Tour distante et virtuelle

La tour de contrôle à distance et virtuelle (RVT) est un concept moderne dans lequel le service de contrôle aérien (ATS) d'un aéroport est effectué ailleurs que dans la tour de contrôle locale . Bien qu'elle ait été initialement développée pour les aéroports à faible trafic, elle a été mise en œuvre en 2021 dans un grand aéroport international, l'aéroport de London City (84 260 mouvements d'avions en 2019).

La première mise en œuvre d'une tour de contrôle à distance fournissant des services ATS d'aérodrome a été approuvée et introduite en Suède en avril 2015, et d'autres mises en œuvre dans d'autres États membres de l'AESA sont en bonne voie. En 2019, l'aéroport des montagnes scandinaves de Dalécarlie , en Suède, a été le premier aéroport au monde construit sans tour traditionnelle, à être contrôlé à distance.

Le concept est également considéré comme une mesure d'urgence pour les grands aéroports ou pour le contrôle des aires de trafic uniquement.

À compter du 12 juin 2023, l'aéroport de Brasov en Roumanie a mis en œuvre ce changement.

Au lieu d'être situé dans une tour d'aéroport, l' agent de contrôle de la circulation aérienne (ATCO) ou l'agent des services d'information de vol d'aérodrome (AFISO) travaille dans un centre de tour de contrôle éloigné (RTC) d'où ils fournissent les services ATS . Les données proviennent des caméras et des capteurs de l'aéroport plutôt que d'une vue depuis la fenêtre, qui est reconstituée sous forme de panorama vidéo haute résolution sur un grand écran ou une série d'écrans.

Le concept RVT vise à fournir :

• Services de tour de contrôle à distance dans les aéroports de petite et moyenne taille, par du personnel situé dans un centre de tour de contrôle à distance ailleurs.
• Services d'urgence dans les principaux aéroports, en cas d'incendie ou d'autres événements qui pourraient survenir dans le bâtiment de la tour de contrôle . Le local d'urgence doit être situé dans un endroit sûr, à proximité, mais à un endroit physique différent.
• Augmentation synthétique de la vision pour accroître la connaissance de la situation dans les aéroports lors de mauvaises conditions de visibilité dans les installations de la tour de contrôle de l'aéroport local.

La gamme complète des services de trafic aérien définis dans les documents OACI 4444, 9426 et le Manuel AFIS d' EUROCONTROL sera toujours fournie à distance par un contrôleur de la circulation aérienne ou un AFISO. Les usagers de l'espace aérien devraient bénéficier du niveau de services approprié comme si l' ATS était fourni localement à l'aéroport.

Les projets de l'entreprise commune SESAR examinent les concepts RVT, basés soit sur une personne contrôlant un aéroport, soit sur une personne contrôlant plusieurs aéroports.

• Tour de contrôle unique : un ou plusieurs contrôleurs aériens contrôlent un seul aérodrome.
• Opérations de tour à distance multiples (MRTO) : un ou plusieurs opérateurs contrôlent plusieurs aérodromes en même temps (simultanément) ou en séquence.
• Tour de secours : à utiliser en cas d'inaptitude de la tour de contrôle traditionnelle de l'aéroport (par exemple en cas d'incendie), pour assurer un niveau de service de base. Première mondiale, la tour de secours virtuelle (VCF) d'Heathrow, inaugurée en 2009, est située à l'écart de l'aérodrome dans une pièce sans fenêtre et peut fonctionner jusqu'à 70 % de ses vols.
• Tour supplémentaire à distance : une tour supplémentaire pour offrir une vue dégagée sur une nouvelle piste en cas d'agrandissement de l'aéroport.

En 1996, lors d'un colloque scientifique de l' Institut de guidage de vol du DLR , Kraiss et Kuhlen ont proposé un concept d'« holographie virtuelle » pour l'ATC avec un établi virtuel projeté montrant le trafic de l'aérodrome en 3D qui pourrait être observé sous n'importe quel angle par le contrôleur aérien.

En 2001, un concept de « tour virtuelle (ViTo) » a remporté le premier concours de projets visionnaires ( Wettbewerb der Visionen, WdV) du DLR, avec 200 000 € attribués pour les deux premières années de recherche, à partir de 2002. L'idée décrivait une salle de contrôle ATC à distance avec surveillance par capteur vidéo au lieu d'une vue « par la fenêtre » depuis une vraie tour. Les premiers essais d'ATS à distance, pour les aéroports à faible et moyenne densité, ont été basés sur des capteurs optiques (caméras), fournissant aux contrôleurs aériens du RTC une image en temps réel de haute qualité de la piste, du tablier de l'aéroport (rampe) et de l' espace aérien très proche . Ces images en temps réel sont affichées sur de grands écrans offrant une vue à 360 degrés.

