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Etude Evenements GPS

Nesing - Bea

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Etudesur les événements GPSBureau d’Enquêtes et d’Analysespour la sécurité de l’aviation civileMINISTERE DES TRANSPORTS, DE L’EQUIPEMENT, DU TOURISME ET DE LA MEREvénements GPSTable des matièresGLOSSAIRE 5CONTEXTE DE L’ETUDE 71 - PRESENTATION DES EVENEMENTS GPS 71.1 Caractéristiques d’un événement GPS 91.2 Limitations de la démarche 101.3 Limitations techniques 101.4 Etat des lieux succinct de la formation 111.5 Aspects réglementaires 111.6 Quelques chiffres 111.6.1 Répartition des occurrences par type d’aéronef 121.6.2 Répartition des occurrences selon l’expérience et l’âge des pilotes 121.6.3 Classification des occurrences 132 - ANALYSE 152.1 Préparation du vol 152.1.1 Préparation à long terme 152.1.2 Préparation à court terme 162.2 Réalisation du vol 162.2.1 Suivi de la navigation et prise en compte de l’environnement 162.2.2 Prévention des abordages 172.2.3 Précision et dépendance 172.2.4 Objectif destination 172.2.5 Décision de déroutement 182.2.6 Contrôle de la trajectoire et des paramètres de vol 183 - CONCLUSIONS 194 - AMELIORATIONS ENVISAGEABLES 20LISTE DES ANNEXES 213Evénements GPSGlossaireATC Contrôle de la circulation aérienneCFIT Collision avec le sol en vol contrôléCTR Zone de contrôleDGAC Direction Générale de l’Aviation Civile (France)GDOP Dilution géométrique de la précisionGPS Système de positionnement mondialGUND Ondulation du géoïdeIFR Règles de vol aux instrumentsPPS Système de positionnement de ...

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Extrait

Etude

sur les événements GPS

Bureau d’Enquêtes et d’Analyses pour la sécurité de l’aviation civile M I N I S T E R E D E S T R A N S P O R T S , D E L ’ E Q U I P E M E N T , D U T O U R I S M E E T D E L A M E R

Evénements GPS Table des matières GLOSSAIRE 5 CONTEXTE DE L’ETUDE 7 1 - PRESENTATION DES EVENEMENTS GPS 7 1.1 Caractéristiques d’un événement GPS 9 1.2 Limitations de la démarche 10 1.3 Limitations techniques 10 1.4 Etat des lieux succinct de la formation 11 1.5 Aspects réglementaires 11 1.6 Quelques chiffres 11 1.6.1 Répartition des occurrences par type d’aéronef 12 1.6.2 Répartition des occurrences selon l’expérience et l’âge des pilotes12 1.6.3 Classification des occurrences 13 2 - ANALYSE 15 2.1 Préparation du vol 15 2.1.1 Préparation à long terme 15 2.1.2 Préparation à court terme 16 2.2 Réalisation du vol 16 2.2.1 Suivi de la navigation et prise en compte de l’environnement 16 2.2.2 Prévention des abordages 17 2.2.3 Précision et dépendance 17 2.2.4 Objectif destination 17 2.2.5 Décision de déroutement 18 2.2.6 Contrôle de la trajectoire et des paramètres de vol 18 3 - CONCLUSIONS 19 4 - AMELIORATIONS ENVISAGEABLES 20 LISTE DES ANNEXES 21 3

Glossaire

ATC CFIT CTR DGAC GDOP GPS GUND IFR PPS RAIM REC RTCA SA SPS TMA TSO ULM VSV VOR WGS84

Contrôle de la circulation aérienne Collision avec le sol en vol contrôlé Zone de contrôle Direction Générale de l’Aviation Civile (France) Dilution géométrique de la précision Système de positionnement mondial Ondulation du géoïde Règles de vol aux instruments Système de positionnement de précision Surveillance autonome de l’intégrité par le récepteur GPS Recueil d’Événements Confidentiel Commission technique chargée des systèmes radio pour l’aéronautique Fonction de dégradation du signal GPS Système standard de positionnement Région de contrôle terminal Instruction technique normalisée Ultra Léger Motorisé Vol Sans Visibilité Radiophare omnidirectionnel VHF Système géodésique mondial 1984

