Retards aériens, la notion de capacité expliquée

Au delà de quelques mouvements de grèves, de nombreux pilotes semblent manifester un certain agacement à voir les délais (et donc retards) qu’ils subissent. Chaque retard nuit d’une part à la ponctualité globale des compagnies mais aussi au bon fonctionnement du système de « hub » et donc des correspondances. Ces délais s’expliquent en partie par un problème de capacité mais que recouvre cette notion ?

Une première approche de capacité, l’ancienne !

Une petite « définition »

Il n’y a pas encore si longtemps, nous utilisions la notion de capacité qui correspondait, dans les centres en-route, à un nombre maximal d’avions par heure pour un volume d’espace donné. Le volume en question correspond à un secteur nominal ou un regroupement de secteurs.

Cette capacité a été déterminée de manière empirique par des groupes de travail dans lesquels s’impliquaient des contrôleurs. Régulièrement, quand le besoin s’en faisait sentir, la valeur pouvait être réévaluée et donc réduite ou augmentée selon les besoins et l’expérience récente (incidents, difficultés remontées par les contrôleurs, etc.).

Chaque secteur nominal [1] dispose d’une capacité propre ainsi que chaque regroupement exploitable ce qui représente un nombre non négligeable de combinaisons possibles. A titre d’exemple, à cette date, dans la FIR/UIR Marseille, ce sont 48 secteurs nominaux répartis entre deux zones de qualification[2].

Cette capture montre une situation ou la capacité limitée du contrôle engendre de nombreux retards. Les pires sont indiqués en rouge.

Cette capture montre une situation ou la capacité limitée du contrôle engendre de nombreux retards. Les pires sont indiqués en rouge.

Comment exploiter cette capacité ?

Globalement, les compagnies aériennes tout comme les vols privés doivent déposer un plan de vol avec un certain préavis. Ces plans de vols alimentent des logiciels qui permettent d’avoir une vision statistique des avions qui vont traverser les différents espaces aériens. Naturellement,  comme toute statistique, ces courbes appelées parfois courbes de charges sont fausses puisqu’il suffit d’un problème technique sur un avion, d’un équipage en retard ou d’un passager qui n’entend pas les appels répétés à se présenter à la porte d’embarquement pour que les données du plan de vol soient fausses (l’heure de décollage au minimum)[3]!

Afin d’y remédier plusieurs « courbes » sont tracées pour tenter d’affiner. Dans le système utilisé il y a encore une dizaine d’années, il y en avait deux: une première « incertaine » et une autre dite « certaine » . La première découlait d’un calcul assez grossier comme indiqué plus haut mais la deuxième intégrait d’autres données comme l’heure réelle de décollage.

A l’aide de ces courbes, il est possible d’analyser la demande et de voir si elle peut être satisfaite. Ainsi si nous supposons que le secteur W (divisible en 3 secteurs nominaux si nécessaire W1, W2, W3) dispose d’une capacité de 40 avions à l’heure, il suffit de s’assurer que cette valeur ne soit pas franchie. En cas d’excès, il faut alors analyser chaque sous bloc pour s’assurer qu’en dégroupant [4], par exemple, en deux secteurs W1 et W2+W3, le trafic est compatible avec la capacité respectivement de W1 et W23.

Il est assez facile de deviner que le challenge consiste à ouvrir tous les secteurs nécessaires et cela nous amène à considérer deux obstacles:

  1. Un trafic qui dépasse la capacité d’un secteur nominal comme W1 dans l’exemple évoqué un peu plus haut,
  2. Un trafic trop élevé sur un regroupement de secteurs (W23 dans mon exemple précédent) mais où le centre ne dispose pas du personnel suffisant pour le dégrouper.

Dans les deux cas, il va falloir limiter le trafic pour éviter le risque d’incident voire d’accident sur un secteur ce qui porte le nom de régulation!

Les régulations, comment ça marche ?

Il existe un organisme européen géré par Eurocontrol, le Network Manager/CFMU qui va centraliser les problèmes de capacité en Europe (au sens large) et prendre les mesures de régulations. Ces régulations consistent à imposer à certains vols un décollage retardé par rapport à l’heure initialement prévue. En décalant certains décollages, les vols ne sont plus comptés dans la même heure et peuvent passer en toute sécurité. Si d’aventure, la saturation dure et que les délais deviennent très importants (il peuvent dépasser plusieurs heures dans certains cas), la compagnie peut redéposer un plan de vol en évitant le secteur problématique quitte à ce que le vol soit plus long et donc moins rentable. Dans le cas de problèmes récurrents sur certains secteurs très demandés, le Network Manager, en collaboration avec les différents prestataires de contrôle aérien en Europe, peut mettre en place des itinéraires de délestage (dont le principe est semblable à ce qui existe dans le routier) qui sont souvent moins intéressants que la route initiale mais qui permettent de garder un certaine ponctualité.

D’une manière générale, les délais sont comptabilisés et servent à évaluer l’efficacité du réseau, des prestataires, etc. Cette évaluation nécessite du coup d’optimiser au maximum la configuration des secteurs de son centre. Dans mon exemple, j’évoquais le secteur W qui est très handicapant. Pourquoi ? Dès qu’il est régulé, il génère beaucoup de retards… D’autres en génèrent moins et donc, le choix qui sera fait sera de prévoir d’ouvrir les trois secteurs nominaux que sont W1,W2, et W3 plutôt qu’un autre secteur car, à la fin, la quantité de délais (et donc de retards) sera moindre. Attention, ce choix ne fera pas que des heureux car l’autre secteur qui sera régulé peut tout à fait impacter fortement une compagnie ou une destination particulière mais, globalement, le système y aura gagné avec cette optimisation.