Outre la transmission vidéo en direct de l'aéroport, les contrôleurs aériens disposent des mêmes systèmes informatiques de gestion du trafic aérien que ceux dont ils disposeraient dans une tour de contrôle locale, à savoir des systèmes de communication vocale , des systèmes météorologiques , des systèmes de plan de vol et des systèmes d'affichage de surveillance . Le niveau d'équipement peut varier selon qu'il s'agit d'un service TWR contrôlé ou d'un service d'information de vol fourni dans l'aéroport concerné. En fonction de la complexité de l'aéroport, de la densité du trafic et des conditions météorologiques, il peut être préférable de compléter les images optiques par un système avancé de guidage et de contrôle des mouvements de surface (A-SMGCS) avec des entrées de signaux provenant d' un radar de mouvement de surface (SMR) et/ou d'une multilatération locale (LAM).

Français Le concept RVT est en cours de développement, en plus d'autres initiatives de recherche et développement antérieures (par exemple par DLR , DFS, LFV, Searidge Technologies, SAAB, FREQUENTIS, Indra Sistemas ou le projet FP6 de l'UE ART, etc.), dans le cadre de l' entreprise commune SESAR (SJU), où le Work Package 6 développe les concepts opérationnels, tandis que le Work Package 12 développe la technologie correspondante pour permettre la fonctionnalité RVT. Des essais de validation en direct ont été prévus dans quelques aéroports sélectionnés en Allemagne, en Espagne ( ENAIRE ), en Norvège ( Avinor ) et en Suède (LFV) dans le cadre des projets SESAR Joint Undertaking 06.08.04 et 06.09.03 au cours des années 2012-2015.

Airservices Australia avait l'intention d'évaluer la technologie RVT du groupe Saab à l'aéroport d'Alice Springs , en Australie centrale, à partir de fin 2012, avec le centre de contrôle placé à Adélaïde . En 2019, Airservices Australia a sélectionné Searidge comme fournisseur du programme de services d'aérodrome numériques à l'aéroport de Sydney (SYD) et éventuellement à d'autres aérodromes australiens, pour démarrer les essais de la tour numérique en 2020.

En mars 2009, le groupe Saab et LFV ont réalisé une démonstration en mode ombre réelle de leur concept de tour de contrôle à distance existant. Cette démonstration a eu lieu dans une installation de tour de contrôle à distance établie au centre de contrôle du trafic aérien de Malmö (ATCC), contrôlant un vol à destination et en provenance de l'aéroport d'Ängelholm ( OACI :ESTA) dans le sud de la Suède . En tant que mécanisme d'urgence pendant cet essai, la tour de contrôle locale d' Ängelholm était dotée de contrôleurs aériens .

En 2010, le DLR a réalisé la première simulation de centre de contrôle à distance avec intervention humaine, alors qu'un contrôleur à distance gérait simultanément le trafic sur deux aéroports différents à faible fréquentation. Malgré plusieurs biais, la connaissance de la situation par les contrôleurs était supérieure à la moyenne et leur charge de travail est restée dans la moyenne, ce qui a permis de démontrer la faisabilité opérationnelle pour la première fois.

L'Institut de guidage de vol DLR, le groupe Saab, LVF, Indra et DFS ont été les principaux moteurs du développement de la tour à distance et sont tous représentés dans les projets d'entreprise commune SESAR, SAAB par le biais du North European ATM Industry Group (NATMIG) et LFV NORACON.

Lors de l'ATC Global qui s'est tenu à Amsterdam du 8 au 10 mars 2011, l'entreprise commune SESAR a organisé une cérémonie au cours de laquelle le projet 6.9.3 « Tour virtuelle et à distance » a reçu le prix du « plus avancé en matière de déploiement ». Le prix a été remis par le directeur exécutif de l'entreprise commune SESAR, M. Patrick Ky , et reçu par le chef de projet du projet 6.9.3, M. Göran Lindqvist, NORACON.

En juin 2016, l'autorité irlandaise de l'aviation civile a obtenu un financement de l'entreprise commune SESAR pour la démonstration d'une tour de contrôle à distance. Après avoir validé les opérations en mode unique, le projet a testé plusieurs opérations de tour de contrôle à distance (MRTO) pour fournir des services à Shannon et Cork simultanément. Le centre basé à Dublin a utilisé une technologie conçue par SAAB.

