Albiorix, lune de Saturne. Une invitation à un peu de curiosité. Ce site explore les thèmes de la radio, astronomie, programmation informatique, aéronautique, etc.
Le centre en-route LFMM gère la zone Sud-Est de l’hexagone. Je livre ici une version plus cohérente et simple des secteurs. La mise à jour porte sur :
la suppression des fréquences supplétives utilisables sur instruction ATC, en attendant de trouver une meilleure façon de les présenter ;
une dénomination des secteurs qui est plus proche de l’opérationnel, sans distinction artificielle à l’intérieur d’un même secteur : unicité nom <-> secteur, par exemple LO1 et LO2 sont désormais le secteur « LO ».
Voici une évolution de mon travail de cartographie amateur. Heureusement, peu de fréquences ont changé mais un rafraîchissement était nécessaire et j’ai enfin pris le temps de travailler à quelques améliorations. Et c’est plus joli.
Outre l’utilisation des données actuelles (cycle AIRAC du 22 février 2024), voici les principaux changements :
prise en compte des frontières. Il a fallu implémenter la traduction automatique de informations textuelles telles que « 42°26’00″N , 003°10’00″E – Frontière franco-espagnole – 42°30’14″N , 001°43’25″E – Frontière hispano-andorrane – 42°29’35″N , 001°41’49″E » (cf. ENR 2.1 ou 2.2) afin de reconstituer le trajet de la frontière entre les bornes fournies avec des coordonnées. J’ai réutilisé pour cela le fichier ne_10m_admin_0_map_units de Natural Earth choisi initialement pour le fond de carte, et le jeu a été de faire retrouver automatiquement tous les fragments de frontière. Le résultat est donc nettement plus joli et aussi plus proche des limites indiquées.
prise en compte des arcs de cercle. Pour les TMA, CTA, SIV, etc., on rencontre souvent des limites latérales de zones dont certaines parties sont des arcs de cercles (parcourus dans le sens horaire ou anti-horaire) intercalés entre des bornes données par des coordonnées. Par exemple, le SIV NICE partie 1.1 contient « 44°04’52″N , 006°38’51″E – arc horaire de 35 NM de rayon centré sur 43°39’55″N , 007°12’54″E – 44°13’56″N , 007°01’30″E« . Encore une fois, il a fallu s’amuser à faire en sorte que les fragments soient reconstitués et traduits en coordonnées. Le tout pour nourrir des fichiers geojson qui nourrissent ensuite QGIS, dans une longue chaîne alimentaire où tout doit être automatisé parce que je suis paresseux.
légère modification de l’affichage des étiquettes pour chaque secteur, notamment de l’étendue horizontale des étiquettes.
Un travail en cours sur les zones TMA, CTA et SIV. Elles sont présentées à part des cartes de secteur en-route, pour éviter les superpositions délicates à lire. Cependant, la stratégie choisie de présenter un assemblage de tranches horizontales de l’espace impose la production d’un nombre d’images dépassant la vingtaine. Voici un extrait de la coupe horizontale au FL 50 pour le Sud-Ouest :
Pour l’extrait présenté ci-dessus, comme l’intention initiale est de présenter en priorité une cartographie associée aux fréquences en usage, il serait pertinent de regrouper des secteurs associés à une même fréquence, typiquement les secteurs de la TMA Toulouse qui sont tous sur 121,750 MHz. Cela éviterait un morcellement trop important de la carte. Ce sera pour la version suivante.
Qui plus est, il va falloir commencer à récolter les fréquences de manière automatique dans d’autres rubriques que ENR 2.1, 2.2 et GEN 3.4, car la plupart des fréquences des TMA et des CTA n’y sont pas présentées. Les informations fournies ici viennent d’une base de donnée ad hoc, construite à côté, mais pas actualisable de la même manière.
Les softs utilisés :
script Python pour consulter le site SIA, lire et traduire les données géographiques et radio, produire les fichiers geojson ;
QGIS pour pour le projet cartographique où chaque layer (SIV, TMA, centres en-route, etc.) est alimenté automatiquement par un geojson produit précédemment. Un script Python génère les images correspondant aux coupes horizontales ;
Un script batch génère les pdf finaux.
