Si il existe une impression de longévité en informatique, c’est bien le cas des simulateurs de vol. Ils ont pour moi toujours existé, depuis même les balbutiements de l’informatique. Je me souviens encore de mon premier Flight Simulator II sur Commodore 64, dans les années 80.
Avec l’avancée
des technologies et la foudroyance de l’évolution digitale, on
arrive aujourd’hui à des simulations presque parfaites. J’en ai
encore aujourd’hui la démonstration presque tous les jours dans
mon nouveau métier d’instructeur professionnel, même si des
progrès en la matière restent encore à venir, et heureusement.
Un peu d’histoire de simulation…
Prenons les choses par leur commencement : Flight Simulator, logiciel de simulation de pilotage, a germé dans la tête de Bruce Artwick à partir de 1977 et sorti en 1979, édité par SubLOGIC, sa société. Il a été ensuite revendu à Microsoft qui continua le développement sous l’impulsion personnelle de Bill Gates, qui souhaitait conserver des logiciels ludiques en plus du coté business qu’on lui connaît, et ceci pas moins de trois années avant la sortie du premier OS Microsoft Windows. Il servit aussi de pilier dans le développement 3D pour des besoins de réalisme et c’est à lui qu’on doit les principales structures des moteurs 3D actuels pour l’accélération matérielle graphique. Microsoft repris ensuite le flambeau en améliorant les modèles, ajoutant des avions, des options de gestion météo, des précisions dans la représentation de l’environnement au niveau mondial avec plus de 20000 aéroports, les villes et cours d’eau, le relief avec des rendus quasi photographiques. Les dernière versions sorties l’ont été sous les noms de MS Flight Simulator 2004 et X avec des versions Standard, Deluxe et Professionnelle, auxquelles on peut trouver des addons complémentaires (zones géographiques, aéroports, scénarios…) conçus par des particuliers ou des éditeurs commerciaux divers. Flight Simulator a été ensuite stoppé par Microsoft, et le code source cédé pour Prepar3D, édité par la société 3D de Loockeed Martin. D’autres logiciels plus ludiques sont aussi sortis par d’autres éditeurs, comme X planes, Flightgear, Flight Unlimited… La possibilité de proposer un univers autour de l’aviation et du vol virtuel, bien que complexe, ravi un bon nombre de passionnés tout autour du globe, le tout étant accentué avec l’avénement d’internet.
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Flight Simulator 2 – 1982 -
Microsoft FS 1995 -
Microsoft FS 2000 -
MS Flight Simulator X
Quelle application en pratique ?
Concernant les interfaces, il faut remonter au début des années 1910 pour trouver les premiers entraineurs de vol, puis l’évolution de l’aviation les orientera vers des modèles analogiques pour l’entrainement des pilotes. A la rencontre du numérique et de l’analogique, des constructeurs développèrent alors un ensemble permettant à la fois de proposer une interface fidèle pour le contrôle de l’avion, et son modèle de vol informatique pour le calcul. Mais comment cela fonctionne-t-il ?
En couplant du
hardware (la cabine) avec le software (le logiciel contenant le
modèle de vol et l’environnement), il a fallu standardiser les
langages entre ces machines. L’utilisation des interfaces IN/OUT
(Entrées / Sorties) permet d’envoyer des signaux d’entrées
concernant la positions des commandes et des équipements commandés
par le pilote, et des résultats de calcul en sortie, qui permettront
de modéliser l’attitude et les évolutions de l’avion, mais
aussi la vitesse calculée de celui-ci, son altitude, etc. avec le
retour sur les instruments d’affichage dans le cockpit, ainsi que
les retours de force aux commandes. L’environnement 3D sera projeté
quant à lui via des écrans ou des projecteur tout autour de la
cabine, ainsi que le son pour un rendu plus immersif. Les simulateurs
FNTP actuels utilisés en compagnie aérienne, sont même montés sur
verrins hydrauliques qui permettent de mouvements de la plateforme de
6°.
