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 ;
Toute idée ou contribution est la bienvenue…
À suivre…
Pour en savoir plus sur le contrôle aérien…
Deux excellents sites pour aller plus loin : le site ATC de Christophe Mayen et le site de Chakram – le contrôle aérien vulgarisé.