L’idée initiale est de libérer les scripts sur un github. Comme je ne suis ni informaticien ni cartographe, j’ai encore besoin de mettre de l’ordre dans le code afin qu’il soit présentable et utilisable.
L’objectif de cet article est de présenter les améliorations obtenues dans la production de cartes aéronautiques présentant les différents secteurs de contrôle en route associées aux fréquences utilisées.
L’article précédent présentait déjà la méthodologie générale employée ainsi que quelques cartes que je qualifierais de cartes « en coupe« , car elles présentent les secteurs et les fréquences utilisées pour une coupe horizontale donnée de l’espace aérien. La galerie citée contient par exemples les coupes aux FL 150, 200, 270, 300, 350 et 400. insérer lien Ce ne sont pas des choix arbitraires mais quasi. En effet, il a fallu décider, après un coup d’œil global, les tranches qui pouvaient être les plus pertinentes et qui permettaient de couvrir le plus de fréquences différentes. Mais certaines fréquences passaient à la trappe, étant donnée la complexité des découpages de secteurs et faute de possibilité de représenter en détail toutes ces subtilités.
Comment tendre vers l’exhaustivité ? L’exemple avec Bordeaux contrôle
Un même centre en route gère des secteurs dont les limites horizontales ne sont pas les mêmes suivant l’altitude de coupe considérée. Pour représenter plus facilement tous les secteurs, l’idée est de déterminer des tranches de niveaux de vol au sein desquelles les limites horizontales des secteurs ne changent pas. Ceci évitera d’avoir à superposer des frontières de secteurs qui rendraient les cartes peu lisibles
La manip est aisée à faire à partir des données extraites du site du SIA, puisque je récupère des structures de listes ou de dictionnaires faciles à trier en Python. Pour Bordeaux, par exemple, il n’y a finalement (pour les secteurs UAC et ACC, je ne parle pas des SIV, etc.) que quatre tranches : SFC-195, 195-265, 265-345 et 345-UNL. Cela signifie qu’entre SFC et 195, les frontières géographiques (dites « limites latérales ») des secteurs de Bordeaux sont stables (en fait, on a quatre secteurs : LM, TG, TZ et BN, qui couvrent de SFC à FL 195).
Les quatre secteurs ACC de Bordeaux entre SFC et FL 195.
Immédiatement au-dessus de FL195, le découpage des secteurs est plus complexe avec huit secteurs (L1, R1, T1, Z1, N1, H1, X1 qui couvrent de FL 195 à FL 295 et P1 1 au sud de Bourges, qui couvre de FL 195 à FL 265). Entre FL 265 et FL 295, les sept premiers secteurs ne changent pas mais P1 est étendu au nord vers Orléans pour former P1 2, jusqu’à FL 295.
Comparaison entre les limites horizontales des secteurs P1 1 et P1 2. Au-dessus de P2 s’empilent P3, P4 et P5.
Il faut donc, pour rendre compte des (petites) différences de limites latérales, deux cartes pour Bordeaux entre FL 195 et FL 345, correspondant aux tranches 195-265 et 265-345.
Jusqu’à FL 345, les limites des secteurs ne changent pas, mais les noms des secteurs changent : on passe à L2, R2, T2, Z2, N2, H2 et X2, avec d’autres fréquences, et ainsi de suite en montant encore, les numéros pouvant aller jusqu’à 5.
Certains secteurs s’empilent ainsi très facilement sous forme de regroupements de secteurs, en couches successives, comme par exemple les cinq secteurs les uns sur les autres : L1 FL 195-295 sur 132,990 MHz, L2 FL 295-345 sur 136,040 MHz, L3 FL 345-365 sur 134,255 MHz, L4 FL 365-385 sur 122,630 MHz et L5 FL 385-UNL sur 127,435 MHz, empilés sur une même projection au sol, une zone qui s’étend du nord au sud, de Brive-la-Gaillarde à Châteauroux en passant par Limoges.
À partir de FL 345, il serait nécessaire de produire une nouvelle carte car les limites horizontales de R3/R4/R5 sont légèrement différentes de celles des secteurs R1 et R2 du dessous. Affaire de détail, la limite horizontale passe par un point au sud de Parthenay (79) 46°37’35″N , 000°15’00″W (R1 et R2) qui est décalé vers le sud d’un peu moins de 200 m pour 46°37’33″N , 000°15’00″W (R3, R4 et R5). Est-ce une coquille ? Peu importe En tout cas cela suffit pour provoquer la génération d’une nouvelle carte afin de représenter la tranche FL 345-UNL alors que la différence de tracé est imperceptible à l’échelle utilisée. Pour simplifier la tâche, le script modifiera donc cette coordonnée avant le traitement.
