La qualité de navigation requise révolutionne l approche aux instruments

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1 Juillet-août 2010 Tourner les coins ronds La qualité de navigation requise révolutionne l approche aux instruments Rédigé par James Marasa Le milieu de l aviation a tendance à montrer des signes d excitation à chaque nouveau progrès technologique. Il y a parfois des améliorations qui se présentent de telle façon que nous avons littéralement l impression d avoir un aperçu de l avenir. Les nouvelles technologies en aviation sont souvent évaluées d après le nombre de vies qui peuvent être sauvées. Pourtant, en raison de l incidence de plus en plus importante de l être humain sur les changements climatiques, une mesure écologique, notamment un accroissement du rendement du carburant, ne pourrait pas mieux tomber. Une image tridimensionnelle de l approche de RNP de la piste 25 d Abbotsford illustre comment le PBN ouvre de nouvelles routes au sein d environnements pourvus d obstacles. ILLUSTRATION : NAV CANADA. Aucun type d incident n est plus inquiétant et plus porteur de conséquen ces qu un impact sans perte de contrôle (CFIT). Durant une procédure d approche aux instruments, un aéronef qui n a pas de méthode de guidage vertical pour déterminer une hauteur de décision s expose à un risque cinq fois plus grand de collision avec la Terre que si une approche de décision est utilisée comme un système d atterrissage aux instruments (ILS). En raison de ces données significatives, l OACI demande que les états établissent des procédures d approche verticale pour toutes les extrémités de pistes avec approches aux instruments d ici L équipement ILS est dispendieux, cela n est un secret pour personne. Par conséquent, plutôt que

2 de se fier à l équipement terrestre, certains opérateurs ont trouvé une application unique pour une forme avancée de navigation GPS connue sous le nom de qualité de navigation requise (RNP). Cette méthode révolutionnera la façon dont les approches aux instruments sont conçues et réalisées et plus particulièrement dans les zones de relief accidenté. Pour l entreprise WestJet dont le siège social se trouve à Calgary, l utilisation intensive de la RNP est devenue une possibilité réaliste lors du lancement de la nouvelle génération de Boeing 737 en «La principale raison de la mise en œuvre de la RNP est la sécurité» d affirmer le capitaine David Deere du siège social de WestJet. Après avoir été pilote de CF-18 durant la guerre du Golfe et avoir été membre des Snowbirds de 1994 à 1995, le plus récent défi de Deere consiste à diriger l intégration de la RNP aux opérations de vol à titre de directeur de projet pour le programme de la RNP de WestJet. «La RNP était totalement nouvelle en 2001 personne ne connaissait cette approche,» d affirmer M. Deere. «Nous connaissions la capacité de la RNP avec les Boeing 737NG, mais nous n avions pas compris toutes ces répercussions.» Le capitaine David Deere, directeur de projet de la RNP de WestJet, présente la nouvelle approche de RNP pour la piste 25 d Abbotsford. PHOTO : Edward Lee. Selon M. Deere, WestJet a d abord été intéressée par la RNP dans le but d éliminer les approches indirectes et les approches de non-précision à paliers de descente multiples «pique et pointe» et de réduire les déroutements qui sont très dispendieux. Cependant, après avoir examiné à fond les capacités uniques de la RNP, M. Deere a reconnu que le résultat final surpassait toutes les attentes. Bien que la navigation de surface (RNAV) et le système GPS soient des instruments modernes essentiels aux opérations quotidiennes des transporteurs aériens commerciaux, leur application a été généralement limitée à des routes en ligne droite entre divers points de cheminement, ce qui est parfaitement adapté à la navigation en route, mais offre une souplesse limitée. C est la raison pour laquelle les procédures d approche aux instruments sont aussi rigoureuses et qu il y a des virages équarris à partir de l étape de base jusqu à l étape finale. Puisqu aucun aéronef ne peut effectuer un changement de cap à 90 degrés au-dessus du sol, ces points de cheminement anticipés ne sont qu un guide puisque la trajectoire réelle de l aéronef ne correspond pas aux angles perpendiculaires des trajectoires indiquées sur la carte d approche. La RNP offrait la possibilité de tout changer. Il y a quatre ans, lorsque M. Deere a pris les commandes du programme de RNP de WestJet, il a commencé à examiner comment la capacité de navigation fondée sur les performances (PBN) des nouveaux 737 pourrait permettre à WestJet de réduire la durée de ses vols ainsi que la distance parcourue selon les procédures en cours. La navigation fondée sur les performances permet à un aéronef de naviguer de façon précise en suivant des surfaces linéaires flexibles plutôt que des points de cheminement, comme c est le cas d un système GPS standard. Les procédures de départ et d approche aux instruments peuvent donc être conçues de façon à littéralement «contourner» le relief et les obstacles. Avec une tolérance de position latérale de seulement 0,1 mille marin, cette technologie a permis de créer de nouvelles routes et d améliorer le service de WestJet aux aéroports situés en régions montagneuses comme Kelowna et Abbotsford.

