L'évolution de la mobilité de l'air urbain et la nécessité de normes mondiales

La mobilité aérienne urbaine (UAM) n'est plus un concept spéculatif; elle est une réalité émergente qui est motivée par les progrès rapides de la propulsion électrique, des systèmes autonomes et de la technologie des batteries.Les avions électriques verticaux au décollage et à l'atterrissage (eVTOL) sont développés par des dizaines d'entreprises dans le monde entier, avec le potentiel d'offrir des transports aériens à la demande et à basse altitude à l'intérieur des villes et entre les villes.

L'OACI, institution spécialisée des Nations Unies créée en 1944, a une longue histoire d'élaboration de normes internationales et de pratiques recommandées (SAP) qui régissent presque tous les aspects de l'aviation civile, dont le mandat porte sur la sûreté, la sécurité, l'efficacité et la protection de l'environnement.

Mandat de l'OACI et adaptation de ce mandat à l'UAM

L'OACI a pour mission de mettre en place des systèmes de navigation aérienne internationale, qui sont généralement axés sur les aéronefs qui volent au-dessus de 500 pieds, mais les opérations UAM occuperont des altitudes inférieures, généralement inférieures à 1 000 pieds, et impliquent des modes de circulation denses et complexes à proximité des zones peuplées.

L'initiative-cadre mondiale de l'UMA

En 2021, l'OACI a lancé l'initiative de mobilité aérienne urbaine, invitant les États membres et les acteurs de l'industrie à collaborer à l'élaboration de règlements harmonisés, soulignant la nécessité d'une approche [ fondée sur les performances[ qui fixe des objectifs en matière de sécurité et d'environnement sans étouffer l'innovation.

Intégration au Plan mondial de navigation aérienne

Le plan mondial de navigation aérienne (GANP) fournit une feuille de route stratégique pour l'évolution de la gestion du trafic aérien (ATM). La dernière édition inclut explicitement l'UAM comme domaine de performance clé. Grâce à son cadre de modernisation du bloc de systèmes aériens (ASBU), l'OACI développe des modules pour les services UTM (UAS Traffic Management) et les services spécifiques à l'UAM, tels que la reconfiguration dynamique de l'espace aérien et la gestion des urgences, ce qui permet aux systèmes ATM du monde entier de s'adapter à un nombre croissant de vols automatisés à basse altitude.

Principales normes de l'OACI qui déterminent la croissance de l'écosystème de l'UMA

Les contributions de l'OACI peuvent être regroupées en quatre piliers essentiels : la sécurité, la gestion du trafic aérien, la durabilité environnementale et la certification.

Normes de sécurité pour les opérations eVTOL

Pour l'UAM, l'OACI étend ses annexes à la Convention de Chicago, en particulier à l'Annexe 6 (Exploitation d'aéronefs), à l'Annexe 8 (Naviabilité) et à l'Annexe 19 (Gestion de la sécurité), qui traitent des risques uniques que présentent les opérations de faible altitude sur les populations urbaines denses.

  • Exigences de conception et de fiabilité :[ Les aéronefs eVTOL doivent satisfaire à des normes de navigabilité robustes qui tiennent compte de la propulsion électrique distribuée, des modes de panne de batterie et des procédures d'atterrissage d'urgence dans les milieux urbains restreints.
  • Cas de sécurité opérationnelle : Les exploitants sont tenus de présenter des cas de sécurité qui démontrent comment ils géreront les risques tels que les impacts d'oiseaux, les incursions de drones et les défaillances du système à proximité des bâtiments.
  • Gestion des capacités:[ L'OACI élabore des normes pour les procédures de liaison perdue, les systèmes de géofençage et les systèmes automatisés d'atterrissage d'urgence qui assurent des résultats sûrs même lorsque les systèmes de communication ou de navigation échouent.

Ces normes s'appuient sur une collaboration étroite avec des organismes du secteur tels que l'Agence de la sécurité aérienne de l'Union européenne (AESA), qui a déjà publié un ensemble de conditions spéciales pour la certification eVTOL.Le rôle de l'OACI est d'harmoniser ces normes régionales en une base de référence mondiale, empêchant un patchwork de prescriptions différentes qui entraveraient les opérations internationales.

