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La menace des drones sur la sécurité de l’aviation civile

Le marché du drone est en pleine explosion. En 2015, en France, on comptait près de 2000 opérateurs de drones agréés, 300 000 drones loisirs ont été vendus aux Etats-Unis et plus de 100 000 en France. En 2016, plus d'un million de drones de tout type sont en opération dans le monde. Le nombre de pilotes reportant avoir failli percuter un drone en vol est en augmentation inquiétante. Une collision entre un drone et un avion pourrait avoir des conséquences dramatiques. Devant l’explosion du nombre de drones mis en service, et la méconnaissance des télépilotes des règles de l’air et des espaces aériens, peut-on parler aujourd’hui d’une menace des drones pour la sécurité de l’aviation civil ? Comment les Autorités de l’Aviation civile prennent-elles en compte cette nouvelle tendance ?

1) Qu’est ce qu’un drone ?

a) Définition et principes

Les drones sont des aéronefs capables de voler et d'effectuer une mission sans présence humaine à bord. Le drone est commandé soit par un opérateur à distance (proche, ou bien à plusieurs milliers de kilomètres), soit par un système électronique qui définit sa mission (par exemple, sur des petits drones de loisir, une fonction permet au drone de revenir se poser lorsque la batterie est faible). Cela distingue deux catégories de drones : ceux qui requièrent l'assistance d'un pilote au sol et ceux qui sont entièrement autonomes. Cette autonomie de pilotage peut s'étendre à la prise de décision opérationnelle pour réagir face à tout événement aléatoire en cours de mission.

Le principe des drones peut être rapproché de celui de l'aéromodélisme, selon lequel des petites maquettes sont pilotées par télécommandes. Mais la maquette d’aéromodélisme nécessite des compétences de pilotage, alors que dans un drone, les techniques de pilotage sont numérisées pour que l’opérateur n’ait plus qu’à fournir des ordres simples (monter, descendre, etc.).

Certains seront tentés de rapprocher le principe des drones de celui des missiles. La principale différence entre les deux est que le drone est récupérable et réutilisable, ce qui n’est pas le cas du missile.

D'origine anglaise, le mot «drone», qui signifie «bourdon», ou «bourdonnement», est communément employé en Français en référence au bruit que font certains d'entre eux en volant.

Deux formes de drones
Deux formes de drones

b) Des conceptions différentes

Le design d’un drone n’est donc pas contraint par son habitabilité pour un pilote. Dès lors, s’ouvre un grand nombre de possibilités de design, qui dépendront de la mission que devront effectuer ces drones.

  • Ils existent des drones à voilure fixe (comme sur avion) ou tournante (comme sur hélicoptère).
  • Le type de motorisation s'étend du petit moteur électrique fonctionnant sur batteries, au turboréacteur.
  • Les systèmes de bord seront plus ou moins sophistiqués en fonctions de la mission à accomplir : le drone pourra simplement répondre aux ordres d’une télécommande, ou bien disposer d’une intelligence embarquée pour effectuer tout seul sa mission.
  • La charge utile constitue l'un des éléments fondamentaux du drone car c'est elle qui permettra de réaliser la mission. Certains drones pourront tout juste emporter une petite caméra type Go-Pro, alors que d'autres pourront vous livrer un colis de plusieurs kilos.
  • Sur certains drones, un système spécifique produit l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l'ensemble des équipements embarqués. Cela peut être un simple alternateur, ou un système plus complexe similaire à celui que l'on retrouve sur les avions de ligne.

2) Un peu d’histoire

Pendant la guerre du Vietnam, les Américains ont utilisé des drones (Firebee) pour localiser les rampes de lancement des missiles sol-air soviétiques SAM-2 : 3500 missions furent recensées. Plus tard, en 1991, lors de la guerre du Golfe, ils ont fait appel au drone (Pioneer) pour la surveillance jour/nuit, l'acquisition des objectifs, et les réglages de l'artillerie. Dans ce même conflit, les Britanniques et les Français commencèrent à se servir des drones.

De leur côté, les Israéliens ont saturé les défenses aériennes le long du canal de Suez lors de la guerre du Kippour (1973) et ce, avec un grand nombre de drones bon marché. Plus tard, ils ont détecté et leurré par le même moyen les batteries syriennes anti-aériennes.

