions que nous assurons vers ces destinations sont essentielles pour nos clients, ainsi que pour les autorités car elles soutiennent l’économie locale. Le déploiement d’approches PBN/LPV va nous permettre de continuer à exploiter ces liaisons régionales quel que soit le plan de rationalisation des aides de navigation de la DSNA, tout en continuant d’assurer le plus haut niveau de sécurité.

    Pourriez-vous nous en dire plus sur la procédure de rétrofit ? Où en êtes-vous ? Qu’est ce qui est particulièrement sensible dans ce processus ?

    Nos 5 ATR72-600 sont déjà équipés PBN/LPV.
    Pour le reste de notre flotte ATR, nous nous devons de respecter notre feuille de route et d’être prêt avant la fin de 2018. Les travaux préliminaires ont débuté mi-2014 avec HOP ! Airlinair. Cela nous a permis d’identifier les risques inhérents au projet et de les solutionner.
    La livraison des kits prototypes et des équipements est prévue pour juillet 2016, les vols d’essai sont prévus en septembre pour la certification. Nous devrions obtenir l’approbation TSO pour les GPS modifiés sur le premier avion prototype en janvier 2017 au plus tard. L’équipement des avions restants devrait avoir lieu de janvier 2017 à novembre 2018, pendant les créneaux planifiés de maintenance. Par souci de rentabilité, la planification et les coûts techniques ont été optimisés.
    En parallèle, notre département « flight ops » va déposer une demande d’approbation opérationnelle afin de s’assurer de la disponibilité des approches PBN/LPV sur les aérodromes concernés. Une étude de sécurité sera également réalisée selon nos procédures internes.

    Combien cela coûte et comment est financé ce projet ?

    Le contrat signé entre HOP ! et l’Agence européenne GNSS (GSA) couvre la période de novembre 2015 à novembre 2018. Il inclut le rétrofit de 13 avions. Le projet englobe aujourd’hui les 13 ATR42-500 de HOP ! Airlinair et peut évoluer si la gestion opérationnelle de notre flotte nous conduit à sortir d’exploitation certains ATR42-500 en anticipation. L’approche suivie par HOP ! pour ce projet veille à ce que le bénéfice PBN/LPV soit maximisé pour notre passager en mettant en ligne les avions équipés vers les aéroports non inclus dans le réseau minimal ILS. Compte tenu du montant de l’investissement, ce projet a été possible grâce au co-financement de l’Agence Européen du GNSS et le soutien de la DSNA.

    Approches PBN avec guidage vertical : améliorer la sécurité à l’arrivée

    PBN@DSNA, une alternative aux procédures d’approche indirecte et approches de non précision

    Les nombreuses publications de procédures d’approche PBN avec guidage vertical , soit avec minima LPV (performance Localizer avec guidage vertical), soit avec minima LNAV / VNAV ( Lateral NAVigation & Vertical NAVigation ) sur la quasi-totalité des seuils de piste des terrains de la DSNA fournissent aux exploitants d’aéronefs un moyen d’accès supplémentaire, en particulier sur un certain nombre de pistes pour lesquelles une approche de précision ne pouvaient être mises en œuvre, l’accès étant ainsi soumis aux seuls minima opérationnels des procédures d’approche à vue.

    La DSNA publiera des approches PBN avec guidage vertical pour tous les seuils de piste équipés d’une approche de non précision ou d’une approche indirecte comme seul moyen d’accès.

    Lorsque les conditions météorologiques empêchent l’utilisation des approches de non-précision ou indirectes (ou bien lorsque l’ILS n’est pas en service ou en maintenance), l’approche PBN avec guidage vertical est une alternative fiable d’accessibilité, particulièrement lors de situations inconfortables pour les équipages.