Bilan : pour Bordeaux, il y a trois cartes à produire et on dispose d’une présentation exhaustive des secteurs et de leurs fréquences. Bien sûr, il peut y avoir aussi des regroupements de secteurs géographiques proches, pour des raisons opérationnelles, une même fréquence étant affectée à un regroupement. Cela dépend de l’organisation du centre, du trafic prévu, etc., mais ce n’est pas pas l’objectif de ces cartes.
Voici les trois cartes au format jpeg. À la fin de cet article, je propose un pdf qui regroupe ces trois cartes.
Généralisation à tous les centres
Hors de question de faire les manipulations « à la main » pour tous les centres. J’acte la méthode : 1) regrouper verticalement les secteurs qui se superposent parfaitement, 2) en déduire des tranches plus ou moins épaisses de l’espace aérien pour lesquelles ces frontières de regroupement de secteurs sont stables à l’intérieur de chaque couche. 3) produire les cartes.
Les informations étant trop détaillées pour tenir sur une page A4 représentant toute la France, je conserve l’idée d’une séparation en cinq centres.
Je définis dans QGIS une mise en page (layout) spécifique à chaque centre, fondée sur l’utilisation d’un signet spatial (spatial bookmark) par centre qui délimite la zone spécifique à afficher. Une fois ces cinq mises en pages créées, une fois pour toutes, j’utilise l’éditeur Python de QGIS pour écrire un petit script qui va se charger de dessiner toutes les cartes.
Automatisation de la production des cartes avec PyQGIS
Les fonctionnalités de QGIS sont déjà très nombreuses mais le fait de pouvoir écrire des scripts démultiplie les possibilités. Mon script Python initial m’exporte déjà un petit fichier indiquant, pour chaque centre, les limites de tranches pour les découpages.
Un dernier script, ouvert et lancé depuis l’éditeur Python de QGIS, lit le fichier contenant les limites de tranches et fait le reste du travail.
La récupération des données sur le web et la production des fichiers json dure environ 15 s.
La génération automatique de toutes les cartes par QGIS dure un peu plus de deux minutes.
Un petit coup de convert pour traiter par lots les images et je récupère cinq pdf contenant les cartes des secteurs de chaque centre. Le fichier pour Paris est encore beaucoup trop lourd (17 Mo) mais il faut dire qu’il contient 15 tranches…
Pour la suite, il reste notamment à mieux gérer les limites des frontières avec l’Espagne ou l’Allemagne, retirer de l’information redondante pour certains secteurs qui apparaissent dans plusieurs tranches et à prendre de nouveau en compte les SIV (que j’ai volontairement omis de représenter dans cette nouvelle version car il faudrait leur appliquer un traitement identique aux secteurs…).
Et encore une fois, toute idée, contribution ou correction est la bienvenue…
L’espace aérien est divisé en de très nombreuses zones dans lesquelles évoluent les aéronefs. On peut avoir un premier aperçu de ces zones en visualisant la carte VFR. On peut y retrouver notamment les fréquences à utiliser pour contacter les services de contrôle. Il peut être intéressant de visualiser davantage de zones, notamment celles du contrôle en route, dans les espaces plus élevés. Une petite présentation de ces secteurs et un aperçu du travail de construction de telles cartes sont au menu de cet article.
