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Reportages

Y a-t-il un pilote dans l'avion?

Par Solène Jonveaux - 16/11/2017
Dans quelques mois, Boeing testera la performance d’avions entièrement automatisés et pourvus d’une intelligence artificielle pour, à terme, remplacer les pilotes. Les vols commerciaux seront-ils bientôt opérés par des robots?

En 2025, Boeing devrait commercialiser des avions de ligne autonomes; entendez par là, sans pilotes humains. C’est du moins ce que le constructeur a annoncé lors du Salon aéronautique du Bourget, en France, en juin dernier. Les essais en simulateurs ont commencé cette année et des tests sur des avions de fret comme ceux qu’utilise FedEx seront menés dès 2018. Pour remporter son pari, Boeing a d’ailleurs amorcé une série d’acquisitions stratégiques, dont celle d’Aurora Flight Sciences début octobre. Cette entreprise d’aéronautique américaine se spécialise dans le développement des drones et des appareils volants autonomes; elle a déjà construit et fait voler 30 appareils de ce type, civils et militaires. Il y a à peine deux ans, elle a lancé un petit avion de quatre places, le Centaur, piloté depuis le sol avec un ordinateur portable.

L’annonce de Boeing marque un véritable tournant. Jusqu’ici, les entreprises aéronautiques et les start-ups se contentaient de viser l’autonomie à court terme pour de petits véhicules, à mi-chemin entre les drones et les hélicoptères, pouvant servir de taxis volants ou de jets privés. L’entreprise chinoise Ehang a ainsi fait voler (à vide) son premier taxi autonome au-dessus de Dubaï l’été dernier.



Au total, une douzaine de start-ups (dont deux financées par le cofondateur de Google, Larry Page) travailleraient sur ce genre de concept. C’est aussi la stratégie du constructeur européen Airbus qui développe Vahana, une sorte de voiture volante sans pilote dont le prototype décollera pour la première fois fin 2017. Parallèlement, l’avionneur s’entraîne à faire voler de petits drones autonomes propulsés avec des réacteurs. Mission réussie en juillet dernier : le drone Sagitta a plané pendant sept minutes et a atterri avec succès en Afrique du Sud.

Pourquoi l’automatisation des vols suscite-t-elle autant d’intérêt ? Parce que l’industrie de l’aviation craint qu’il n’y ait pas assez de pilotes pour répondre aux besoins des passagers dont le nombre pourrait doubler d’ici 2035, selon l’Association du transport aérien international (IATA). C’est du moins l’une des motivations avancées par Boeing pour justifier son projet. Une étude publiée en août par la banque suisse UBS indique aussi que les vols sans pilotes présenteraient un intérêt financier pour l’industrie qui épargnerait jusqu’à 35 milliards de dollars US par an. Sur cette somme, 26 milliards de dollars US seraient économisés sur les salaires des pilotes, 3 milliards sur le coût des assurances et de la formation, et 1 milliard en carburant, entre autres.


Vahana (Airbus)

Techniquement, est-ce possible ?

Il faut savoir que, actuellement, pour les vols de plus de deux heures et demie, au moins 95 % du trajet est déjà automatisé. Une étude récente menée auprès de pilotes d’Airbus et de Boeing a démontré que ceux-ci ne passent en fait que quelques minutes (de trois à sept) à piloter manuellement l’avion au cours d’un vol commercial classique.

Le reste du temps, c’est l’autopilote qui est aux commandes. Cet ordinateur suit à la lettre le plan de vol (l’altitude, la vitesse, le cap à suivre) programmé par le pilote avant le trajet. Une série de capteurs sur l’appareil enregistrent en permanence la vitesse, l’altitude, l’inclinaison et ajuste les commandes en conséquence pour maintenir les consignes de vol.

Si certains autopilotes peuvent être enclenchés jusqu’à l’atterrissage, le décollage reste encore à la charge des pilotes, car il nécessite une grande réactivité en cas de problème.


Bras robotique développé par Aurora Flight Science

Est-ce que ce serait vraiment plus sécuritaire ?

Il n’y a qu’à penser à la terrible histoire du pilote suicidaire de Germanwings qui, en 2015, a précipité un avion et ses 150 passagers sur une montagne des Alpes pour se rendre à l’évidence : le pilote est faillible, et souvent à l’origine d’accidents évitables.