En Écosse, Highlands and Islands Airports Limited (HIAL) prévoyait de déplacer 5 de ses 11 tours ( Inverness , 31 338 mouvements d'avions en 2019 ; Dundee , 43 354 mouvements d'avions ; Sumburgh , 18 056 mouvements d'avions ; Kirkwall , 14 247 mouvements d'avions ; Stornoway , 9 444 mouvements d'avions en 2019) vers un centre de tour éloigné à Inverness. Le projet Combined Surveillance Centre (CSC) d'un montant de 34 millions de livres sterling, était le plus important du Royaume-Uni. Le premier aéroport devait être opérationnel en 2023, le dernier en 2027. Cependant, en raison des protestations du personnel et de la réduction ultérieure du financement, avec près de 10 millions de livres sterling dépensés, le projet a été annulé le 24 août 2022.

Le concept devient également une réalité à Brunswick, où tout a commencé il y a de nombreuses années à l'Institut de guidage de vol du DLR : à partir de la mi-2024, DFS Aviation Services GmbH (DAS) exploitera les services de navigation aérienne des aéroports de Brunswick-Wolfsburg et d'Emden de manière centralisée depuis Brunswick, en utilisant la technologie FREQUENTIS.

Depuis le 21 avril 2015 à minuit, l'aéroport d' Örnsköldsvik/Gideå (OER/ESNO) fonctionne à l'aide de services ATC à distance de Sundsvall/Midlanda (SDL/ESNN). Il s'agit du premier déploiement de production de RVT au monde. Le système a été testé à l'aéroport exécutif de Leesburg à l'été 2015.

En décembre 2019, un nouvel aéroport ( Scandinavian Mountains Airport , SCR/ESKS) a été ouvert en Suède sans aucune tour traditionnelle, étant le premier aéroport avec uniquement une tour virtuelle (exploitée depuis Sundsvall).

Le 1er octobre 2015, la FAA a annoncé que l'aéroport régional du nord du Colorado (FNL/KFNL) (anciennement connu sous le nom d'aéroport municipal de Fort Collins-Loveland) était le premier site de test officiel de tour de contrôle aérien virtuelle approuvé par la FAA aux États-Unis. L'équipement et le système de tour à distance de Searidge Technologies ont été installés à l'aéroport en 2018-2019, les premiers tests et évaluations de la nouvelle technologie virtuelle ayant commencé peu de temps après. Les plans de certification et d'ouverture de la tour à distance en 2023 ont été retardés en raison de la COVID-19.

Afin d'assurer une couverture efficace du personnel et de réduire les coûts d'exploitation de l'aéroport, le fournisseur allemand de navigation aérienne DFS a décidé de transférer toutes les opérations de trafic aérien de Sarrebruck, Erfurt et Dresde vers un centre de contrôle à distance de la tour de contrôle à Leipzig. Le 4 décembre 2018, un avion de ligne régional de Luxair arrivant à l'aéroport de Sarrebruck a été le premier avion autorisé à atterrir à distance depuis le centre de contrôle à distance de la tour de contrôle de la Deutsche Flugsicherung (DFS) à 450 kilomètres (280 miles) à l'est de Leipzig. L'aéroport d'Erfurt a suivi en 2022, l'aéroport de Dresde devrait être opérationnel en 2024. DFS a développé son système de tour de contrôle à distance en collaboration avec l'entreprise technologique autrichienne Frequentis, tandis que les capteurs vidéo et infrarouge proviennent du groupe allemand Rheinmetall Defence Electronics. Le DLR a soutenu la phase de développement et de validation avec une installation de test de prototype à l'aéroport d'Erfurt et des validations de concept via des simulations en temps réel dans son laboratoire de tour de contrôle à distance au DLR, à Brunswick (2012-2016).

Le 13 décembre 2018, la première tour de contrôle à distance du Royaume-Uni a été inaugurée au Digital Air Traffic Control Centre de l'aéroport de Cranfield (EGTC). La technologie a été fournie par SAAB et les contrôleurs aériens étaient situés dans un bâtiment à 400 mètres de l'ancienne tour.