Gestion du trafic aérien et services d'espace aérien urbain

La gestion de l'espace aérien de basse altitude au-dessus d'une ville est très différente de la gestion des corridors de haute altitude. L'OACI est un pionnier de nouveaux services connus collectivement comme U-space ou UTM (UAS Traffic Management), adaptés pour soutenir des opérations à haute densité et hautement automatisées.

  • L'attribution de l'espace aérien dynamique: Des normes sont en cours d'élaboration pour permettre la reconfiguration en temps réel des volumes de l'espace aérien, permettant aux routes UAM de se déplacer en fonction de la demande, des conditions météorologiques et des contraintes de sécurité.
  • Identification numérique et suivi:[ L'OACI travaille à un cadre mondial pour l'identification à distance des aéronefs eVTOL, en veillant à ce que les autorités et les autres utilisateurs de l'espace aérien puissent toujours voir qui vole où.
  • Services de désenclavement et de séparation:[ Des algorithmes automatisés de détection et de résolution des conflits seront nécessaires pour maintenir une séparation sécuritaire entre plusieurs véhicules UAM, ainsi qu'entre les aéronefs UAM et les hélicoptères conventionnels ou le trafic aérien général.
  • L'intégration avec les systèmes de GAB existants:[ Les normes de l'OACI prévoient que les opérations de l'UMA soient intégrées dans l'environnement du trafic aérien plus large, non pas siloed. Cela signifie que les contrôleurs doivent avoir une visibilité sur les mouvements de l'UMA, et que des interfaces doivent exister entre les fournisseurs de l'UMA et les centres traditionnels de contrôle du trafic aérien.

Le projet NASA UTM[ a fourni une recherche approfondie qui éclaire les travaux de l'OACI. Les leçons tirées des démonstrations de vol de la NASA sont codifiées dans les documents d'orientation de l'OACI, accélérant ainsi la voie vers l'approbation opérationnelle.

Normes environnementales: bruit et émissions

La mobilité aérienne urbaine ne peut réussir si elle aggrave l'environnement urbain.Les normes environnementales de l'OACI sont essentielles pour garantir que les opérations eVTOL sont acceptables pour les communautés.

  • Certification de bruit: Les mesures de bruit des aéronefs classiques ne sont pas directement applicables aux opérations eVTOL, qui impliquent plusieurs rotors, des profils de décollage abrupts et des altitudes inférieures. L'OACI élabore de nouvelles normes de certification de bruit qui tiennent compte de ces caractéristiques, en mettant l'accent sur la puissance perçue et la qualité tonale plutôt que sur des niveaux décibels simples.
  • Émissions et énergie:[ Bien que les avions eVTOL produisent zéro émission de gaz d'échappement, leur impact sur l'environnement du cycle de vie dépend de la source d'énergie et de la production de batteries. L'OACI encourage l'adoption d'énergie renouvelable pour la tarification des infrastructures et travaille à une méthodologie d'évaluation du cycle de vie pour l'UAM.
  • Mesures de bruit communautaires: L'OACI a publié des directives sur l'exposition cumulative au bruit autour des vertiports, en veillant à ce que les exploitants et les autorités locales puissent planifier des trajectoires de vol qui minimisent les perturbations dans les zones résidentielles.

Ces normes environnementales non seulement protègent la santé publique, mais elles renforcent la confiance du public, élément essentiel de la croissance de l'écosystème de l'UMA. Sans l'acceptation de la communauté, même la technologie la plus avancée aura du mal à se déployer.

Normes de certification et de conception de type

L'annexe 8 de l'OACI (Naviabilité aérienne) fournit le cadre général, mais elle est complétée par des normes techniques détaillées de la part d'organismes tels que l'AESA, la Federal Aviation Administration (FAA) et la Civil Aviation Administration of China (CAAC).

Si un aéronef est certifié dans un pays, d'autres États signataires peuvent accepter cette certification avec un minimum d'essais supplémentaires, ce qui réduit les coûts et accélère l'entrée sur le marché. L'OACI travaille sur un ensemble de critères de certification universels pour les aéronefs eVTOL, couvrant des domaines critiques tels que:

Collaboration mondiale : le moteur derrière les normes

L'élaboration de normes est fondamentalement collaborative et l'OACI agit comme une plateforme neutre où les États membres, les associations industrielles et les chercheurs convergent.Le Groupe d'étude de l'OACI sur l'UMA[ réunit des experts des autorités de transport, des fournisseurs de services de navigation aérienne (PSN), des constructeurs d'aéronefs et des urbanistes.