    • CDG piste 08R, approche PBN avec minima LPV CAT I our LNAV/VNAV publiée en 2016 : proposer une solution d’accès efficace en cas d’indisponibilité de l’ILS
      ILS CAT I
    RWY 1808R
    RNAV (GNSS) RWY 08R
    LPV minima
    RNAV (GNSS)
    RWY 08R

    LNAV/VNAV minima
    (Minimum) Decision Altitude 540ft 540ft 750/780ft
    Runway Visual Range 550m 550m 1200/1300m

     

    • Marseille piste 31L, approche PBN avec minima LPV ou LNAV/VNAV, une alternative à l’approche indirecte VPT (Visual pattern with Prescribed Track)
      VPT
    RWY 31L
    RNAV (GNSS)
    RWY 31L

    LNAV/VNAV minima
    (Minimum) Decision Altitude 1680ft 500/550ft
    Runway Visual Range 1500/3600m 2000/2300m

     

    • Grenoble piste 27, approche PBN avec minima LPV ou LNAV, publiée en 2011, pour une piste uniquement accessible avec une approche indirecte
      CIRCLING
    RWY 27
    RNAV (GNSS)
    RWY 27

    LPV minima
    RNAV (GNSS)
    RWY 27

    LNAV minima
    (Minimum) Decision Altitude 2140/3040ft 1610ft 1850ft
    Runway Visual Range 1500/3600m 1400m 1500/2400m

    Dans le cas particulier de la piste 27 à Grenoble Isère (LFLS/GNB), l’approche PBN sans guidage vertical (minima LNAV) permet des minima opérationnels plus performants que l’approche indirecte et améliore également l’accessibilité du terrain.

    Les approches PBN avec guidage vertical réduisent le risque de collision avec le relief (CFIT pour Controlled Flight Into Terrain)

     

    PBN-2
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC

    Gestion erronée du profil vertical, enregistrements de plusieurs accidents CFIT.

    La conscience de la situation des équipages doit être améliorée.

    Lors d’approches PBN avec guidage vertical, l’amélioration de la conscience de la situation des équipages et les approches stabilisées sont possibles par la fourniture d’un guidage vertical. Cela permet notamment aux pilotes de réaliser de procédures standardisées, en particulier sur les aérodromes IFR secondaires.

    Approche PBN - RNAV (GNSS) RWY 20 à Paris Orly

    Un exemple marquant d’amélioration de la sécurité dans un espace terminal à fort trafic

    PBN-1
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC

    La piste 20 est utilisée lorsque de forts vents du sud rendent l’atterrissage sur la piste 26 (ou 24) impossible, les limitations vent traversier des avions pouvant être atteintes. Avant la publication de l’approche PBN piste 20, le seul moyen d’accéder au deuxième aéroport français dans de telles conditions météorologiques était de descendre sur l’ILS pour la piste 26 (ou la piste 24) et, à condition que les références visuelles requises soient établies à la MDA / H , d’effectuer une manœuvre à vue pour atterrir sur la piste 20.

    L’approche PBN piste 20 a apporté des bénéfices significatifs en matière de sécurité en remplaçant la partie à vue de l’ancienne procédure d’approche indirecte, volée de manière hétérogène par les vols à l’arrivée, par un segment d’approche guidé par satellite. La trajectoire d’arrivée devient plus précise et plus fiable à la fois pour les équipages et les riverains de l’aéroport.

    Certains écarts d’équipement PBN dans la flotte opérant à Paris Orly subsistent toujours, conduisant à la nécessité d’intégrer des vols sur l’approche indirecte même lorsque la RNAV (GNSS) RWY 20 est en service. Ces situations peuvent devenir problématiques en matière de gestion du trafic particulièrement pendant les heures de pointe. Elles affectent la performance opérationnelle temps réel de la plate-forme à l’arrivée.

    De l’ILS vers le PBN

    En 2016, la DSNA a finalisé son plan de rationalisation des ILS (Instrument Landing System). Ce plan reposait sur un programme concomitant et ambitieux de déploiement de procédures GNSS sur l’ensemble des extrémités de pistes des aérodromes IFR contrôlés en France et outre-mer.

    En effet, les technologies de navigation par satellite (GPS et EGNOS. EGNOS est un système de renforcement satellitaire régional pour l’Europe) permettent la réalisation d’atterrissages sans avoir recours à une aide à la navigation au sol et tout cela à moindre coûts, le signal étant fourni gratuitement. Pour garantir le niveau d’accessibilité des aéroports de petite et moyenne taille de la DSNA, des procédures GNSS ont été mises en service pour remplacer les ILS. De nos jours, les approches suivant une procédure RNAV (et plus particulièrement celles dites APV Approach Procedures with Vertical guidance) ont montré des performances proches de celles des approches ILS CAT I.