Un exemple d’empilement de zones en partant du sol
Prenons l’exemple de l’aéroport de Rodez et regardons les différents secteur rencontrés au fur et à mesure que l’on s’éloigne ou que l’on prend de l’altitude (sans aller trop haut pour l’instant). Pour cela, regardons l’extrait de la carte VFR OACI accessible par Geoportail – copie du 19 août 2021 :
La CTR de Rodez occupe un volume allant du sol à 4 000 pieds (altitude exprimée par rapport au niveau de la mer) et grosso modo centré sur LFCR (aka Rodez). La fréquence de la tour est 118,125 MHz « Rodez Tour » (Rodez TWR). Un volume plus large, dévolu à l’approche, est la TMA. Pour Rodez, il s’agit de la TMA Clermont 8 (qui va de 1 000 pieds au-dessus de la surface ou 3 000 pieds au-dessus du niveau de la mer – la valeur la plus élevée des deux – jusqu’à 4 000 pieds) et de la TMA Clermont 9 qui s’élève de 1 000 pieds au-dessus de la surface (ou 4 000 pieds au-dessus du niveau de la mer) jusqu’au niveau de vol FL 115 (soit grosso modo une altitude de 11 500 pieds). Les deux TMA sont couvertes par la même fréquence : 133,725 MHz : « Clermont Approche » (Clermont APP). Autour et au-dessus, on trouve le secteur d’information de vol SIV Clermont 7 qui est un volume encore plus large et qui s’étend verticalement de la surface à FL 145 (environ 14 500 pieds). La fréquence de Clermont Approche, 133,725 MHz y assure entre autres le service d’information de vol.
La situation simplifiée est donc la suivante : une CTR autour de l’aérodrome, partant du sol, puis une TMA qui englobe les approches, placée au-dessus. Tout autour et plus haut, un SIV géré par le même aéroport que celui qui gère l’approche. Au total, cela fait deux fréquences : celle de la tour de Rodez et celle de l’approche et du SIV, l’approche de Clermont.
Secteurs
Principe de la sectorisation
Les volumes dédiés à des mouvements à basse altitude sont eux-mêmes inclus dans un volume plus grand, allant de la surface au FL 195, correspondant à un centre de contrôle régional ou ACC (Area Control Center) qui gère le trafic « en route ». Dans l’exemple de Rodez, il s’agit de Bordeaux Contrôle (il y a cinq centres en route, appelés CRNA, qui se partagent le territoire métropolitain : Aix-en-Provence, Bordeaux Mérignac, Brest Loperhet, Paris Athis-Mons et Reims). Comme le trafic peut être assez dense, en particulier en journée, une même position de contrôle (pour simplifier, une position c’est un binôme de contrôleurs aériens avec un écran radar, une fréquence radio) ne peut à elle seule gérer un cinquième du territoire français. Chaque centre divise donc la vaste zone qui lui est attribuée en différents secteurs, suivant un découpage à la fois horizontal et vertical. Un aéronef peut donc être amené à traverser différents secteurs gérés par Bordeaux Contrôle durant son évolution. En période de faible trafic, une même position peut gérer plusieurs secteurs regroupés. La carte ci-dessous représente les quatre secteurs ACC de Bordeaux entre le sol et FL 195.
Au-dessus du FL 195, les mêmes cinq centres en route jouent le rôle de centres de contrôle d’espace supérieur ou UAC (Upper Area Control Center). Dans cet espace supérieur (entre FL 195 et FL 660), les secteurs sont souvent plus nombreux, avec des découpages horizontaux qui varient suivant l’altitude. L’illustration ci-dessous présente les différents secteurs rencontrés au FL 300 et au FL 400 pour le Nord-Ouest de la France.
Une comparaison entre deux niveaux de vol
Une comparaison des cartes aux deux niveaux permet de faire apparaître des similarités. Les secteurs de Brest Contrôle sont colorés en gris bleu. On peut remarquer que les secteurs commençant par la même lettre, par exemple KS et KU, ont la même emprise horizontale. Leurs limites verticales et leurs fréquences diffèrent. En effet, la documentation officielle du SIA nous indique que KS s’étend de FL 195 à 355 alors que KU commence à partir de FL 375. Entre les deux, il y a même un secteur KI, entre FL 355 et 375. Chaque secteur dispose d’une, deux ou trois fréquences de travail (sans parler des éventuelles fréquences supplétives ou des fréquences UHF utilisables sur instruction). Le suffixe utilisé renseigne sur la position dans l’étagement : les secteurs UAC les plus bas sont suffixés S (éventuellement S1, S2, S3), puis F, I et enfin U pour les secteurs les plus élevés.
On peut remarquer également que le secteur OG3 visible sur la carte au FL 300 est un secteur de Paris Contrôle UAC. La documentation indique les secteurs OG1, 2 et 3 s’étendent de FL 195 à 305. Au-delà, la zone est gérée par Brest et est incluse au secteur X*.