3 Une série de virages à rayon constant vers l approche finale dans le poste de pilotage d un simulateur de Boeing 737NG de WestJet. PHOTO : Edward Lee. Le développement du concept de PBN a incité des concepteurs d approche comme GE Naverus une entreprise de Seattle qui a travaillé en étroite collaboration avec WestJet sur le programme de la RNP à voir au-delà des avantages pour la sécurité de la PBN et à examiner des moyens de réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre (GES) en améliorant l efficacité des aéronefs. Cette innovation est à l origine de l approche à «transition courte» une procédure intégrée à l approche RNP/RNAV où l aéronef peut négocier la trajectoire d approche finale en exécutant un virage à rayon constant alors qu il approche de l aéroport pour passer du vent arrière à l étape de base. Communément appelées «Short Gate» par les pilotes et les contrôleurs, ces transitions en arc de cercle vers l approche finale comprennent 50 des 80 approches de RNP de WestJet. Les Opérations de vol de WestJet estiment que les approches de RNP à Kelowna et à Abbotsford ont permis d économiser respectivement et litres de carburant par année à ces aéroports. Cela se traduit par une réduction de 677 et 728 tonnes métriques d émissions de GES. Lorsque les conditions météorologiques IFR ne permettent pas l exécution d une approche de précision, les avantages d une approche RNP sont immédiatement apparents. De plus, en collaboration avec NAV CANADA et GE Naverus, WestJet a choisi de mettre en œuvre des approches RNP dans les aéroports déjà desservis par un ILS. Deere cite plusieurs raisons pour cette redondance apparente, en particulier le fait qu un ILS est souvent touché par une interférence de signaux et qu il n est pas toujours opérationnel en raison de l entretien périodique ou d une panne. La RNP constitue une excellente solution de rechange dans ces situations puisqu elle offre une autonomie à l aéronef sur le plan de la capacité de navigation. Puisque la RNP ne repose pas sur la réception des signaux ou sur la fonctionnalité des NAVAID au sol, elle est avantageuse pour les exploitants d aéroport de petite taille du réseau de routes de WestJet puisqu elle leur évite d investir dans une infrastructure de navigation dispendieuse comme de l équipement ILS. «Nous emmenons la technologie avec nous», d affirmer M. Deere. En conditions météorologiques VFR, de nombreux pilotes abandonnent volontairement la procédure aux instruments au profit d une approche visuelle moins contraignante une fois que la piste est en vue. Pourtant, les pilotes de WestJet commencent à apprécier l efficacité supérieure qu offre l approche «Short Gate» par rapport à l approche visuelle. Après avoir suivi les profils de descente des approches visuelles de WestJet à Prince George, M. Deere a présenté une diapositive illustrant la représentation graphique de chaque trajectoire de vol. La réduction de la consommation de carburant dépend de la présence ou non des segments de vol en palier. La consommation de carburant d un Boeing 737NG, avec un train d atterrissage déployé et des volets rétractés, est 3,5 fois plus élevée durant un vol en palier que durant un profil de descente continue comme dans une approche RNP. «De nombreux pilotes pensent qu ils peuvent adopter des profils visuels plus efficaces en se fiant à eux-mêmes plutôt qu à l ordinateur» d affirmer M. Deere, «mais après une analyse approfondie des données FDM, il s avère que les nombreux segments de vol à palier s additionnent sur le plan de la consommation de carburant.» En devenant le leader de la RNP, on pourrait présumer que WestJet souhaite préserver l exclusivité de cette technologie pour avoir un avantage concurrentiel. Certains pourraient être surpris d apprendre qu en février dernier, WestJet a donné une présentation complète sur son programme de RNP à Air Canada. «L ensemble de l industrie canadienne est intéressé par le développement de la PBN,» d affirmer

