Les tours de contrôle

Le présent exposé aborde la problématique des tours de contrôle sous l’aspect de leur conception architecturale, et en particulier des exigences qu’elles doivent satisfaire et qui souvent complètent les normes usuelles du bâtiment.

En effet, les tours de contrôle aéroportuaires doivent, pour être pleinement fonctionnelles, répondre à certaines exigences spécifiques : localisation, hauteur, servitudes aéronautiques et radio-électriques, liaisons fonctionnelles avec le bloc technique, équipements spécifiques, performances qualitatives renforcées dans la vigie (acoustique, thermique, éclairage, vitrages, …).

Il est très important de respecter ces exigences si l’on veut assurer de bonnes conditions à l’exercice du contrôle d’aérodrome, dont le double enjeu : sécurité/efficacité du transport aérien, est fondamental.

Dans le cas d’un projet de nouvelle tour de contrôle, ces spécificités sont à intégrer très en amont par la maîtrise d’œuvre (dès le stade esquisse), d’où la nécessité d’élaborer un programme suffisamment explicite et détaillé.

Le présent chapitre, après quelques généralités, présente, dans leurs grandes lignes, les principales de ces exigences.

• Définitions et généralités (vigie, fût, bloc technique)
• Les fonctions d'une tour de contrôle
• Conception et dimensionnement d'une vigie
  • Exigences de visibilité
    
• Critères de localisation d'une tour de contrôle et détermination de sa hauteur
• Conception d'une vigie

• Principe général de coupe
• Organisation interne
• Visiblité
• Autres paramètres
• Exigences qualitatives
• Vitrage

Définitions et généralités (vigie, fût, bloc technique)

Une tour de contrôle est constituée de l’ensemble : vigie + fût.

La vigie où s’exerce le contrôle d’aérodrome, est parfois disposée directement sur un bâtiment, mais c’est assez rare. Ses fonctions et particularités sont exposées ci-après.

Le fût (ou les fûts, car il peut y en avoir plusieurs) comprend généralement un escalier, un ascenseur monte-charge des gaines techniques, etc… Les dispositions préventives de sécurité incendie (coupe feu, sas, …) doivent garantir de bonnes conditions d’évacuation.

Le bloc technique est le bâtiment situé en pied de tour, où se trouvent les salles techniques et bureaux qui doivent être proches de celles-ci. Sa composition est variable, mais on y trouve le plus souvent :

• Les services techniques de maintenance,
• Les bureaux du contrôle aérien,
• Les locaux vie,
• Les locaux de formation,
• Les bureaux du district de l’aviation civile,
• Le bureau de piste.

Liste non exhaustive.Généralement sous la tour ou à proximité, le bloc technique réunit des salles techniques et des bureaux qui doivent être, de préférence (voire nécessairement), proches de la tour : maintenance, bureaux de la navigation aérienne, bureau de piste, district, … Ces différentes entités peuvent être regroupées en fonctions principales, d’où découlent certaines contraintes de liaisons et de proximité, plus ou moins fortes, et dont la hiérarchisation nécessitent un ordonnancement global.

Les fonctions d'une tour de contrôle

La conception d’une tour de contrôle doit lui permettre d’assurer l’ensemble des fonctions définies au niveau de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI).

Celles-ci sont présentées dans l’extrait suivant du document édité par l'OACI "Gestion du trafic aérien (procédures pour les services de navigation aérienne)" et référencé "Doc 4444"....

7.1 FONCTIONS DES TOURS DE CONTRÔLE D’AÉRODROME

7.1.1 Généralités

7.1.1.1 Les tours de contrôle d’aérodrome transmettront des renseignements et des autorisations aux aéronefs placés sous leur contrôle dans le but d’assurer l’acheminement sûr, ordonné et rapide de la circulation aérienne sur l’aérodrome ou aux abords de celui-ci, afin de prévenir les collisions entre :

• a) Les aéronefs en vol dans la zone de responsabilité désignée de la tour de contrôle y compris les circuits d’aérodrome,
• b) Les aéronefs évoluant sur l’aire de manœuvre,
• c) les aéronefs en train d’atterrir ou de décoller,
• d) les aéronefs et les véhicules évoluant sur l’aire de manœuvre,
• e) les aéronefs sur l’aire de manœuvre et les obstacles se trouvant sur cette aire.