En effet, 70 % à 80 % des écrasements d’avion sont attribuables à une erreur humaine (depuis le pilote jusqu’aux mécaniciens, en passant par les opérateurs aériens). Toujours selon le rapport d’UBS, la fatigue de l’équipage serait en cause dans 15 % à 20 % des accidents.

Dans ce cas, les avions autonomes seraient-ils garants d’une sécurité absolue ? L’implication d’une voiture autonome Tesla dans un accident mortel récemment a relancé le débat. Le hic, c’est que les humains semblent – pour l’instant – meilleurs que les machines en cas d’imprévu. « On parle des erreurs humaines, mais il n’est jamais question des centaines d’autres situations où des pilotes ont sauvé des vols en prenant de bonnes décisions », fait remarquer Jean Laroche, directeur de la recherche et du développement au Centre québécois de formation aéronautique (CQFA).

En effet, la technologie actuelle n’est pas encore capable de prendre des décisions par elle-même et nécessite l’intervention du pilote en cas de changement des conditions initiales. Un avion sans pilotes devra donc disposer d’une intelligence artificielle en mesure d’appréhender et de réagir adéquatement à n’importe quel problème rencontré en vol.

« Pour cela il faudrait programmer la machine en enregistrant l’ensemble des scénarios possibles de perturbations en vol et toutes les décisions qui y correspondent, explique David Saussié, professeur au département de génie électrique à Polytechnique Montréal. On est capable de le faire, mais pouvons-nous prouver que ça marchera tout le temps et certifier qu’une intelligence artificielle serait à même de toujours prendre la bonne décision ? » s’interroge-t-il.

Dans le cas d’un avion entièrement automatisé en plein ciel, et confronté à un danger, la seule possibilité d’intervention humaine, s’il y en a une, serait alors faite depuis le sol. « Mais cette personne n’aurait ni la connaissance exacte du contexte, ni la visibilité d’un pilote, ni la sensation que le danger lui arrive personnellement et qu’elle doit sauver sa propre vie. Cela est d’autant plus vrai si l’opérateur au sol doit gérer plusieurs avions en même temps », explique Kathleen L. Mosier, psychologue et ancienne chercheuse à l’université d’État de San Francisco.

Cette spécialiste de l’aviation, qui collabore avec la NASA, est formelle : la capacité humaine de réagir et d’évaluer une situation en cas de danger extrême est supérieure à celle d’une machine seule. Il n’y a qu’à penser au com mandant Sullenberger qui a réussi à se poser sur la rivière Hudson en 2009, au moment de la défaillance des moteurs du vol US Airways 1549. Aucune victime n’a été à déplorer, ce qui n’aurait pas été le cas si le pilote avait rebroussé chemin pour tenter d’atteindre l’aéroport comme lui indiquaient les opérateurs au sol, a révélé l’enquête. « Même après avoir pris la décision, la machine n’était pas conçue pour se poser sur la rivière et agissait “contre” le commandant en ne le laissant pas redresser l’avion autant qu’il le souhaitait, ce qui a rendu l’amerrissage plus brusque. Un tel succès aurait été impossible, selon moi, sans la présence d’un pilote à bord », dit Kathleen L. Mosier.

Gare aux cyberpirates de l’air !

« Les avions civils sont la cible numéro un des terroristes; il s’agit des moyens de transport les plus visés », rappelle François Rivasseau, chargé de l’espace et de la sécurité numérique au Service européen pour l’action extérieure. Et les avions autonomes n’y échapperont pas. Au contraire, ils y seraient même plus vulnérables en raison de leur système GPS. Des hackers relativement expérimentés pourraient brouiller ou altérer les signaux satellitaires reçus pour tromper le système de localisation. Une attaque de ce genre a eu lieu dans la mer Noire l’été dernier. Le calcul de la position d’une vingtaine de bateaux a été perturbé, indiquant qu’ils se trouvaient sur terre plutôt que sur les eaux.

Cela laisse craindre le pire à François Rivasseau pour qui « des avions entièrement sans pilotes sont assimilables à des drones, et il y a déjà des exemples, notamment sur le front Irak-Syrie, où on rapporte une prise de contrôle de certains drones de façon hostile ».