4 M. Deere. «Cette technologie sera plus rentable si toutes les entreprises empruntent cette voie.» Du point de vue de la gestion de la circulation aérienne, l intégration des procédures de la RNP aux approches conventionnelles peut se révéler problématique. L utilisation des approches «Short Gate» par WestJet au centre de Calgary est actuellement de 30 % seulement une proportion que M. Deere aimerait voir augmenter considérablement. WestJet doit encore mettre en place les approches «Short Gate» à Montréal, Toronto ou Vancouver, puisqu il est prévu que l intégration de routes compagnie personnalisées à un espace aérien déjà complexe et congestionné sera problématique. Cependant, M. Deere estime que si davantage d exploitants aériens utilisaient la RNP, il y aurait plus de ressources allouées au développement de la RNP, ce qui permettrait à WestJet d utiliser davantage les procédures de réduction des coûts. En effet, dans le document PBN Concept of Operations publié en novembre dernier, NAV CANADA a indiqué que la transition vers la RNP serait effectuée selon les besoins des clients et le niveau d avionique. Fait intéressant, NAV CANADA affirme que le mandat du contrôle de la circulation aérienne qui reposait sur le principe du «premier arrivé, premier servi» serait modifié pour permettre aux utilisateurs de la technologie RNP de bénéficier d un retour sur investissement rapide. NAV CANADA soutient la mise en œuvre des procédures de RNP et de RNAV au Canada par l entremise d un groupe de travail du Comité consultatif sur l exploitation du transport aérien (CCETA) composé d exploitants aériens et du personnel de NAV CANADA. Par ailleurs, WestJet ouvre la voie à la RNP par des approches novatrices comme la procédure publiée récemment pour la piste 25 d Abbotsford. Avant que WestJet ne soit exempté des critères de conception relatifs à l approche du RAC, il était impossible de concevoir une approche aux instruments pour la piste 25 en raison du relief et de l espace aérien de classe F environnant. Puisque WestJet approche presque toujours Abbotsford à partir de l est, un vent dominant de l ouest signifiait que l aéronef devait habituellement prolonger vent arrière pour configurer l ILS pour la piste 07, seulement pour effectuer un arc de cercle pour retourner à la piste 25. Avec la RNP, une procédure novatrice a été conçue pour la piste 25 qui consiste à franchir le relief ainsi que l espace aérien de classe F, ce qui permet une approche directe. Le résultat : une réduction de 48 milles de la distance à parcourir ainsi que des économies de 560 litres de carburant et près de 1,5 tonne métrique d émissions de GES. Collectivement, la distance à parcourir a été réduite de plus de milles par année en raison des opérations de la RNP. Dans l ensemble, WestJet estime que les gains d efficacité attribuables directement au programme de RNP entraîneront une réduction des émissions de GES de tonnes de CO2 en «Donnez-nous une bonne raison de ne pas choisir cette voie,» d affirmer M. Deere. Bien qu il reste à déterminer avec précision la forme que prendront les approches de RNP publiques, il n y a aucun doute que nous verrons de plus en plus de virages à rayon constant vers l approche finale à mesure que les exploitants aériens moderniseront leur avionique. Parfois, la plus courte distance entre un aéronef et une piste n est pas une série de lignes droites. Lors d un retentissant vote de confiance, NAV CANADA a été choisi comme récipiendaire du prix Eagle de l année dans la catégorie du meilleur fournisseur de services de navigation aérienne par l Association du transport aérien international (IATA). John Crichton, président et chef de la direction, a accepté le prix au nom de tous les employés de NAV CANADA dans le cadre de l assemblée générale annuelle de l IATA tenue à Berlin le 7 juin. Veuillez visiter le site et cliquer sur les exclusivités Web pour lire un article de NAV CANADA intitulé «A Safer Approach: Pursuit of flight efficiency pays green dividend for air navigation system customers». Cet article porte sur les approches novatrices que NAV CANADA a utilisées pour aider ses clients à réduire leur consommation de carburant.

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