N° d'ordre

N° d’ordre :………………








THESE

Préparée au
Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes du CNRS

présentée pour obtenir

LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE


École doctorale : Systèmes
Spécialité : Systèmes Industriels


Par M. STOICA Dragoş Constantin
Ingénieur de l’Université Polytechnique de Bucarest


Analyse, représentation et optimisation de la circulation
des avions sur une plate-forme aéroportuaire


Soutenue le 10/12/2004 devant le jury composé de :


M. FLOQUET Pascal Président

M. MORA-CAMINO Félix Directeur de thèse
M. ACHAÏBOU Abdelkrim Codirecteur de thèse
M. MARÍN GRACIA Ángel Rapporteur
M. GUALDA Nicolau Fares Rapporteur
M. DE COLIGNY Marc Membre

M. DONCESCU Andrei Membre invité
M. NGUYEN Vu Duong Membre invité
Remerciements
Les travaux présentés dans ce mémoire ont été menés au Laboratoire d’Analyse et
d’Architecture de Systèmes de CNRS et dans le cadre du Département Transport Aérien de
l’ENAC. Je remercie Madame Louise Traves-Massuyès pour m’avoir accueilli dans l’équipe
de recherche DISCO du LAAS-CNRS. Cette thèse a été supportée financièrement par
l’ENAC et l’Université Toulouse II – Le Mirail. Je voudrais exprimer mes salutations les
meilleures au Monsieur Jean Bresson de l’ENAC et au Monsieur Marc De Coligny de
l’Université Toulouse II. Je voudrais remercier Monsieur Roland Morancho, Président de
l’Institut National Polytechnique de Toulouse pour son soutien pendant toute la durée de ma
thèse et pour sa compréhension.

Je remercie Monsieur Gualda Nicolau Fares et Monsieur Ángel Marín Gracia d’avoir accepté
d’analyser ce travail en tant que rapporteurs, pour leur conseils, leurs remarques constructives
et pour leurs indications.

Je remercie Monsieur Pascal Floquet d’avoir accepté de juger cette thèse et de présider le jury
de thèse. Je voudrais remercier les membres du jury : Monsieur Marc De Coligny, Monsieur
Andrei Doncescu et Monsieur Nguyen Vu Duong. Un grand merci pour Monsieur Achaïbou
Abdelkrim, le codirecteur de cette thèse, pour le soutien académique et moral pendant toute
cette période. Je remercie Monsieur Félix Mora-Camino de m’avoir mis à disposition les
moyens techniques et humains du Laboratoire d’Automatique de l’ENAC, pour ses idées,
pour les encouragements et le soutien moral constant pendant cette période et d’avoir dirigée
cette thèse.

Je voudrais exprimer ma gratitude envers tout mes professeurs, qui m’ont fait confiance et
j’espère que l’aboutissement de cette thèse récompense une partie de leur travail. Je voudrais
remercier particulièrement Monsieur Radu Burlacu pour avoir guidé mes pas vers l’étude et
la science.

Un grand merci pour mon épouse Anca, pour son soutien moral et pour sa patience pendant
toute cette période. Sans oublier tout mes amis qui m’ont encourage et soutenu jusqu’au bout.
























à ma famille,Table de matières

INTRODUCTION GENERALE

PARTIE 1
ELEMENTS GENERAUX ET PROBLEMATIQUE

CHAPITRE I – LES OBJECTIFS GENERAUX DE GESTION DU TRAFIC DES
AVIONS AU SOL................................................................................................................... 19
I.1 INTRODUCTION ................................................................................................................ 19
I.2 LES ACTEURS DU TRAFIC AEROPORTUAIRE....................................................................... 19
I.3 LES BESOINS DES UTILISATEURS....................................................................................... 21
I.4 LES SYSTEMES MIS EN ŒUVRE.......................................................................................... 22
I.4.1 La fonction Surveillance .......................................................................................... 23
I.4.2 Le Planning opérationnel ........................................................................................ 23
I.4.3 Le Routage ............................................................................................................... 24
I.5 LA NORMALISATION......................................................................................................... 24
I.6 ELEMENTS SUR LES SYSTEMES AVANCES DE GESTION ET CONTROLE DU TRAFIC AU SOL (A-
SMGCS)............................................................................................................................... 26
I.6.1 Leurs objectifs.......................................................................................................... 26
I.6.2 Les principales fonctions du A-SMGCS................................................................... 26
I.6.3 La classification des besoins d’automatisation de la gestion de trafic au sol......... 28
I.6.4 Les éléments du système........................................................................................... 29
I.6.5 Les difficultés de la mise en œuvre et l’impact opérationnel attendu...................... 31
I.7 LA SITUATION ACTUELLE ................................................................................................. 33
I.8 CONCLUSION.................................................................................................................... 36
CHAPITRE II – L’ORGANISATION PHYSIQUE DE L’AEROPORT ET LA
CIRCULATION AU SOL ..................................................................................................... 37
II.1 INTRODUCTION ............................................................................................................... 37
5
Table de matières

II.2 L’ORGANISATION GENERALE D’UNE PLATE-FORME AEROPORTUAIRE ............................. 37
II.3 LES AIRES DE STATIONNEMENT....................................................................................... 40
II.4 LES AIRES DE TRAFIC (APRONS) ...................................................................................... 45
II.5 LES VOIES DE CIRCULATION............................................................................................ 45
II.6 LES PISTES ...................................................................................................................... 47
II.7 LES SORTIES DE PISTES ET LES AIRES DE STOCKAGE........................................................ 49
II.8 CONCLUSION .................................................................................................................. 51
CHAPITRE III – LE CADRE OPERATIONNEL DU TRAFIC SOL............................. 53
III.1 INTRODUCTION.............................................................................................................. 53
III.2 CONSIDERATIONS GENERALES....................................................................................... 53
III.3 LES SYSTEMES DE SIGNALISATION................................................................................. 54
III.4 LES SYSTEMES DE LOCALISATION.................................................................................. 57
III.5 LES SYSTEMES DE COMMUNICATION ............................................................................. 59
III.6 PROBLEMES OPERATIONNELS DE LA CIRCULATION AU SOL DES AVIONS ........................ 60
III.6.1 Problèmes liés à la météorologie .......................................................................... 60
III.6.2 Les problèmes liés aux performances des avions................................................. 61
III.7 L’ENJEU DU CONTROLE DE TRAFIC AVION AU SOL ........................................................ 63
III.8 EXEMPLE D’ORGANISATION DU POSTE DE CONTROLE DU TRAFIC AU SOL ...................... 65
III.8.1 Les différentes fonctions associées au contrôle du trafic sol................................ 66
III.8.2 Les bandes de progression .................................................................................... 68
III.9 CONCLUSION................................................................................................................. 69

PARTIE 2
LA CAPACITE AEROPORTUAIRE ET LA
CIRCULATION AU SOL

CHAPITRE IV – LA CAPACITE AEROPORTUAIRE ................................................... 73
IV.1 INTRODUCTION ............................................................................................................. 73
IV.2 LE SYSTEME AEROPORTUAIRE ET SA CAPACITE ............................................................. 73
6


IV.3 LES FACTEURS INFLUANT SUR LA CAPACITE.................................................................. 75
IV.3.1 La capacité des sous systèmes............