« Bien entendu, les appareils autonomes ne pourraient être commer-cialisés pour l’aviation civile sans une vérification extrêmement stricte par les agences responsables de la sécurité aérienne, poursuit l’expert. Mais tant que la cybercriminalité continuera à croître plus rapidement que la cybersécurité, des avions de ligne sans pilotes me paraissent improbables dans les années à venir. Ce serait davantage intéressant pour l’aviation militaire. »

Zee, conçue par Aero



D’autres pistes pour améliorer la sécurité

Avant d’envisager des avions de ligne sans pilotes, d’autres mesures pourraient améliorer la sécurité du transport aérien, notamment grâce au big data. L’IATA a ainsi mis sur pied un programme de gestion de données de l’aviation mondiale qui a pour objectif de colliger le plus de données possible au sujet des quelque 100 000 vols exploités quotidiennement sans heurt, histoire de développer des outils d’analyse et de parfaire la sécurité.

Une sécurité qui, d’ailleurs, s’est relâchée à certains égards au cours des 50 dernières années. Sous pression, l’industrie a assoupli des règles pour maximiser la rentabilité, par exemple en levant l’interdiction de décoller dans certaines conditions météo dangereuses ou en augmentant le nombre de pistes ouvertes en même temps.
Jean Laroche, du CQFA, estime en effet que « les recherches devraient porter sur l’opération et la régulation des vols, ainsi que sur la sélection et la formation optimale des pilotes, plus que sur l’automatisation globale ».

Il dénonce la formation défaillante des pilotes. Dans de nombreuses écoles, notamment au Canada, ces derniers sont entraînés par pilotage automatique et l’accent n’est pas mis sur la pratique en cas de situation inhabituelle. « Au lieu de dire aux recrues, “descends ici; fais ci; fais ça”, il faudrait programmer le simulateur afin qu’il offre au pilote un scénario inattendu qu’il doit apprendre à gérer seul, sans l’aide du pilotage automatique et des exécutions familières », explique Jean Laroche. D’autant que cette confiance aveugle en la machine cause de nombreuses erreurs en vol, un phénomène appelé « biais de l’automatisation » et étudié depuis une vingtaine d’années par Kathleen L. Mosier. Elle explique que les pilotes se reposant sur le pilotage automatique ont moins tendance à revérifier les instruments de l’avion. Ils prennent aussi de mauvaises décisions en cas de problème.

Enfin, dans plusieurs pays, dont le Canada, la pénurie de pilotes de ligne a ouvert la porte à des critères de sélection plus permissifs dans certaines écoles. « On peut alors se retrouver avec des gens qui ne devraient pas être à ce poste-là », déplore Jean Laroche.

Une question de confiance

Avant de lancer ses avions, Boeing devra faire la preuve qu’ils sont aussi sécuritaires que les autres, en plus de se conformer à de nombreuses procédures de réglementation et de certification.

Mais le principal obstacle à la mise au point de vols commerciaux autonomes sera sans nul doute les passagers eux-mêmes. Selon une enquête menée par UBS auprès de 8 000 personnes, 54 % des passagers refuseraient pour l’instant de monter dans un avion sans pilote, les plus réticents étant ceux âgés de 45 ans et plus.

La confiance se gagnera peut-être par étapes, en commençant par le fait d’assurer des liaisons à l’aide d’avions-cargos sans pilotes et en améliorant les systèmes d’autopilotage. Plusieurs constructeurs proposent de mettre en place des robots capables de seconder ou de remplacer l’un des pilotes. Déjà, au cours des dernières années, l’automatisation croissante a permis de réduire le nombre de pilotes de trois à deux sur les vols long-courriers. Il y a quelques mois, le bras robotique expérimental d’Aurora Flight Sciences (conçu avec la DARPA, l’agence de recherche de l’armée américaine), a été capable d’actionner les commandes du cockpit tel un véritable pilote, et est parvenu à faire voler et atterrir un Boeing 737 lors d’une simulation de vol. Voilà un bon collègue, jamais fatigué ni dépressif…



>>> Article paru dans le magazine de décembre 2017.

Photo: iStockphoto

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