Hakan Lans

Alignement de la précision du point de mire sur la position dans le ciel

Lorsque vous observez le ciel, vous pouvez voir un espace ouvert et infini. Toutefois, le ciel au-dessus des aéroports modernes est souvent aussi encombré qu'une autoroute urbaine.

En sa qualité de pilote amateur passionné d'avion multimoteur, Hakan Lans ne connaît que trop bien le problème du contrôle de la circulation aérienne. Ainsi, lorsqu'il lit pour la première fois un article sur le système mondial de localisation (GPS) américain en 1981, Lans envisage aussitôt une éventuelle extrapolation le menant à la conviction que les informations pouvant être transmises par le GPS à un aéronef - à savoir sa position tridimensionnelle exacte - devraient être partagées avec d'autres pilotes dans le ciel.

Lans en conclut alors que si la transmission pouvait se répéter chaque seconde et les informations être affichées sur un écran à l'intérieur du cockpit, les pilotes pourraient connaître non seulement les positions de leur propre appareil et des appareils évoluant autour d'eux, mais également les indicatifs d'appel, les itinéraires prévus et les vitesses de déplacement d'autres objets. Le contrôle de la circulation aérienne aurait bien évidemment la même configuration, ce qui permettrait aux pilotes de diriger leur appareil avec un point de mire de grande précision dans l'espace aérien mondial fort encombré.

Lans s'est alors aperçu qu'il suffisait de disposer d'un simple appareil capable de diffuser les informations de façon permanente entre les différents récepteurs. Il a ainsi entamé immédiatement ses travaux sur ce qui en définitive aboutirait à la liaison de données en mode STDMA - c'est-à-dire sa grande invention.

Une précision supérieure à celle du radar

La réussite avérée de la liaison STDMA a été précédée effectivement d'une expérience pratique, d'un travail acharné et d'investissement financier important. Lans cumule une expérience en recherche scientifique riche de près de quatre décennies, acquise dans le cadre de fonctions exercées auprès de l'Institut suédois de la défense et à l'Université de Stockholm. Il a par ailleurs consacré 15 ans de sa vie et investi environ 25 millions de dollars EU en capital de risque, pour le développement, l'essai pratique et la description de la liaison de données en mode STDMA, et ce, avant la publication du brevet en 1997.

Cette liaison, exploitant le système GPS, fait aujourd'hui partie intégrante de deux normes mondiales applicables à la gestion de la sûreté de la circulation aérienne. La VDL Mode 4 pour la circulation aérienne, normalisée au niveau mondial par l'Aviation Civile Internationale ; et le système AIS qui constitue une norme mondiale obligatoire pour la circulation maritime. Ces systèmes représentent, en termes de précision et de fiabilité, un progrès considérable par rapport au radar, utilisé traditionnellement par le contrôle de la circulation maritime et aérienne.

Le radar, outre le fait d'une installation coûteuse, a une précision limitée : Lorsque deux aéronefs se rapprochent dangereusement l'un de l'autre, leurs signaux peuvent s'annuler. Cela signifie que les aéroports doivent s'assurer d'un large échelonnement de la circulation aérienne, ce qui ralentit naturellement la fréquence de décollage des aéronefs et provoque des retards qui coûtent chaque année des milliards d'Euros. On estime que ces coûts, pour la seule Europe, sont compris entre 4 et 6 milliards d'Euros par an.

Par opposition, la liaison de données en mode STDMA représente un grand progrès, la précision en constituant la caractéristique la plus importante. Les satellites ont une précision de mesure de la position comprise entre 0,5 et 10 mètres, avec laquelle le radar ne peut simplement pas rivaliser.

La précision n'est toutefois pas le seul avantage du système mis au point par Lans, par rapport au radar. Alors que le radar indique la position d'un avion avec 10 secondes de retard, le système par satellite, qui est bien moins coûteux, est capable d'indiquer non seulement la position actuelle de l'avion, mais également sa position future dans le ciel. La liaison de données en mode STDMA mise au point par Lans est capable de gérer jusqu'à 9000 entités mobiles contrôlées par un système appliqué à la circulation aérienne, ce qui représente plus de cinq fois la capacité de gestion de tout autre système. Cette caractéristique contribue également à adapter la liaison de données en mode STDMA à une circulation aérienne de plus en plus intense dans les prochaines années.