Les coût de
fabrication de ce genre d’équipement est énorme, nécessite une
maintenance régulière, mais a le mérite de pouvoir simuler toute
situation non reproductible en vol. Il serait par exemple et on
l’imagine bien, difficile de simuler une panne de deux réacteurs
sur un avion de ligne avec des passagers à bord. C’est là où
l’application pédagogique des simulateurs prend tout son sens.
Les simulateurs
utilisés aujourd’hui dans la formation des pilotes sont de gros
systèmes, qui doivent être certifiés par les autorités
aéronautiques avant d’être exploités dans les programme de
formation.
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ALSIM AL 42 FNPT II -
et son avion le Diamond DA 42 -
ALSIM ALX en mode JOC
Sont pris en compte des notions de fiabilité, de réalisme, de rendus, et de standards en comparaison avec les vrais avions sur lesquels les pilotes se destinent. Ceci permet aussi de réduire de le nombre d’heures de vol réelles en conservant la même courbe de progression pédagogique, pour ensuite appliquer en situation concrète de vol. La majorité des écoles de pilotage proposent aujourd’hui une partie de leur programme de formation en séance sur simulateur, notamment pour le VSV (vol sans visibilité), l’IR (vol aux instruments avec météo dégradée), ou encore le traitement de différentes pannes, comme on le ferait en réalité. Un exemple avec les simulateurs AL42 ou ALX du constructeur ALSIM sur lesquels j’ai été formé. L’AL42 réplique la cabine du Diamond DA42, bimoteur léger exploité en VFR et IFR en monopilote, et l’ALX est modulaire, permet de simuler des modèles de vol du monomoteur classique, ou JOC (Jet Oriented Course) pour des formations sur un modèle de vol proche des avions de ligne à réaction type B737 ou A320, notamment pour les qualifications de pilotage en équipage et le CRM Cockpit Ressource Management.
Comment sont structurés ces simulateurs ?
Ils sont
architecturés autour d’une console principale qui fait tourner le
modèle de vol et celui de l’environnement 3D : l’instructeur
aura une console dédiée qui va lui permettre d’interférer avec
l’évolution de la météo, du vent, des conditions de vol, mais
aussi des systèmes internes comme les pannes, les
dysfonctionnements, le trafic… Il manque encore aujourd’hui la
possibilité, par manque aussi de ressources, de matérialiser la
météo réelle du jour directement partout autour du globe, ou
encore incorporer le trafic aérien réel directement dans
l’interface.
On va aussi trouver plusieurs modules qui vont être reliés à des écrans qui afficheront des instruments particuliers, d’autres qui auront en charge la gestion du retour d’effort… Enfin il reste l’affichage avec 3 projecteurs branchés sur chacun une console de visualisation. Tout ce matériel est connecté en réseau Wake-on-Lan, permettant de démarrer ou de couper toutes les consoles et projecteurs à partir d’une seule en Master. Ce sont donc quasi une dizaine d’ordinateurs différents qui travaillent en même temps et qui sont synchronisés. Une ligne internet haut débit est aussi dédiée à la maintenance à distance par VPN en cas de besoin, et pour les mises à jour.
Les modèles de vol
qui sont réalisés aujourd’hui sont très fidèles à la vraie
vie, et le pilote qui prend l’habitude de les utiliser ne sera pas
perdu quand il arrivera dans l’avion, puisque l’ergonomie et les
réactions seront les mêmes. Ces simulateurs permettent à la fois
de réaliser des séances quand ce n’est pas possible à cause de
la météo réelle, ou encore de dégrader la météo virtuelle pour
voler dans la couche de nuages quand il fait une tempête de ciel
bleu dehors. On peut aussi pousser le décisionnel des élèves, à
savoir pousser une situation dégradée là où cela pourrait
représenter un danger dans une situation réelle, et donc travailler
en situation de stress pour appréhender les baisses de performance
des pilotes dans cet état.
Pour finir, des sociétés privées proposent aujourd’hui au grand public des vols découverte à bord d’avions de ligne virtuels aux cockpit réalistes pour les immerger dans les antres du métier. On en trouve un peu partout en France. Je vous invite à vous essayer à cela, ou bien de passer sur le centre de Nîmes si vous désirez visiter nos installations à l’occasion et le simulateur de DA 42.