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nements GPS

CONTEXTE DE L’ETUDE En décembre 2001, un Mooney 20 décolle de Lognes (77) pour un vol VFR à destination de Nogaro (32). La croisière se déroule au niveau de vol 105. Les dernières informations météorologiques concernant la région de Mont-de-Marsan, Aire sur l’Adour et Nogaro font état de brouillards givrants et de faibles visibilités à l’arrivée. Le pilote indique que, sans amélioration du temps, il se déroutera vers Pau. Alors qu’il est en descente et en contact radio avec Mont-de-Marsan, il demande au contrôleur de Pau les observations météorologiques : la visibilité est de cinq kilomètres et le plafond de 2 100 pieds. Il indique poursuivre vers sa destination et quitte la fréquence de Mont-de-Marsan pour contacter Nogaro, aérodrome non contrôlé. L’épave est retrouvée contre un hangar agricole au sommet d’une colline proche de l’aérodrome de destination. L’enquête a établi les faits suivants :  trois GPS étaient à bord ; depuis Lognes, l’avion a suivi une route directe vers sa destination, alors que Nogaro ne dispose pas de moyens de radionavigation et qu’une partie du vol s’est déroulée au-dessus de la couche nuageuse ; le pilote a conservé le contrôle de son avion pendant la traversée de la couche nuageuse ; la visibilité sur le site était faible avec quelques trouées à travers la couche de stratus laissant entrevoir le sol. Cet accident, qui présente des points communs avec de nombreux autres, a conduit le BEA à étudier l’influence du GPS sur la réalisation de certains vols. En effet, les récepteurs GPS sont financièrement abordables, maintenant très répandus et de plus en plus souvent intégrés aux planches de bord. D’autres organismes s’intéressent également à l’interaction entre l’homme et ce nouvel outil de navigation. Outre des études américaines(1), une étude néozélandaise, fondée sur l’expérience d’un nombre important de pilotes privés, a évalué les changements de comportements induits par l’utilisation du GPS(rapport présenté à l’AAP (Association of Aviation Psychologists), Global Positioning System : Human factors aspects for General Aviation pilots, 5 octobre 1995, disponible sur le site Internet http://svt.ntnu.no/psy/Bjarne.Fjeldsenden/Manmachine/flytryggingsseminar98.html).

Evénements GPS

(1)Catherine A. Adams, Peter V. Hwoschinsky, Richard J. Adams. Analysis of adverse events in identifying GPS human factors issues. Report number: NASA/TM-2001-211413, March 2001. Wayne et al, 2005. The effects of a scenario -based GPS training program on pilot proficiency in the general aviation pilot. Proceedings ISAP (International Symposium on Aviation Psychology) April 2005, Oklahoma City, pp 151 154.

7août 2005

1 - PRESENTATION DES EVENEMENTS GPS Le système GPS, s’il est utilisé à bon escient, peut permettre au pilote d’améliorer la précision d’une navigation ou de se dérouter efficacement. De nombreux accidents et incidents ont cependant montré que ce n’était pas toujours le cas. La présente étude analyse différentes situations où une utilisation inadéquate du GPS en aviation générale a affecté la sécurité du vol. Elle s’appuie sur des accidents et incidents répertoriés par le BEA entre 1995 et 2004 (voir annexe A), ainsi que sur les données du REC(2)(voir annexe B).

1.1 Caractéristiques d’un événement GPS L’utilisation du GPS ne constitue généralement pas le facteur déclenchant d’un accident ou d’un incident. Cependant la présence ou l’emploi inapproprié de cet instrument peuvent intervenir comme facteur contributif, lors de la préparation ou au cours de l’exécution du vol. L’exemple ci-après illustre un événement GPS.

Un Piper J3 décolle d’Angleterre pour un voyage vers l’Espagne. L’avion est équipé d’un compas et de deux GPS portables dont l’un est fixé sur le tableau de bord. Les informations météorologiques, transmises par la station de Calais avant le départ, permettent d’envisager la traversée. Cependant les conditions se dégradent rapidement pendant le vol. Le pilote tente d’abord de passer sous la couche nuageuse. Il indique « s’être fait peur au ras de l’eau » et décide de voler entre deux couches nuageuses. A partir de ce moment, il tourne en rond et commence à douter des indications fournies par ses récepteurs : il a l’impression que « les deux GPS sont devenus fous ». Après environ une heure dans ces conditions, il aperçoit un champ et atterrit en urgence. L’avion est fortement endommagé. Il lui reste dix litres d’essence.

Le pilote a vraisemblablement volé avec des références visuelles dégradées entre les deux couches nuageuses. Or, si les calculateurs portables peuvent indiquer une route à suivre ou un vecteur de déplacement instantané, ils ne donnent souvent pas d’informations sur le cap à prendre ou sur l’attitude de l’avion. Comme dans d’autres événements similaires, le pilote confondait le cap magnétique, indication donnée par le compas (ou le conservateur de cap), avec la route magnétique mesurée sur une carte et confirmée par les moyens de radionavigation. Une installation improvisée du GPS à bord peut aussi perturber le fonctionnement d’équipements, notamment le compas, ou bien cacher des instruments.