En outre, l'OACI collabore avec d'autres organismes internationaux tels que la coalition du Forum économique mondial (AAM) et l'entreprise commune Clean Aviation. Ces partenariats aident à aligner les normes techniques sur les incitations économiques, en veillant à ce que la durabilité et l'accessibilité soient associées.

Projets pilotes régionaux et boîtes à sable réglementaires

L'OACI a encouragé les États membres à mener des projets pilotes qui testent les opérations de l'UAM dans des conditions réelles tout en respectant les principes de l'OACI. Par exemple, plusieurs villes européennes, dont Amsterdam, Paris et Hambourg, ont lancé des corridors de l'UAM qui fonctionnent conformément à des réglementations nationales, conformément aux directives de l'OACI.

Dans la région Asie-Pacifique, Singapour et la Corée du Sud ont mis en place des bacs à sable réglementaires où les jeunes entreprises peuvent tester de nouveaux services de taxi aérien en vertu de règles assouplies, la surveillance exercée par les autorités de l'aviation civile en utilisant les cadres de l'OACI comme base de référence.

Défis et lacunes du cadre actuel

Malgré des progrès importants, plusieurs défis subsistent : une lacune critique est la certification des systèmes de vol autonomes à l'échelle. Les normes actuelles de l'OACI supposent un pilote humain à bord; leur adaptation pour des opérations entièrement autonomes nécessite de nouvelles définitions de -pilot en commandement et de -critiquable de sécurité.

L'OACI élabore actuellement de nouvelles dispositions de l'annexe 17 (Sécurité) spécifiquement pour l'UMA, qui traitent de l'intégrité des données, des brouillages de communication et de l'accès non autorisé aux systèmes de contrôle de vol. Ce domaine évolue rapidement et nécessite une coordination étroite avec les experts en cybersécurité et les organismes d'application de la loi.

Enfin, il y a la question de l'accès équitable[. Les normes de l'OACI doivent garantir que les services de l'UMA ne soient pas limités aux populations riches. L'organisation travaille avec la Banque mondiale et ONU-Habitat pour explorer comment l'UMA peut être intégrée dans les réseaux de transport public, potentiellement subventionnés ou exploités comme un service partagé.

Perspectives d'avenir : Accélérer l'écosystème

Les normes de l'OACI ne sont pas statiques; elles sont conçues pour évoluer à mesure que la technologie et l'expérience opérationnelle se développent. Les prochaines années verront plusieurs jalons majeurs. D'ici 2026, l'OACI vise à publier un ensemble complet de SARP spécifiques à l'UAM couvrant le cycle de vie complet des opérations.

Parallèlement, la croissance de la mobilité aérienne urbaine stimulera la demande de nouveaux types d'infrastructures, soit les vertiports, les bornes de recharge et les centres d'entretien.Les normes physiques de l'OACI pour ces installations aideront à garantir que les villes peuvent planifier et construire avec confiance.L'impact économique est important : une étude McKinsey estime que l'UMA pourrait générer 1,5 billion de dollars de revenus cumulatifs d'ici 2040 si des cadres réglementaires étaient en place.

Pour les fabricants, le respect précoce des normes émergentes de l'OACI constituera un avantage concurrentiel. Les entreprises qui investissent dans des caractéristiques de conception alignées sur les limites de bruit projetées de l'OACI, par exemple, feront face à moins de remaniements et d'approbations plus rapides.

Conclusion : Une fondation pour une croissance responsable

La mobilité aérienne urbaine peut changer la façon dont les gens se déplacent dans les villes, réduisant la congestion, réduisant les temps de trajet et contribuant à la décarbonisation. Mais ce potentiel ne sera réalisé que si l'écosystème est bâti sur une solide base réglementaire.

De la navigabilité et de la gestion du trafic aérien au bruit et aux émissions, l'OACI élabore de façon proactive les règles qui permettront à l'UAM d'augmenter durablement ses effectifs. Son accent sur la collaboration garantit qu'aucun pays ou entreprise ne dicte la voie à suivre.