D'une façon générale, les spécialistes considèrent que les drones ont pu vraiment démontrer leurs capacités opérationnelles d'observation aérienne (renseignement), sur les trois récents théâtres d'opération qu'ont constitué les conflits en ex-Yougoslavie, en Irak, et en Afghanistan.

3) Utilisation des drones

Utilisés initialement par les militaires, les drones conquièrent maintenant le domaine civil. Ils sont utilisés dans énormément d'applications civiles, comme l’inspection des barrages, l’optimisation des récoltes d’un agriculteur, le sauvetage en mer, la prise de vue aérienne pour les films ou documentaires, la surveillance des forets, la surveillance des frontières, la surveillance des infrastructures et des réseaux de transport, la collecte de données météorologiques, la livraison de colis, le déclenchement préventif d'avalanches, la lutte contre les parasites et les nuisibles, ...

Sauvetage en mer avec un drone
Sauvetage en mer avec un drone

4) Menace sur le trafic aérien ?

a) Quelle conséquence d’un impact d’un drone avec un avion

Les conséquences d’une collision entre un drone et un avion vont dépendre principalement du poids du drone et du type d’avion et de la zone d’impact.

Les avions de ligne sont conçus pour résister à la collision avec un oiseau. Un drone léger (même s’il est dur, contrairement à l’oiseau) ne fera que peu de dégâts sur un avion de ligne. Il faudra certainement s’atteler à des tâches de maintenance et des vérifications avant de faire re-décoller l’avion. Les conséquences seront donc uniquement financières.

Un drone lourd pourrait avoir de graves conséquences sur un avion de ligne. Impacter une masse métallique de plusieurs dizaines de kilos à plus de 200 km/h engendrerait des graves dommages, pouvant conduire à un accident. On imagine aisément les conséquences si cette masse traverse les fenêtres du cockpit derrière lesquelles se trouvent les pilotes.

Les avions de tourisme sont beaucoup plus exposés au risque des drones. Outre le fait qu’ils volent plus bas (donc peuvent potentiellement rencontrer davantage de drones), leur structure légère pourrait être endommagée suite à la collision avec un drone léger. Par ailleurs, n’étant souvent pourvu que d’un seul moteur à hélice, ces petits avions seraient contraints de se poser sans moteur dans un champ si un drone venait à percuter l’hélice.

Montage video montrant les effets de la collision d'un drone et d'un avion

b) Que dit la réglementation

La réglementation applicable aux drones est définie par chaque pays. Ainsi, des règles différentes peuvent s'appliquer selon que vous soyez d'un côté ou de l'autre d'une frontière. Ce chapitre se focalisera sur la réglementation en France et aux Etats-Unis en vigueur en 2016.

En France, en avril 2012 de nouveaux arrêtés concernant l'utilisation de l'espace aérien par des aéronefs télépilotés ont été publiés par le gouvernement. Les arrêtés de 2012 ouvrent des possibilités d'évolutions pour les drones dans un autre espace où l'aviation commerciale n'évolue pas (sauf pour les besoins du décollage et de l'atterrissage, et même si on y trouve d'autres types de circulation : hélicoptères, ULM, paramoteurs,...) : l'espace entre le sol et 150 mètres de hauteur. Dans ces arrêtés les drones sont classés en fonction de leur poids, et quatre scénarios sont décrits déterminant des types de vol (drone en vue ou hors vue du télépilote, en ou hors zone peuplée).

Des restrictions sont ajoutées si le drone évolue à proximité d'un aérodrome ou d'une hélisurface. Les drones ne peuvent voler que de jour et certains vols nécessitent une validation préalable des Autorités. De plus les opérateurs professionnels de drones doivent justifier d'une formation et utiliser des drones certifiés.

La plupart des vols sont sans impact sur le contrôle aérien, car leur hauteur et leur distance par rapport aux aérodromes/hélistations font qu'ils n'interfèrent pas avec la circulation aérienne. Ils évoluent sans nécessité de contacter un organisme de contrôle, le télépilote étant le seul responsable de la sécurité.

Lorsqu'un vol interfère avec les trajectoires d'arrivée, de départ ou de transits, un dossier réalisé par le contrôle aérien est disponible auprès des contrôleurs ; Le télépilote doit alors téléphoner à la Tour de Contrôle pour obtenir un top de départ. Généralement les temps d'évolution sont très courts ce qui permet de trouver un créneau entre deux trafics pour leurs évolutions.

