IA & Aéronautique : une relation pleine de promesses
L'évolution du métier de pilote en questions
UN MÉTIER EN CONSTANTE MÉTAMORPHOSE
“Ladies and Gentlemen your Captain speaking, welcome on board!”. Vous êtes-vous déjà imaginé prononcer ces mots au micro, portant l’uniforme, assis aux commandes d’une merveille technologique de 250 tonnes avec plusieurs centaines de passagers sous votre responsabilité ? Que vous rêviez de travailler dans le bureau le plus singulier du monde, que vous soyez passionné.e d’aviation, professionnel.le et expert.e du secteur ou simplement curieux d’en apprendre plus sur le métier de pilote de ligne, bouclez vos ceintures et restez parmi nous !
Si le rôle du pilote de ligne semble évident dans l’imaginaire collectif, il n’est pourtant pas aisé pour qui se tient éloigné des cockpits de comprendre les enjeux ce métier à haute responsabilité. Son évolution future sous l’impulsion du progrès technologique est encore plus complexe à cerner. Les fantasmes de l’avion autonome avec des passagers livrés à eux-mêmes ou de l’aéronef guidé depuis le sol sont d’autant de scénarios dans lesquels le travail du pilote serait profondément transformé, mais qu’en est-il réellement ? Sommes-nous capables de telles prouesses technologiques ou cela ne restera-t-il qu’un (mauvais ?) rêve ?
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Dans ce deuxième article du dossier d’été « IA & Aéronautique, une relation pleine de promesses » de Flyinstinct, nous vous proposons d’étudier comment cette technologie a transformé et va continuer de métamorphoser les cockpits ainsi que le rôle du pilote de ligne. Pour ce faire, Nicolas Tenoux, Senior First Officer sur Boeing 787 au sein de la compagnie Norwegian, et Arthur Picard, élève pilote de ligne à l’Ecole Nationale de l’Aviation Civile, ont accepté de répondre à nos questions (biographies à consulter en fin d'article).
UN MANAGER DANS LES AIRS
Flyinstinct : Pourquoi avez-vous décidé de devenir pilote de ligne ?
Arthur Picard : Il s’agit d’une vocation de base, ce n’est pas un hasard car j’ai toujours eu cette idée dans un coin de la tête. J’ai choisi de passer par la case école d’ingénieurs (voir bio) car la situation de l’époque n’était pas terrible. Au fil des années, le métier d’ingénieur me faisait moins envie. Mes stages de deux fois six mois pendant mon année de césure m’ont conforté dans ma volonté de devenir pilote.
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Nicolas Tenoux : Mon rêve a toujours été de voler, tout en ayant la possibilité de côtoyer cette technologie de pointe. J’ai néanmoins été poussé par mes parents à rejoindre une école d’ingénieurs (voir bio). Ce que j’apprécie le plus dans ce métier c’est sa diversité, la possibilité de rencontrer des personnes provenant de nombreux pays différents. Je suis attaché à l’omniprésence du travail collectif non seulement avec l’équipage mais aussi avec le sol. La rigueur dont il faut faire preuve et la proximité avec la technologie sont des éléments qui me tiennent à cœur.
"Un pilote de ligne est un gestionnaire de systèmes complexes."
Flyinstinct : Arthur, quelle image du métier de pilote a-t-on quand on est élève pilote ? Nicolas, comment présenterais-tu ton travail à quelqu’un d'étranger au secteur ?
A.P. : Lorsque j’ai passé mon PPL (Private Pilote Licence, permettant de voler sans être rémunéré) avant l’ENAC, j’ai pris conscience que l’avion peut être très autonome du point de vue du pilotage. L’essentiel du métier de pilote de ligne, c’est la gestion du vol. Tout le cursus EPL (Elève Pilote de Ligne) est centré sur cette idée. On nous enseigne l’optimisation des trajectoires, le côté procédurier, à ne pas nous laisser dépasser par l’avion. Même le TB20 (avion léger sur lequel les élèves apprennent à piloter) est déjà un avion compliqué demandant la plus grande vigilance. Très rapidement, on réalise que les tâches principales requièrent de l’anticipation et testent notre capacité à ne jamais nous retrouver surchargés. Un bon pilote est quelqu’un qui sait s’organiser. L’environnement est tellement complexe que ne pas tenir le manche ne dénature en rien le métier. Être pilote consiste à suivre une méthode qui permet de ne laisser passer aucune erreur. Le pilotage est acquis.