Le 20 octobre 2020, Avinor a ouvert un centre de tour de contrôle à distance situé à Bodø , en Norvège , en tant que solution rentable destinée aux STOLports en Norvège avec peu de trafic. La technologie de la tour à distance devrait être déployée dans un total de 15 aéroports en Norvège d'ici la fin de 2022. Le premier aéroport à être contrôlé à partir de là a été l'aéroport de Vardø (à 750 km) le 7 octobre 2020. En octobre 2022, 8 aéroports étaient contrôlés à distance depuis ce centre, avec un plan retardé d'environ un an.

L'aéroport de London City (LCY/EGLC) est passé au contrôle aérien à distance assuré par NATS depuis son centre de Swanwick au début de 2021.

En Roumanie, l'aéroport international de Brașov-Ghimbav , qui a commencé ses vols le 15 juin 2023, dispose d'un système entièrement à distance, exploité à 400 km (250 mi) de l'aéroport international d'Arad .

En 2014, l'Organisation européenne pour l'équipement de l'aviation civile ( EUROCAE ) a fondé le groupe de travail (WG) 100 « Tour de contrôle à distance et virtuelle ». Le WG-100 a été lancé sous la présidence du Centre aérospatial allemand - DLR et EUROCONTROL dans le rôle de secrétaire. Le WG-100 se compose en outre de contributeurs actifs (fabricants et prestataires de services de navigation aérienne) de plus de 30 entreprises du monde entier et agit en étroite coordination avec l'AESA , l'OACI , SESAR et le plus récent projet SESAR2020 « PJ05 Remote Tower ». Le groupe a été chargé, dans un premier temps, d'élaborer des normes pour les systèmes optiques des tours de contrôle à distance. En septembre 2016, le document ED-240 Minimum Aviation System Performance Specification for Remote Tower Optical Systems a été publié. Ces MASPS sont applicables à toutes les configurations de capteurs optiques (spectre visible et infrarouge) à utiliser pour la mise en œuvre de la fourniture à distance de l'ATS à un aérodrome, englobant toute la chaîne du capteur à l'affichage. Cette norme devrait aider les fournisseurs et les clients à quantifier les performances optimales d'un système opérationnel et à les vérifier de manière standardisée.

Par la suite, les travaux du WG-100 se sont concentrés sur une extension du MASPS précédent (révision A) pour inclure le « suivi visuel » et les technologies automatiques de suivi d'objets par caméra Pan-Tilt-Zoom (PTZ). Le « suivi visuel » est compris comme l'augmentation de l'affichage des objets sur la présentation visuelle en utilisant des informations obtenues uniquement par le traitement d'image de la vidéo à partir des capteurs optiques dans le but d'accroître la perception de la situation par l'opérateur. La fonction de suivi d'objet PTZ fixe la caméra PTZ à une cible en mouvement et la suit et l'affiche automatiquement de manière persistante. Le MASPS ED-240A a été publié le 13 novembre 2018.

En février 2019, l'AESA a publié des documents d'orientation sur les services de trafic aérien des aérodromes éloignés , décrivant le contexte opérationnel, les modes d'exploitation simples et multiples, les considérations relatives au système et à la formation, la gestion du changement et l'impact possible sur les utilisateurs de l'espace aérien. Ces documents comprennent des listes de contrôle pour la mise en œuvre et l'utilisation opérationnelle.

En janvier 2021, la Civil Air Navigation Services Organisation (CANSO) a publié le document d'orientation CANSO pour les tours de contrôle à distance et numériques , contenant des définitions, des informations générales et technologiques, des défis et des avantages, quatre études de cas et des conseils sur le démarrage des opérations de tours de contrôle à distance. Une deuxième édition mise à jour a été publiée en août 2023, comprenant de nouvelles sections sur la « Centralisation des services et des informations », les « Interdépendances des tours de contrôle numériques », la « Gestion du cycle de vie », les « Applications de concepts avancés », la « Gestion et la détection des drones » et de nouvelles études de cas de mise en œuvre.

Le principal avantage du RVT devrait être la rentabilité.

Les économies de coûts proviennent des facteurs suivants :

• Il n’est pas nécessaire de construire et d’entretenir des bâtiments et des installations de tour de contrôle dans les aéroports locaux. Les coûts de construction et d’exploitation d’une tour et d’installations distantes sont bien inférieurs à ceux d’une tour traditionnelle.
• Utilisation plus efficace des ressources humaines (ATCO et AFISO), notamment en desservant plusieurs aéroports à niveaux de trafic moyens à faibles à partir d'un emplacement centralisé.
• Réduction des besoins de mise en place et de maintenance de systèmes ATM locaux dans les aéroports. En utilisant les réseaux de communication de données de l'aéroport local vers le centre de la tour distante, plusieurs systèmes techniques peuvent être centralisés, ce qui permet de réaliser des économies de coûts. Plus de 75 % des aéroports régionaux qui accueillent moins d'un million de passagers par an sont déficitaires. Ces coûts pourraient être partagés, ce qui permettrait d'économiser 1,3 million d'euros par an (dans le cas des aéroports de Shannon et de Cork contrôlés depuis Dublin).