    La DSNA, un leader dans la mise en œuvre de procédures d’approche par satellite

     

    Leading
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC

    Il y a 2 types d’APV, les APV/SBAS (Satellite Based Augmentation System) et les APV/Barometric Vertical NAVigation. Elles utilisent chacune différents capteurs qui permettent de délivrer un guidage vertical pendant l’approche.
    Elles sont publiées sur un volet de procédure dénommé RNAV (GNSS) qui peut avoir plusieurs encarts de minima opérationnels. Concernant les procédures APV, respectivement des minima LPV (Localiser Performance with Vertical guidance) & des minima LNAV/VNAV minima (Lateral NAVigation & Vertical NAVigation) sont publiés.

    Les APV avec minima LPV sont des procédures aux instruments d’approche satellitaire de précision. Elles ne nécessitent pas d’entraînement spécifique pour les équipages. Les avantages de la mise en œuvre de procédures APV/LPV se mesurent en matière :

    • d’amélioration de la sécurité (guidage vertical en approche finale)
    • d’accessibilité améliorée (réduction des minima opérationnels),
    • de précision et d’intégrité obtenues, comparées à l’ILS CAT I.

    En outre, EGNOS vient d’être certifié par l’EASA (European Aviation Safety Agency) pour permettre la réalisation de minima LPV à 200ft. Cela permet ainsi de se rapprocher encore plus des minima ILS CAT I.

    Les objectifs du plan de rationalisation des ILS

    L’ILS est un système onéreux d’aide à l’atterrissage car il nécessite l’installation d’émetteurs et d’antennes localiser et glides à chaque extrémité de piste. La DSNA supporte l’ensemble de ces coûts auxquels s’ajoutent les frais de maintenance opérationnelle sur tous les terrains dont elle à la charge.
    La rationalisation du réseau des ILS de la DSNA menée en parallèle avec le plan de mise en service de procédures GNSS a fait baisser ses coûts internes. Cette stratégie « aide à la navigation » est une stratégie globale qui participe à la réduction de la redevance pour services terminaux de la circulation aérienne (RSTCA).

    Une méthode collaborative et cohérente

    La DSNA a défini une liste de critères cohérents afin d’identifier les terrains pour lesquels elle ne maintiendra plus les ILS en conditions opérationnelles. Compagnies aériennes, exploitants aéroportuaires et associations représentatives ont été régulièrement consultés afin d’aboutir à un accord équilibré. Les éléments suivants ont été pris en compte :

    • la distance maximale entre deux terrains équipés d’un ILS,
    • la publication et mise en service systématique de procédure d’arrivée GNSS avant tout retrait,
    • une étude météorologique poussée sur chacun des terrains considérés.

    RESEAU ILS DSNA EN 2015

    carte1
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC

    RESEAU MINI ILS DEPUIS 2016

    En mauve : réseau mini ILS DSNA
    En vert : ILS repris par les exploitants aéroportuaires

    carte2
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC

    Les essentiels du PBN@CDG

    Tirer parti du PBN à l’arrivée

    Avril 2016 – les approches PBN avec minima LPV CAT I, une première pour la France

    Les procédures d’approche PBN utilisant un SBAS (Satellite Based Augmentation System ) et permettant des minima LPV CAT I sont en vigueur pour le doublet sud de Paris CDG depuis le 28 Avril 2016. La publication pour le doublet nord est prévue au cours de l’année 2017.

    • Parallèlement, des procédures PBN avec minima LNAV / VNAV ont également été publiées pour le doublet sud afin d’être en adéquation avec l’état actuel de l’équipement de la flotte opérant à Paris CDG
    Contrôle 3
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC
    • Les approches PBN avec guidage vertical peuvent être utilisées dans le cadre d’approches parallèles triples simultanées, mais uniquement lorsque deux des approches en cours d’utilisation sont des approches ILS
    • Une étude de sécurité sera réalisée afin que toutes les approches PBN équipant tous les seuils de piste de Paris CDG puissent être utilisées de manière simultanée, sans que cela ne dégrade la sécurité et la capacité piste programmée.