Problématique : cartographier secteurs et fréquences
L’idée de départ est de proposer une carte qui rend compte de la répartition des différents secteurs, tant horizontalement que verticalement, en adjoignant l’information sur les fréquences radio. L’objectif est d’importer automatiquement les données publiées sous forme de tableaux dans des pages html par le SIA (ces données sont mises à jour tous les 28 jours, c’est la notion de cycle AIRAC) et de restituer les informations sous forme d’une carte la plus lisible possible malgré les enchevêtrements.
La première possibilité que je vais explorer est d’établir des cartes par niveau (chaque carte représente les secteurs suivant une coupe à un niveau de vol donné). C’est la solution la plus simple mais elle implique la génération (certes rapide car automatisée) d’un grand nombre de cartes.
Une seconde possibilité serait une représentation en 3D, par exemple en créant des fichiers .kml pour une utilisation sous Google Earth. C’est dans ma to do list.
L’existant
Le Service d’Information Aéronautique n’édite plus ce genre de cartes. Les cartes OACI VFR sont adaptées à un trafic basse altitude, présentant les CTR, TMA, SIV, FIR (et UIR ?) mais bien sûr pas les secteurs en route pour des espaces aériens contrôlés supérieurs, plus majoritairement utilisés par des aéronefs en IFR.
En 2015, Cyprien Pouzenc réalise un superbe travail très bien documenté et produit deux cartes très lisibles qui résument les secteurs ACC et UAC utilisés pour les espaces inférieurs et supérieurs. La carte est mise à jour jusqu’en 2017. Les cartes sont produites à partir des données SIA, récupérées par un script bash pour former un fichier geoJSON et ensuite exploitées par le logiciel libre de cartographie QGIS. Le fichier GeoJSON ainsi que les deux cartes en pdf haute résolution sont disponibles sur son site.
Ce que j’ai réalisé pour l’instant
Depuis 2017, les secteurs ont évolué et certains éléments ne sont plus à jour. De plus, j’ai l’objectif d’adjoindre à chaque secteur la ou les fréquences utilisées. Plus à l’aise avec Python et les expressions rationnelles, j’écris un programme qui télécharge directement les pages html sur le site et produit ensuite les fichiers GeoJSON, typiquement un par type de zone : FIR, SIV, TMA et Secteurs (ACC et UAC), comportant le libellé du secteur ou de la zone, les limites haute et basse de la zone (en niveau de vol), les coordonnées du polygone projeté au sol, l’indicatif (pour un SIV) et la ou les fréquences (je me limite à la VHF pour l’instant) ainsi que le nom du CRNA pour les secteurs, afin de colorer les secteurs différemment en fonction du centre.
Dans QGIS, j’utilise une variable de projet qui contient le niveau de la coupe que je veux extraire. Une symbologie fondée sur un ensemble de règles me permet d’afficher uniquement les secteurs rencontrés au niveau de vol considéré.
La prise en main de QGIS est relativement rapide et permet finalement de produire assez rapidement des cartes en coupe.
Les cartes sont disponibles au format image dans la galerie ci-contre.
Il reste beaucoup de choses à faire…
mieux prendre en charge le suivi des frontières (pour le moment, je corrige quasi à la main le cas de la frontière franco-allemande pour bien couvrir les départements 67 et 68 – pour les autres frontières, il ne semble pas y avoir de problèmes, sauf que c’est très grossier) ;
publier le script Python après l’avoir refactorisé, commenté et rendu plus propre ;
essayer de produire des cartes qui portent sur une plage de niveaux de vol, par exemple FL 195 – 250, ou FL 300 – 400, etc. mais cela signifie aussi produire une carte beaucoup plus chargée et moins facile à lire. Il faut sans doute identifier en priorité les FL pour lesquels on observe un changement des limites horizontales des secteurs.
mieux prendre en compte les SIV pour produire des cartes faciles à lire en-dessous du niveau 195 ;
automatiser la production de séries de coupes ;
automatiser la mise à jour des données à chaque nouveau cycle AIRAC ;
régler le problème de l’affichage des secteurs avec plafond oblique DO1 et DG2 de Paris (visible sur la carte au FL 200) ;
produire un outil qui, à partir d’une coordonnée géographique, retourne le profil vertical des différents secteurs rencontrés quand on monte en altitude, avec les fréquences correspondantes ;
