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OCTAVIA
Le projet région Occitanie OC’TAVIE - Optimisation Collaborative du Transport aérien vis-à-vis de l’Environnement (projet R&D sur 15 mois) s’inscrit dans des problématiques de réduction de l’empreinte environnementale du transport aérien à court, moyen et long terme.
Les avions émettent des gaz carboniques et des éléments qualifiés "non-C02" (vapeur d’eau, oxydes d’azote, oxydes de soufre, hydrocarbures...) dans l'atmosphère qui participent au rechauffement climatique. En plus des émissions de gaz et particules (C02 et non-C02), des formations de trainées de condensation (contrails, condensation trails en anglais), sous forme de nuages rectilignes visibles derrière les avions, augmentent la couverture nuageuse. Ce phénomène pouvant persister pendant plusieurs heures, ces trainées de condensation viennent amplifier l'effet de serre. Les plus récentes évaluations montrent que ce forçage climatique serait du même ordre que celui dû au rejet du CO2.
Aujourd’hui, les seules émissions de CO2 par l’aviation représentent environ 2 à 3 % des émissions globales. Les prévisions de croissance du trafic aérien pour la période 2015-2025 par l’OACI (Organisation de l'aviation civile internationale) avant la crise liée à la COVID-19 étaient de 4,1 % par an. Même si cette croissance est nettement ralentie sur le court terme par la crise sanitaire, la contribution de l’aviation au changement climatique pourrait devenir majeure. Des efforts supplémentaires et accélérés sont alors nécessaires et cela pour tenir les objectifs de l’accord de Paris sur le climat.
Afin de préserver son activité, le secteur aéronautique se doit donc de proposer des solutions pour contribuer à la diminution de l’impact sur l’environnement. Si de nombreux projets sont initialisés pour concevoir de nouveaux avions, leurs concrétisations ne devraient pas voir le jour avant le début de la prochaine décennie. Ainsi, l’effet de ces nouveaux avions sur l’environnement ne sera significatif que bien au-delà de 2030, lorsqu’ils commenceront à représenter une part importante de la flotte mondiale. La nécessité est d’agir à court-moyen terme, sans attendre de nouveaux types d’appareils et de motorisations.
Au sein des gestionnaires d’espaces aériens, il existe également des initiatives limitées et fragmentées visant à réduire l’impact environnemental des vols en conformité avec leur plan de performances environnementale (ciel unique Européen). Il est donc nécessaire de trouver des solutions adressées aux gestionnaires d’espace et aux opérateurs des avions existants à mettre en œuvre dès maintenant.
Le projet OC’TAVIE s'inscrit dans cette optique de proposer ces nouvelles solutions (associant la gestion des avions et des espaces aériens), à cycles de développement courts et cela afin de bénéficier de possibilités de mise en œuvre rapide et à coût abordable.
Objectifs
Le projet OC’TAVIE vise à :
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Proposer des métriques d’évaluations de l’impact climatique pour les effets non-CO2 qui sont aujourd’hui mal maîtrisés et qui devront être intégrées à termes dans le service. Ces métriques devront être adaptés aux besoins de l’aviation pour permettre leur prise en compte dans le calcul de l’impact environnemental global des vols (au-delà du seul CO2). Pour ce faire, le projet vise à acquérir la capacité à estimer plus finement l’impact total (effets CO2 et non-CO2) des vols sur l’atmosphère, en particulier celui lié au phénomène des trainées de condensation,
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Construire les éléments techniques permettant de prototyper le concept en s’appuyant sur des outils digitaux à bord et au sol ainsi que des procédures vertes adaptées et enrichies par des échanges entre pilotes et contrôleurs. Ce concept vise à offrir un service permettant :
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A un gestionnaire de l’espace aérien de déclarer un espace-temps au sein duquel il a la capacité d’accorder aux différents vols des optimisations de trajectoires adaptées aux performances de l’appareil et favorables à l’environnement.
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A un opérateur d’aéronef d’exploiter cet espace-temps pour optimiser la trajectoire de ses appareils. Cette optimisation pouvant se faire de manière plus poussée lorsque l’appareil est équipé d’un terminal pilote simplifiant les échanges à fin d’optimisation avec les contrôleurs. En combinant les connaissances acquises sur les niveaux d’émission d’un vol avec une meilleure collaboration entre le contrôle du trafic aérien et les utilisateurs de l’espace (opérateurs aériens/pilotes), il est donc possible de tirer parti des espaces Green Flag pour réduire l’empreinte environnementale de l’aviation.
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Tester en environnement réel le concept Green Flag. L’expérimentation réelle a pour ambition de démontrer la viabilité du concept ainsi que son intérêt pour l’environnement. Cette expérimentation fait intervenir les travaux des différents partenaires. Elle fera également appel à un opérateur aérien. L’expérimentation servira également de base pour des travaux ultérieurs via SESAR qui permettront de travailler sur les problématiques de déploiement de la solution dans un environnement international.
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Structurer un partenariat Français et Occitan préparant l’émergence de services orientés « Cockpit connecté » et permettant l’optimisation environnementale des opérations aériennes.
Partenaires, Co-financeurs
ONERA - Centre de recherche : Expertise en recherche et développement dans le domaine aérospatial. En particulier, expertise sur l’impact environnemental de l’aviation et sur les méthodes et algorithmes d’Intelligence Artificielle nécessaires aux outils d’aide à la décision pour les compagnies aériennes et les fournisseurs de services de gestion du trafic aérien - ANSP.
CERFACS - Centre de recherche : Expertise dans la modélisation, la simulation numérique et le calcul Haute Performance, en particulier dans le domaine du climat et de l’aérodynamique.
DGAC/DSNA - Administration : Expertise dans la gestion du trafic aérien. Expertise dans le développement et le prototypage de solutions de contrôle aérien, avec tous les tests associés. Mise à disposition des moyens nécessaires (Environnement opérationnel de formation des contrôleurs aériens pour les tests de simulation et pour expérimenter des nouvelles procédures identifiées dans le Concept Opérationnel).
ATMOSPHERE - PME : Expertise en connectivité satellite et ses applications dans le domaine aérospatial.
CGX - PME : Expertise basée sur le digital et l’approche disruptive en matière de publication des données aéronautiques et d’intégration du digital sécurisé dans l’opérationnel temps réel.
THALES Group (AVS/LAS) – GG (Grand Groupe) : Expertise dans les domaines de l’avionique de vol, de la simulation et de l’entraînement : équipements et fonctions embarqués pour le Pilotage, la Navigation et le Contrôle des systèmes avions. Expertise dans le domaine des systèmes de gestion du trafic aérien (conception, étude, industrialisation, exploitation...) ; expertise en produits digitaux pour l’ATM et méthodologie de développement Agile.
Air France – GG (Grand Groupe) : Expertise opérationnelle d’un vol de bout en bout. Expertise dans la gestion d’une flotte d’avion multi-porteurs/multi-avionneurs. Expertise dans la conduite de vol.