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N.T. : Le cœur de notre métier n’est pas de piloter à la main. Par exemple, le Boeing 787 est un avion qui te parle, qui communique des informations au pilote, qui signale des écarts. Il faut coordonner un système très complexe dans lequel il y a beaucoup d’humain mais aussi une technologie de pointe omniprésente. Un pilote de ligne est un gestionnaire de systèmes complexes.
Le TB20, l'un des 121 avions de l'ENAC, la deuxième flotte la plus importante de France
L'un des Boeing 787 Dreamliner que pilote Nicolas Tenoux chez Norwegian
UNE ADAPTABILITÉ PERMANENTE
Flyinstinct : Nicolas, quelles ont été les plus grosses évolutions dans le cockpit que tu as vécues personnellement ou qui te viennent en tête ?
N.T. : Sur ma décennie d’expérience de pilote, l’innovation majeure est sans doute l’arrivée du GNSS qui permet de guider l’avion par satellite et de s’affranchir des moyens de radiocommunication conventionnels au sol. L’apparition du HUD (Head Up Display, permet au pilote de visualiser à la fois les informations de vol et l’environnement) a été très profitable par mauvais temps pour avoir toutes les information sous les yeux. L’utilisation des cartes GPS au sol est très efficace pour se repérer sur une plateforme aéroportuaire.
Concernant l’IA, je peux citer des innovations du type BTV (Brake To Vacate, un système conçu par Airbus pour minimiser l’énergie de freinage et la température des composants tout en atteignant une sortie de piste demandée par le pilote). Le système TCAS (Traffic Collision Avoidance System, qui permet d’alerter les pilotes sur le risque de collision, de proposer des trajectoires correctives et de procéder à un évitement coordonné) est une référence. Lors des phases critiques de décollage et d’atterrissage, l’avion ne donne que les alarmes dont le pilote a besoin car il y a une non-émission d’alarme, un tri pertinent est réalisé par la machine. L’automatisation est de mise dans le contrôle aérien qu’il s’agisse de certaines communications ou de relevé de position. Les avions à commande de vol électrique sont équipés d’une protection du domaine de vol (système empêchant le pilote de donner à l’avion un comportement anormal pour un vol commercial notamment en termes de vitesse, d’inclinaison, de facteur de charge, etc.).
L'affichage du TCAS sur le Navigation Display
"La bonne innovation est celle qui décharge le pilote sans créer de conflits derrière elle."
Flyinstinct : Comment est-ce qu’un pilote, ou un.e élève pilote, appréhende ces évolutions ?
N.T. : Cela dépend de nombreux facteurs dont l’ancienneté dans le métier, et l’importance des évolutions que l’on a connues. A titre personnel, le Cessna Citation Jet était le seul avion que j’ai piloté sans commandes de vol électrique, je n’ai donc pas vécu d’évolution aussi fondamentale que l’arrivée de ces commandes sur l’A320 par exemple. Le deuxième facteur est la philosophie des constructeurs. Airbus a mis en place les commandes de vol électriques, et propose des avions qui placent plus le pilote dans un rôle de gestionnaire. Boeing, à l’inverse, n’a pas mis ces commandes pour les changements de vitesse ce qui est assez fort puisqu’il s’agit d’un contrôle important. On dit que c’est un constructeur dont l’avion est plus "orienté pilote". Le troisième facteur dans l’appréhension qu’un pilote a des changements est la communication des constructeurs sur les nouveautés. Personnellement, je pense que ces évolutions sont nécessaires puisque la hausse du transport aérien doit s’accompagner d’une amélioration de la sécurité pour maintenir un niveau de risque acceptable. Le pilote doit s’adapter, mais il doit pouvoir garder la possibilité in fine de reprendre la main sur la machine.