Bien sur la capacité peut être réduite en « temps réel » (on dit « en tactique » dans notre jargon) suivant certaines circonstances : certaines normales (activités militaires), d’autres courantes (orages, turbulences) et enfin, certaines exceptionnelles (pannes).

Ce tableau de PRU permet de voir les retards et leurs causes. Un graphe répertorie cela année après année tandis qu'un autre présente les résultats sur l'année glissante.

Ce tableau de PRU permet de voir les retards et leurs causes. Un graphe répertorie cela année après année tandis qu’un autre présente les résultats sur l’année glissante.

La deuxième approche, l’actuelle !

Si l’immense majorité de ce qui est décrit plus haut reste valide, la capacité a évolué il y a une dizaine d’année. Concrètement même, nous pourrions dire qu’elle n’existe plus mais nous utilisons malgré tout la même expression.

Pourquoi changer ?

Globalement, le système ne marchait pas si mal mais il y avait déjà quelques limites à cette capacité horaire: si je caricature toujours sur mon exemple précédent du secteur W, sa capacité à 40 avions/heure pouvait donner un pic de 40 avions sur 10/15 minutes (le temps nécessaire pour traverser ce secteur) et 0 sur le reste de l’heure. Au delà de cette exagération, il y avait un constat relativement partagé sur le fait qu’un secteur pouvait sembler tranquille juste parce le trafic se concentrait sur une courte période et le phénomène était amplifié lorsqu’une régulation était décidée.

Comment optimiser ?

Finalement, nous sommes plutôt confronté au problème de gérer une charge forte ponctuelle ou une charge moyenne qui dure. Ainsi, une quinzaine d’avions sur W constitue une charge largement gérable en situation normale et 25 avions, une charge forte gérable ponctuellement. Un calcul grossier avec 15 avions en permanence dans un secteur qu’il faut 10 minutes pour traverser permet de se rendre compte qu’il est possible de passer beaucoup plus d’avions que la capacité de 40 citée en exemple.

En abandonnant la capacité !

La capacité horaire a été « abandonnée » au profit du suivi d’un indicateur de charge instantané. Pour ne pas se faire piéger, il a fallu définir une série de valeurs de référence toujours de manière empirique:

  • une valeur de surveillance pour alerter dès que le trafic atteint ce seuil : la MV ou Monitoring Value,
  • Une valeur indiquant la charge de trafic maximale admissible si elle dure : le Sustain Value,
  • Une valeur indiquant la charge de trafic ponctuelle maximale: la Peak Value.

Avec ces indicateurs, la capacité globale du système a augmenté tout en restant maitrisée. Par contre l’organisation du travail n’est pas conçue pour gérer un flux chargé continu de trafic mais c’est une autre histoire.

Le pas de 20 (mn!)
L’utilisation de la courbe de charge présente pas mal de problème et les contrôleurs opérationnels expriment souvent des réserves quant aux tendances indiquées. Il n’est pas rare qu’elles évoluent très rapidement. Pour corroborer la tendance, le « pas de 20 » peut être une bonne méthode. Il s’agit d’une version par pas de 20 minutes de la courbe de charge. Passer à un maillage moins fin présente finalement l’intérêt de limiter les fluctuations et d’obtenir une tendance un peu plus fiable. Comme toujours en contrôle aérien, c’est la multiplication des informations qui permet une prise de décision adaptée.

Régulations et limitations…

Le principe des régulations n’a pas changé même si, la notion de charge instantanée peut être très fluctuante et donc de « nouveaux » outils ont été « inventés » : demander, en temps réel, à un avion de voler à une altitude ou une route différente de celle planifiée pour éviter un secteur problématique par exemple…

Et pour en finir avec la capacité…

La capacité d’un secteur dépend de nombreux facteurs:

  • de la complexité des flux de trafic qui s’y croisent,
  • du nombre physique de positions de contrôle disponibles,
  • du nombre de contrôleurs disponibles,
  • des conditions météorologiques,
  • des moyens techniques (état ou évolutions)…

D’une manière générale, après quelques années de crise, le trafic est reparti à la hausse dans un contexte où les effectifs ont largement baissé en Europe expliquant partiellement le problème de capacité offerte et les retards croissants depuis le début de l’année. Certains rétorqueront, parfois à raison, productivité ! Mais si la productivité française est souvent montrée du doigt, celle de l’Allemagne moins et force est de constater que le centre de Karlsruhe (EDUU) régule fortement ces derniers temps…

Pour compléter

Sinon, le NOP Portal d’Eurocontrol reste un must pour voir la situation actuelle ou à venir en matière de délais, retards, capacité, pannes…

Si les délais/retards vous intéressent, cette page sur la performance des prestataires de services de la navigation aérienne est faite pour vous.

  1. [1]Un secteur nominal est un secteur qui ne peut plus être découpé, une sorte de secteur élémentaire… Dans l’article traitant de la notion de secteur, j’évoque le secteur W. En fait ce secteur est un regroupement de 3 secteurs : W1, W2, W3 qui sont des secteurs nominaux
  2. [2]Un contrôleur aérien qualifié à Aix (Marseille Radar), ne peut travailler que sur une des deux zones.
  3. [3]Dans les faits, un avion en retard voudra voler souvent plus bas pour aller plus vite. Si les opérations de la compagnies ne font pas leur travail en signalant ces changements, plusieurs paramètres du plan de vol seront faux.
  4. [4] Dégrouper signifie séparer des secteurs ce qui peut être fait jusqu’à atteindre des secteurs nominaux.

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