Il existe également un grand potentiel pour mieux desservir, et de manière plus rentable, les vols programmés en dehors des heures d'ouverture principales de l'aéroport, ou pour pouvoir desservir le trafic non programmé (vols d'ambulance et hélicoptères de recherche et de sauvetage) avec un service de trafic aérien pendant la nuit, lorsque les petits aéroports seraient normalement fermés.

Par rapport aux premiers calculs coûts-bénéfices (par exemple par LFV-ROT en 2008), les améliorations technologiques ont rendu le concept encore plus réalisable, par exemple la vidéo a adopté la norme HD et le coût des caméras haute résolution est passé de plus de 10 000 € à moins de 5 000 € vers 2018.

Les aéroports à faible trafic peuvent être contrôlés simultanément (Multiple Remote Tower Operations – MRTO), comme dans le concept de Remote Tower Centre de l'aéroport de Dublin pour fournir des services de trafic aérien à plus de 100 miles de Cork (21 442 mouvements d'avions en 2019) et Shannon (13 151 mouvements en 2019). En 2016, le nombre total de mouvements était de 50 242. Par rapport à une tour traditionnelle, le MRTO pour Shannon et Cork en Irlande devait permettre d'économiser le salaire de quatre agents de contrôle aérien (ATCO) (400 000 £/an) et de réduire les coûts de maintenance et de construction (économie de 800 000 £/an).

Français Les économies exprimées en termes de salaires des contrôleurs suscitent des inquiétudes en matière de licenciements. En Écosse, le personnel du trafic aérien de HIAL dans 4 aéroports concernés devait déménager des îles vers le nouveau centre éloigné d' Inverness , mais seulement 11 % (6 sur 54 réponses à l'enquête reçues) ou 7 % (6 sur 90 réponses attendues) des employés souhaitaient prendre un emploi dans le nouveau centre, certains d'entre eux envisageant de se déplacer quotidiennement au lieu de déménager. Le syndicat Prospect représentant les contrôleurs aériens au Royaume-Uni a estimé que les plans auraient des « impacts négatifs très importants » sur l'économie locale si les plans de centralisation se poursuivent, avec 48 employés risquant d'être licenciés (2,2 millions de livres sterling de salaires annuels bruts) à « des frais très importants pour le contribuable » (9,9 millions de livres sterling dépensés jusqu'en août 2022 ). Le 24 août 2022, HIAL a décidé de fermer le projet en raison d'une réduction significative du financement gouvernemental.

La Fédération internationale des associations de contrôleurs aériens (IFATCA) critique le mode de fonctionnement simultané multiple en raison des limites des essais : tous les scénarios simulés sont des échantillons sélectionnés de la réalité avec des angles morts possibles et présentent des résultats incohérents. L'étude de la charge de travail est également manquante et les économies pour les aérodromes et les compagnies aériennes sont incertaines.

En 2020, l'European Cockpit Association (ECA) n'a pas soutenu les modes d'exploitation multiples pour des raisons similaires, invoquant la nécessité de mener davantage de recherches « sur les facteurs humains, les implications opérationnelles et techniques et les mesures d'atténuation adéquates ». Étant donné que très peu de contrôleurs aériens détenaient des qualifications pour plus d'une tour, l'impact du changement d'aéroport, de procédures et de conditions météorologiques au cours d'une période de travail sur la connaissance de la situation n'avait pas été suffisamment étudié, et des changements aussi fréquents pourraient entraîner des erreurs et diminuer la sécurité des opérations.

Certains pourraient s'accorder à dire qu'il existe de fortes similitudes entre le concept de RVT et les critères d' innovations disruptives définis par Clayton Christensen et Michael Raynor dans leur livre « Innovators Solution ». Un examen plus approfondi de la technologie et de son utilisation pratique indiquerait qu'elle est plus justement classée dans la catégorie des innovations durables, marquant une évolution dans le contrôle des aérodromes en remplaçant l'observation visuelle par un système de surveillance.