A.P. : Les innovations sont globalement très bonnes à prendre et les pilotes en sont satisfaits. Je connais personnellement un capitaine d’A340 qui venait d’être formé instructeur sur A350 et ne masquait pas son enthousiasme de découvrir cette nouvelle machine. L’appréhension se situe au niveau de la manière dont l’innovation est présentée au pilote. C’est d’ailleurs une grosse différence entre Airbus et Boeing, le constructeur européen ayant peut-être tendance à moins « penser pilote ». Mais si l’on prend l’exemple d'évolutions comme le HUD (Head Up Display, voir ci-dessus), il s’agit d’une véritable révolution pour les pilotes dans le sens positif du terme. La bonne innovation est celle qui décharge le pilote sans créer de nouveaux conflits derrière elle.
Un atterrissage lors d'un entraînement du cursus EPL
Flyinstinct : Comment ces innovations et l'évolution du métier sont abordées en formation à l'ENAC/en compagnie ?
N.T. : Il y a tout d’abord l’aspect réglementaire, comprenant toutes les formations demandées par l’EASA et la FAA. Sur 3 ans, il faut avoir revu tout l’avion et fait tous les exercices de simulateurs imposés. L’objectif est de faire évoluer les scénarios de ces simulations pour correspondre aux nouvelles problématiques. Par exemple, les pannes numériques ont tendance à se substituer aux pannes moteurs, il faudrait donc plus de scénarios en ce sens. Il y a également les informations que la compagnie donne à titre facultatif, la possibilité de s’informer sur internet. Le plus intéressant reste le dialogue dans les airs sur les phases non critiques qui permettent de s’interroger, de se tester, et de partager son expérience métier pour progresser. Pour finir, la mise en place d’un système de retour d’expérience incident et accident basé sur la « culture juste » (dans laquelle l’erreur cohérente avec le niveau d'expérience n’est pas pénalisée pour encourager le partage) permet à chacun de s’améliorer en apprenant des situations d’autrui.
A.P. : Nous recevons des cours sur les facteurs humains, pour notamment apprendre à travailler en équipage malgré l’automatisation grandissante et les limites de chaque pilote. L’ENAC reste en phase avec les innovations en modernisant la flotte d’entraînement par exemple. Il y a 60h sur simulateur d’A320 qui est l’ambassadeur de cette philosophie. Les possibles évolutions du métier sont peu abordées dans la formation. Il nous est en revanche expliqué en quoi le rôle a changé, on le voit lors de l’entrainement sur les Beechcraft Model 58 Baron qui ont déjà des systèmes automatisés. On a l’impression que le travail est plus simple mais les menaces sont différentes et masquées. Le passage des moyens conventionnels au GPS a rajouté du travail en amont. Avant, il fallait configurer la fréquence de l’instrument de navigation. Aujourd’hui, il faut vérifier que les minimas soient bien réglés, que l’attente soit codée, etc. On a délesté le pilote dans la phase critique d’approche pour rajouter du travail en amont en croisière. L’idée est encore une fois de linéariser la charge de travail du pilote et d’éviter des pics d’intensité.
UNE IA AU SERVICE PLUTÔT QU'AU DÉTRIMENT DU PILOTE...
Flyinstinct : Arthur, tu t’es spécialisé en IA lors de ta dernière année d’école à l’ISAE-Supaéro. De quels projets et innovations dans l’aéronautique as-tu entendu parler ?
A.P. : Concernant le pilotage, il y a beaucoup de travail pour intégrer la trajectoire de l’avion dans l’ATC (Air Traffic Control). Les objectifs sont la déconfliction en vol et une meilleure coordination entre les plans de vol en amont. Tout est fait pour optimiser l’utilisation du ciel de demain. Sur l’avion pur, on observe l’apparition de la maintenance par drone, l’analyse et la détection de débris sur les pistes, l’utilisation de la computer vision (permettre aux ordinateurs de comprendre le contenu des images). En compagnie, l’étude des facteurs humains prend de l’importance et se concentre sur le détection de tunnelisation (le cerveau passe dans un tunnel cognitif et le pilote devient incapable de réagir à son environnement, des informations comme les alarmes notamment n’entraînent aucune réaction). L’idée est de décharger le pilote en filtrant les informations qui lui parviennent, mais aussi d’utiliser l’IA pour améliorer l’ergonomie des cockpits en positionnant les systèmes de façon intelligente.