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nements GPS

(2)Le Recueil d’Evénements Confidentiel (REC) est un système de retour d’expérience mis en place en 2000 au bénéfice de l’aviation générale. Il prend en compte des situations inhabituelles relatées volontai-rement par les différents acteurs aéronau-tiques. Site Internet : http://www. bea.aero/rec/ le rec.htm _

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(3)L’intégrité est la capacité d’un système à fournir une alerte dans un temps maximum spécifié à l’utilisateur si l’information fournie ne respecte pas les performances d’utilisation prévue. Par exemple, un ILS catégorie I déclenche une alerte dans les six secondes.

Cette occurrence est considérée dans le cadre de cette étude comme un événement GPS, car le pilote, comme il l’a indiqué, n’aurait pas pris la décision de poursuivre son vol s’il n’avait pas disposé de GPS et s’il n’avait pas fait confiance à cet équipement.

1.2 Limitations de la démarche La liste des événements considérés comme « événements GPS » dans cette étude n’est pas exhaustive, notamment pour les raisons suivantes :  l’influence réelle de l’outil GPS sur le déroulement du vol est parfois difficile à identifier ;  la base de données accidents/incidents du BEA, la présence du GPS dans ou ses caractéristiques techniques n’ont pas toujours été consignées ;  pilotes ne font pas tous un compte rendu lorsqu’ils « les frôlent » l’accident.

1.3 Limitations techniques Une présentation du fonctionnement du GPS se trouve en annexe C. Il peut être intéressant de noter les points généraux suivants :  L’imprécision verticale associée au système GPS peut être de l’ordre de cent quarante mètres (soit environ cinq cents pieds).  Un récepteur qui ne dispose pas de la fonction RAIM ou qui n’est pas couplé aux autres moyens de navigation n’assure pas l’intégrité(3) de l’information de positionnement.  Les récepteurs sont particulièrement sensibles aux interférences, aux obstacles et au masquage de l’antenne (le positionnement nécessite une vue directe de plusieurs satellites).  De nombreuses erreurs ont été observées dans les bases de données constructeurs et utilisateurs. Ces erreurs peuvent provenir de l’utilisation de données erronées, d’une programmation inappropriée ou encore d’une base de données non à jour.  Lepositionnement s’effectuant dans le système géodésique WGS84, la référence verticale diffère souvent des références cartographiques conventionnelles utilisées pour la plupart des documents VFR.

1.4 Etat des lieux succinct de la formation Le manuel de l’instructeur du pilote d’avion, dans sa septième version, aborde la formation à l’emploi de récepteurs GPS. Ce document conseille une organisation en deux leçons, la première traitant d’une utilisation basique autour de la fonction GOTO, la seconde d’une utilisation avancée abordant le suivi d’un plan de vol. En outre une section « commentaires » mentionne certains problèmes spécifiques à l’utilisation d’un récepteur GPS, tels que l’entrée de points de report erronés, la consommation excessive de ressources du pilote ou encore la perte de la notion de temps. Le manuel du pilote privé d’avion, dans sa neuvième édition, aborde également l’utilisation du GPS en VFR. La réglementation n’imposant pas l’installation de récepteurs GPS, la teneur de la formation dispensée par les organismes (aéro-clubs, écoles) est laissée à leur discrétion. Par exemple, il est intéressant de remarquer qu’environ 80 % des pilotes néo-zélandais, interrogés dans le cadre de l’étude déjà mentionnée, indiquent avoir appris via le manuel de leur récepteur et que 49 % estiment que cette source n’était pas satisfaisante. En France, peu d’organismes de formation dispensent réellement une formation théorique et pratique structurée sur l’utilisation du GPS. De nombreux avions utilisés pour la formation ne sont pas équipés de récepteur GPS.

1.5 Aspects réglementaires Le récepteur GPS intégré au tableau de bord peut être utilisé comme moyen de navigation conformément aux dispositions de l’arrêté du 2 décembre 2002 fixant les conditions d’utilisation des aéronefs civils en aviation générale. Les GPS portables ne répondent pas à ce règlement. Par ailleurs, il est exigé dans le cas où le pilote doit voler sans contact visuel de l’eau ou du sol en VFR de jour : un récepteur VOR ou un radiocompas automatique en fonction de la route prévue ou un GPS homologué en classe A, B ou C (voir limites d’utilisation en annexe C).

1.6 Quelques chiffres Les trente-cinq occurrences de cette étude ont concerné des avions, des hélicoptères, des ULM ou des planeurs. Elles ont fait trente-quatre morts et treize blessés. Seuls trois aéronefs ont été retrouvés intacts. Deux occurrences du REC ont également été prises en compte.

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