Autre caractéristique de ce système : tous les pilotes pouvant observer leur position ainsi que celle des autres avions, peuvent ainsi réagir rapidement et de manière autonome dans le cas d'une collision aérienne imminente. En d'autres termes, les pilotes ne volent plus sans visibilité, ou il ne leur est plus nécessaire de se fier aux messages radio émis par le contrôle de la circulation aérienne.

Une invention remarquable pour la circulation aérienne et maritime

Les experts considèrent la liaison de données comme l'une des inventions les plus importantes jamais créées pour l'industrie du transport maritime et aérien, son application à tous les aéronefs n'étant plus qu'une question de temps.

La Commission européenne a consacré quelque 200 millions d'Euros à la promotion du système, et les principales entreprises de transport aérien et autres compagnies aériennes - telles que Lufthansa, Alitalia et SAS - ont testé la liaison en mode STDMA sur plus de 150 000 heures de vol. La Russie, dont le système radar est plutôt dépassé, a choisi d'adopter entièrement le système fondé sur la liaison de données inventée par Lans.

Lorsque le système AIS, qui utilise la liaison de données en mode STDMA, est appliqué à la circulation maritime, il a déjà acquis le statut de norme mondiale obligatoire. Le département de la sécurité intérieure des Etats-Unis, en raison des menaces terroristes latentes, a contraint tous les gros navires qui entrent dans les ports des Etats-Unis à utiliser le système de transmission AIS. Cette disposition permet aux autorités portuaires de connaître à tout moment la cargaison, la position, la destination et la vitesse d'un navire.

Inventeur infatigable, Lans travaille déjà sur un nouveau projet, mais fait toutefois profil bas lorsqu'il parle des détails de ses intentions - pour le moment tout au moins. La question est de savoir si nous devrions diriger notre regard vers le ciel pour y déceler tout indice susceptible de révéler la nature de sa prochaine découverte éventuelle.

Mode de fonctionnement

Les deux principaux systèmes de positionnement qui utilisent la liaison de données en mode STDMA sont fondés sur le même principe : La position des satellites GNSS (GPS, GLONAAS, Galileo) par rapport à l'axe de la terre étant identifiée à tout moment, la position tridimensionnelle exacte (latitude, longitude et altitude) d'un objet mobile, tel qu'un avion, peut ainsi être calculée à l'aide de quatre satellites GPS et d'une simple règle trigonométrique. Ces informations sont ensuite transmises à tous les intervenants du système de contrôle de la circulation - principalement les avions et le contrôle de la circulation aérienne - qui utilisent les ondes radio, les récepteurs GNSS et le brevet de liaison STDMA de Lans.

La vitesse formidablement élevée à laquelle les appareils peuvent voler contraint à une nouvelle transmission fréquente des messages avec les mêmes radiofréquences pour l'échange d'informations. La liaison de données en mode STDMA, en d'autres termes un algorithme informatique, résout ce type de problème en assurant la synchronisation des transmissions très courtes (appelées rafales) à partir de plusieurs stations, de sorte que ne soit transmis, à tout moment particulier, qu'un seul des objets. L'algorithme est auto-organisateur, ce qui signifie qu'aucune fonction de contrôle n'est nécessaire. Les informations détaillées des objets mobiles - telles que l'indicatif d'appel, l'altitude, la route à suivre et la vitesse sol de l'avion - sont ainsi re-transmises à intervalles réguliers jusqu'à chaque fraction de seconde.

Chaque intervenant du système accède en temps réel aux mêmes données par le biais d'affichages graphiques similaires, ce qui améliore ainsi considérablement la connaissance de la situation et renforce la flexibilité en permettant aux pilotes de déterminer effectivement et à tout moment leur position par rapport aux autres appareils et au sol.