L’utilisation de l’Eye Tracking se révèle très utile pour ce type d’avancées (un système permettant de savoir précisément où l’expérimentateur regarde). De manière générale, l’IA peut aider le pilote à ne jamais se retrouver dépassé par le flux d’informations, en affichant les données pertinentes en fonction de la phase de vol. Pour finir, l’IA est au cœur des projets de pilotage autonome tels que le projet ATTOL (Autonomous Taxi, Take-Off and Landing) d’Airbus, testé avec succès sur un A350 qui a décollé sans aucune intervention humaine. Il s’agit là d’un complément aux systèmes existants, offrant un nouveau moyen de piloter la trajectoire de l’avion mais toujours dans l’optique de décharger le pilote.
Un exemple de système d'eye tracking
Flyinstinct : Nicolas, quels sont les projets d’IA dans le secteur qui transformeront les compagnies ?
N.T. : Il y a d’abord l’intégration de l’avion dans le transport aérien, l’évitement des collisions, la gestion des priorités. On trouve aussi de plus en plus d’IA dans le confort cabine même s'il ne s'agit pas là de pilotage. Cela reste un enjeux pour les compagnies quand on voit que le COVID a conduit au premier vol Papeete-Paris sans escale, d’une durée de 16h30. L’apparition de l’éclairage progressif, des hublots opaques pour simuler le coucher et le lever du soleil sont des innovations intelligentes qui améliorent le confort du passager. Ensuite, l’écologisation du trafic aérien est un enjeux primordial pour le secteur. Il est demandé aux compagnies d’avoir des procédures de vol plus écologiques avec des arrivées directes, à savoir descendre en planant avec une poussée IDLE (réduite) à l’inverse d’une descente en palier. Seulement, il reste de nombreux problèmes à résoudre. Le principe d’approche stabilisé nécessite de ne pas arriver avec une poussée trop réduite pour pouvoir effectuer une remise de gaz si nécessaire. Il est également possible d’utiliser des moteurs électriques pour le roulage au sol, mais le moteur a besoin de 3 à 5 minutes de chauffe avant de décoller, durée que l’on était sûr d’atteindre pendant le roulage. L’IA pourra-t-elle intervenir ici pour assurer et optimiser la chauffe pré-décollage si le moteur est allumé plus tard ? Concernant le carburant, l’extra emporté est toujours plus affiné. Par exemple, l’IA intervient dans un logiciel qui donne les statistiques des vols des 60 derniers jours pour une liaison donnée. Cela permet au pilote d’avoir un retour d’expérience et des suggestions d’optimisation de consommation non seulement sur les vols des autres pilotes mais aussi sur ses propres vols.
Les hublots intelligents du Dreamliner ou presque, car il faut encore régler la luminosité manuellement
"Le SPO (Single Pilote Operation) sera mature quand l'avion réussira à détecter toutes les erreurs du pilote et lui donnera les bonnes indications tout en évitant sa tunnelisation."
Flyinstinct : Le succès ATTOL permet d’envisager des avions mono-pilotes techniquement réalisables. Quels sont les obstacles à la mise en place des SPO (Single Pilot Operations) en aviation commerciale ?
N.T. : Le transport aérien fonctionne bien car il y a du cross check partout. La difficulté du SPO réside dans ce constat. Il n’est pas rare de faire des erreurs sur des vols aussi minimes soient elles, mais ce triangle que forment les deux pilotes avec l’avion est très efficace pour les détecter et les corriger. Si on retire un pilote, on le perd. Le pilote pourra certes vérifier l’avion et son comportement, mais qui va vérifier l’humain ? Le contrôle aérien entre dans cette vérification en voyant ce que le pilote ordonne dans le pilote automatique, mais le SPO sera mature quand l’avion réussira à détecter toutes les erreurs du pilote et lui donnera les bonnes indications tout en évitant sa tunnelisation.