    Septembre 2016 – Des trajectoires de nuit RNAV 1 pour optimiser les profils de descente

    Contrôle 4
    Crédits : Tous droits réservés - DGAC
    • disponibles pour tous les seuils de piste
    • pas de guidage radar systématique après l’IAF
    • des trajectoires RNAV 1 couvrant toute l’approche intermédiaire jusqu’à l’IF (Initial Fix), les vols suivront ensuite l’ILS. La distance au seuil de piste devient disponible.
    • la seule altitude à respecter est à l’IF (i.e. 5000ft). Cela permet d’effectuer des descentes optimisées depuis les 4 IAF (Initial Approach Fixes).

    Axe PBN vers ILS – SESAR 2020, proposition de projet R&D

    Objectifs

    • augmenter la sécurité lors des approches parallèles triples en réduisant le nombre de perte de séparation à l’interception des axes.
    • évaluer la meilleure trajectoire PBN qui permettra d’assurer l’utilisation simultanée des pistes : spécification RNAV ou RNP

     

    Controle 5
    Crédits : Simulations EUROCONTROL

    Un axe d’approche intermédiaire PBN avec spécification RNP AR devrait permettre l’utilisation indépendante et l’interception indépendante de chacun des axes (à savoir les doublets nord et sud). La principale conséquence opérationnelle est l’indépendance des profils verticaux des vols à l’arrivée, particulièrement pendant l’interception des ILS.

    Bénéfices identifies à ce stade

    • amélioration substantielle de la sécurité par une augmentation de la distance entre les deux axes d’interception
    • des descentes optimisées sur l’axe PBN,
    • une importante réduction du bruit grâce à une moindre dispersion des trajectoires à l’arrivée
    Controle 6
    Crédits : Simulations EUROCONTROL

    Nouvelle dénomination des points de cheminement des procédures PBN en France

    Au gré des révisions des procédures PBN en France métropolitaine et outre-mer, une nouvelle convention de nommage des points caractéristiques de ces procédures rentre en application progressive. Cette convention vise à diminuer les risques  de confusion par les équipages entre le point d’approche initiale IAF (début de la procédure d’approche), le point d’approche intermédiaire IF (début du segment d’approche intermédiaire), le point d’approche finale FAF(début de descente finale) et le point d’approche interrompue MAPT (début de l’approche interrompue).

     

    Genèse du projet

    En 2015, une compagnie aérienne signale des descentes anticipées à l’IF plutôt qu’au FAF lors d’approches PBN pour certains de ses vols.

    La DSAC (Direction de la Sécurité de l’Aviation Civile) se saisit du dossier et recense auprès des compagnies françaises les évènements de même nature.

    Il est décidé la création d’un groupe de travail réunissant 5 compagnies aériennes françaises et des représentants de la DSAC, de la DSNA, de la DTA et de la DTI. Il a pour objectif d’identifier les causes de ces descentes anticipées lors de procédures PBN.
    7 études de sécurité vont alimenter l’analyse qui statue que la mise en évidence explicite du type de point survolé réduirait notamment ces occurrences. La standardisation du nommage des IF, FAF et MAPT était lancée.

     

    Objectifs et suites à donner

    La réduction des descentes anticipées pouvant conduire dans certains cas à des CFIT* (Controlled Flight Into Terrain) est un enjeu majeur pour la Direction Générale de l’Aviation Civile (DGAC) et l’ensemble de la communauté aéronautique.

    Les travaux du groupe collaboratif ont montré que des solutions pouvaient être trouvées afin d’harmoniser le nommage des points caractéristiques d’une approche PBN et ainsi contribuer à la réduction de ce risque pour la sécurité des vols.

    Cette harmonisation est portée au niveau mondial auprès de l’OACI qui a convenu de suivre attentivement l’application opérationnelle de ce nommage en France afin de considérer une mise en œuvre plus large

    *Le CFIT (ou collision avec le sol en vol piloté) se produit lorsqu'un avion s’écrase sans que le pilote aux commandes en ait perdu le contrôle. Dans le cadre d’un CFIT, les pilotes se font une fausse idée de la situation de leur avion dans le plan vertical et/ou horizontal.

     

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