Certains espace aérien appelés ZRT (ou zones R lorsque l'activité est pérenne) sont déjà cartographiés et prévus pour des évolutions de drones. Il suffit alors aux opérateurs d’appeler le contrôle aérien pour les activer le temps de leurs évolutions, et ces espaces deviennent impénétrables pour le trafic civil.

Règle d'usage d'un drone de loisir
Règles d'usage d'un drone de loisir émises par la DGAC (Direction Générale de l'Aviation Civile)

Aux Etats-Unis, depuis le 21 Décembre, 2015, la FAA (Federal Aviation Administration) exige que tous les drones pesant plus de 250 grammes, quelque soit les objectifs de leurs vols, soit enregistrés auprès de la FAA.

En outre, toute entreprise exploitant des drones dans un but professionnel doit obtenir une approbation de la FAA.

Les règles d'exploitation d'un drone dépendent de la raison pour laquelle vous voulez voler:

Règles d'exploitation d'un drone aux Etats-Unis
Vol privé Vol professionnel
Exigences pour le pilote
  • Aucune exigence pour le pilote
  • Doit avoir un certificat de pilote de drone
  • Doit avoir 16 ans minimum
  • Doit passer un examen auprès de la TSA - Transportation Security Administration
Exigences pour le drone
  • Doit être enregistré aurpès de la FAA s’il pèse plus de 250 grammes
  • Doit peser moins de 25 kg
  • Doit être enregistré aurpès de la FAA s’il pèse plus de 250 grammes
  • Doit passer une visite prévol pour s’assurer que l’appareil est en état pour voler en sécurité
Exigences pour le lieu
  • A 8 kilomètres des aéroports, sans demande préalable auprès des contrôleurs aériens et des aéroports
  • Espace de classe G*
Règles d’opération
  • Doit toujours céder la priorité aux aéronefs pilotés
  • Doit être gardé à vu
  • Doit peser moins de 25 kg
  • Doit suivre les consignes de sécurité standard en vigueur
  • Doit notifier l’aéroport et le contrôle aérien si le vol est effectué à moins de 8 kilomètres d’un aéroport
  • Doit être gardé à vu*
  • Doit voler en dessous de 400 ft (120 mètres)*
  • Doit voler de jour*
  • Doit voler à moins de 160 km/h*
  • Doit céder la priorité aux aéronefs pilotés par une personne à bord*
  • Ne doit pas voler au-dessus des populations*
  • Ne doit pas voler à partir d’un véhicule en mouvement*
Exemple d’application
  • Vol de loisir ou à titre pédagogique
  • Vol commercial (e.g. photographie aérienne, surveillance du territoire, ...)
Base légale et réglementaire
  • Public Law 112-95, Section 336 – Special Rule for Model Aircraft
  • FAA Interpretation of the Special Rule for Model Aircraft
  • Title 14 of the Code of Federal Regulation (14 CFR) Part 107
*ces règles sont sujettes à réclamation. (source : FAA - https://www.faa.gov/uas/getting_started/)

5) Conclusion - Quel menace ? Quel futur ?

Si le pilote d’un avion de ligne sera incapable de voir et éviter un drone, le pilote d’un avion léger volant plus lentement aura davantage de chance d’éviter la collision à condition d’avoir réussi à repérer le drone à temps, ce qui reste quand même compliqué. Que ce soit pour un avion de ligne ou un avion de tourisme, les conséquences d’une collision avec un drone pourraient être graves. La pénétration d’un drone dans l’espace aérien civil sans autorisation représente donc une menace potentielle.

Le respect de la réglementation permet d’éviter cette menace. Nous pouvons compter sur le professionnalisme des opérateurs agréés qui exploitent leurs drones dans le strict respect de la réglementation. Mais la grande majorité des détenteurs de drones sont des particuliers, dont une partie conséquente semble ignorer jusqu'à l'existence de lois relatives aux drones. Et puis il y a eu des utilisations illicites délibérées (environ 80 recensées en France en 2015) qui, ajoutées aux incidents liés à des utilisations maladroites, font que la question de la sécurité se fait de plus en plus pressante.

La réduction de la menace des drones sur l’espace aérien est un combat permanent des Autorités de l’aviation civile. Ce travail s’effectuera sur deux axes : une adaptation de la réglementation permettant de simplifier l’usage industriel des drones et de mieux encadrer les opérateurs particuliers, et le développement de système permettant de détecter et de neutraliser les drones en survols de sites sensibles.

Rédigé en Août 2016