A.P. : Les avions sont bientôt adaptés au mono-pilote en croisière mais le problème reste l’apparition d’une situation critique comme lors du vol Rio-Paris. Les systèmes sont de plus en plus compliqués et peuvent devenir hors de contrôle si les bonnes informations ne sont pas données. D’expérience personnelle, la simple gestion de la radio en situation complexe demande beaucoup de concentration (en aviation commerciale, la radio est gérée par le pilote qui n’a pas les commandes). Par ailleurs, les formations d’aujourd’hui ne sont pas adaptées au mono-pilote. On ne peut pas mettre un.e jeune qui sort d’école avec 200 heures de vol seul.e dans un avion de ligne. Le titre de Commandant de Bord et la notion de responsabilité de l’appareil requièrent de l’expérience, sans parler de l’absence de cross check qui rendrait délicats les premiers vols.
...DONT LES LIMITES NE SONT PAS TECHNIQUES
"Avec la crise post-COVID, il est possible que cette course à l’innovation ralentisse ou s’oriente vers des technologies plus sobres et nécessaires à la survie du secteur."
Flyinstinct : Le SPO semble donc possible, mais qu'en est-il de l'avion autonome ?
N.T. : Il y a déjà des aéronefs autonomes, notamment des drones militaires mais il y a toujours une personne au sol chargée de surveiller et prête à reprendre les commandes en manuel. Quoiqu’il en soit il faudra toujours pouvoir récupérer le système à la main. C’est déjà le cas sur ces drones, sur les métros automatiques, et il faudra que ça le soit sur les avions. Quant à l’application à l’aviation commerciale, ce n’est pas pour demain tant la question de savoir si les passagers monteront reste sans réponse. Il est en tout cas certain que l’aspect générationnel entre en compte.
Le Loyal Wingman, un drone de combat Boeing entièrement autonome,
sous licence Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International
A.P. : Les derniers accidents médiatisés, autres que ceux du Boeing 737MAX, intègrent des erreurs humaines. Pour autant, peut-on affirmer que l’automatisation implique systématiquement un accroissement du niveau de sécurité du point de vue du pilote ? Souvent les causes sont multiples, le cas du 737MAX le montre. Il y a bien sûr une part de malchance, un système qui n’a pas été bien conçu, mais aussi un manque d’informations données au pilote qui n’est pas prévenu du déroulé de trim. L’automatisation provient aussi des investissements suscités par une véritable course à l'innovation. Avec la crise post-COVID, il est possible que cette course à l’innovation ralentisse ou s’oriente vers des technologies plus sobres et nécessaires à la survie du secteur. Typiquement, la communication d’Airbus et Boeing consistant à dire qu’ils permettent de réduire le nombre de pilotes nécessaires avec des avions mono-pilotes pour pallier le manque dont le secteur souffrait jusqu’à maintenant n’est plus nécessairement pertinente.
CONCLUSION
Pour celles et ceux qui se posaient la question, le constat est clair : le métier de pilote de ligne a encore de beaux jours devant lui, toute pandémie mise à part. Le premier constat que l'on peut dresser est peut-être que l’appellation même de "pilote" est aujourd'hui réductrice. Bien plus que de se restreindre à tirer sur le manche au décollage et à guider l'atterrissage, le pilote est un manager d'un environnement complexe dans lequel il.elle est confronté.e à des problématiques d'entreprise. Le pilote doit bien sûr maîtriser une technologie de pointe, mais aussi coordonner des équipes, et savoir faire preuve de communication aussi bien avec son équipage qu'avec le sol. Les pilotes possèdent bon nombre de soft skills auquels le management en entreprise fait appel.
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Ceci s'explique par l'évolution de son travail. Il faut lire les récits des premiers pilotes de l'Aéropostale comme Mermoz ou Antoine de Saint-Exupéry dans Terre des Hommes, pour qui les pannes moteurs au-dessus du désert ou le vol quasiment aveugle de nuit ne sont pas des aventures mais des épreuves du quotidien, pour comprendre à quel point la signification du métier a changé. De nombreux systèmes sont là pour l'assister, son rôle tient désormais plus de la surveillance des paramètres de vol. L'Intelligence Artificielle y est pour quelque chose. L'arrivée de systèmes toujours plus autonomes cités dans cet article a linéarisé la charge de travail du pilote pour mener à bien la quête permanente de la sécurité à bord.
Pour autant, naïf sera celui ou celle qui remettra en question la valeur de leur rôle. Les innovations n'ont pas vocation à se substituer au pilote, elles sont faites pour lui. L'avion intelligent de demain hiérarchisera les informations, alertera de manière plus pertinente et optimisera les actions de toutes les parties prenantes, tant les pilotes que les aiguilleurs du ciel. Par ailleurs, les exigences de sécurité du secteur, le besoin de redondance des systèmes, la nécessité du cross check sont des impératifs qui s'opposent à la logique d'un cockpit à un seul pilote. S'il s'agissait d'un objectif assumé de l'industrie jusqu'à la crise du Covid-19, en témoigne le programme ATTOL d'Airbus, il est possible que les priorités financières soient désormais consacrées à la relance du secteur et à la diminution de son impact sur l'environnement. Quant à la question "Y a(ura)-t-il un pilote dans l'avion ?", la réponse n'est pas prête d'être négative.
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BIOGRAPHIES
Nicolas Tenoux a 36 ans et est ingénieur aéronautique de formation, diplômé de l’IPSA en 2007 avec spécialisation Management et Logistique Industrielle. Il obtient ensuite un Mastère Spécialisé® EAGTA (Exploitation Aéronautique et Gestion du Trafic Aérien) à l'ENAC. Recevoir le Prix INGENAC attribué à l’élève le plus méritant lui ouvre les portes d’un stage de fin d’étude chez Dassault Falcon Service. L'entreprise lui propose de rester comme Responsable Qualité dans les activités de maintenance notamment (Part M). L’idée de devenir pilote ne l’a jamais quitté puisqu’il possède alors son PPL (Private Pilot Licence). Il décide de se lancer dans l’aventure et entre à la Sabena Flight Academy, aujourd’hui CAE Bruxelles. Il est ainsi formé à devenir pilote entre 2009 et 2011, date à laquelle il sort sans que le marché ne se soit encore remis de la crise des Subprimes. Son réseau lui permet de commencer à travailler dans l’aviation d’affaire chez Global Jet.
La situation se décante à l’été 2016. Il rentre chez Wizz Air comme First Officer A320/A321 tout en étant membre de l’équipe TEM (Threat and Error Management), preuve qu’il est possible de concilier poste d’ingénieur au sol avec carrière de pilote. Il évolue au sein de la compagnie et devient formateur puis participe au recrutement des pilotes.
Il part en novembre 2018 chez Norwegian pour profiter de l’expérience long-courrier et évoluer sur des avions Boeing. Rentré Junior First Officer sur 787, il est devenu début 2020 Senior First Officer et totalise désormais plus de 700 heures de vol sur l’appareil de l’avionneur américain.
Lorsqu’il ne vole pas, Nicolas Tenoux est instructeur consultant chez Flexsim ATO, partage sa passion sur sa chaîne Youtube et a récemment proposé une immersion dans son quotidien en sortant son premier livre 6 mois dans la vie d’un pilote de ligne.
Arthur Picard a débuté son parcours dans l’Enseignement Supérieur par deux années en Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles scientifiques. Il entre en école d’ingénieurs à l’ENSICA (Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Constructions Aéronautiques) juste avant sa fusion avec Supaéro et termine donc son cursus à l’ISAE-Supaéro (Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace), issu du rassemblement des deux écoles. Il découvre le milieu professionnel en enchaînant deux stages de 6 mois chez Qantas puis chez Amadeus. Il se spécialise en Science des Données et Intelligence Artificielle en dernière année. Il termine en stage de fin d’étude dans les Opérations Aériennes d’Air France pour de la Préparation et du Suivi des Vols. C’est après cette expérience, en 2018, qu’il décide de s’orienter vers une carrière de pilote et débute le cursus EPL (Elève Pilote de Ligne) à l’ENAC (Ecole Nationale de l’Aviation Civile).