7.1.1.2 Les contrôleurs d’aérodrome surveilleront constamment tous les vols au-dessus de l’aérodrome ou aux abords de celui-ci ainsi que les véhicules et le personnel sur l’aire de manœuvre. Une veille sera maintenue par observation visuelle ; dans des conditions de faible visibilité, celle-ci sera renforcée par radar, si celui-ci est disponible.

7.1.1.3 Les fonctions d’une tour de contrôle d’aérodrome peuvent être assurées par différents postes de contrôle ou de travail, tels que :

• contrôleur d’aérodrome, normalement chargé des mouvements sur la piste et des aéronefs en vol dans la zone de responsabilité de la tour de contrôle d’aérodrome ;
• contrôleur sol normalement chargé de la circulation sur l’aire de manœuvre, à l’exception des piste ;
• poste de délivrance des autorisations, normalement chargé de la délivrance des autorisations de mise en route de moteurs et des autorisations ATC pour les vols IFR au départ

DÉFINITIONS Circulation d’aérodrome

Ensemble de la circulation sur l’aire de manœuvre d’un aérodrome et des aéronefs évoluant aux abords de cet aérodrome.

Note – Un aéronef est aux abords d’un aérodrome lorsqu’il se trouve dans un circuit d’aérodrome, lorsqu’il y entre ou lorsqu’il en sort.

Aire de manœuvre

Partie d’un aérodrome à utiliser pour les décollages, les atterrissages et la circulation des aéronefs à la surface, à l’exclusion des aires de trafic.

Aire de trafic

Aire définie, sur un aérodrome terrestre, destinée aux aéronefs pendant l’embarquement ou le débarquement des voyageurs, le chargement ou le déchargement de la poste ou du fret, l’avitaillement ou la reprise de carburant, le stationnement ou l’entretien....

Conception et dimensionnement d'une vigie

En phase de conception, le dimensionnement d’une vigie commence par :

• la définition du nombre de postes de contrôle,
• leurs équipements (qui conditionnent les dimensions, très variables, des pupitres),
• une disposition leur assurant une bonne visibilité sur les zones à contrôler.

A titre d’exemple, une vigie peut comprendre les 3 postes de contrôle suivants :

• contrôle sol,
• contrôle local (dénomination courante du poste qui gère l’utilisation de la piste, à l’atterrissage et au décollage tours et aéronefs en vol dans les circuits d’aérodrome),
• contrôle d’approche (bien que n’étant normalement pas un contrôle à vue, il est parfois exercé dans certaines).
  
  

Exigences de visibilité

La vigie de la tour de contrôle peut être considérée comme l’œil de l’aérodrome.

L’observation visuelle depuis la vigie doit permettre d’exercer le contrôle d’aérodrome, tel que défini dans le document OACI 4444 précité, qui précise également que (cf. § 7.1.1.2) : « dans des conditions de faible visibilité, celle-ci sera renforcée par radar, si celui-ci est disponible ».

Les nécessités induites par les « conditions de terrains » ne permettent en effet pas toujours d’atteindre les conditions idéales de visibilité maximum de ces conditions.

C’est pourquoi les exigences habituelles d’un programme de nouvelle tour de contrôle en matière de visibilité sont les suivantes :

• la visibilité des contrôleurs doit être totale (c’est-à-dire sans aucun « masque ») sur certains secteurs « sensibles » : zones au sol (ex : seuils, croisement, etc.) ou trajectoires aériennes (ex : approche finale), représentées en rouge sur le schéma ci-contre,
• en ce qui concerne les autres zones à voir, il est possible de tolérer certains masques inévitables (ex : poteaux de la vigie), à condition que ceux-ci soient relativement limités, afin d’obtenir une visibilité optimale (cf. zones et trajectoire en bleu sur le plan ci-contre).

Pour y parvenir dans le cas d’un projet de nouvelle tour, des études de visibilité sont réalisées selon plusieurs implantations (et hauteurs) envisageables, afin de déterminer les éventuels « masques » et de vérifier qu’ils respectent les conditions de visibilité ci-dessus.

Critères de localisation d'une tour de contrôle et détermination de sa hauteur

La visibilité depuis la vigie est la clé principale de la localisation de la tour de contrôle. La localisation d’une tour de contrôle s’inscrit dans des enjeux multiples :

• l’inscription dans l’aménagement aéroportuaire (plan de composition générale, plan directeur d’aménagement, …),
• le respect des exigences de visibilité,
• le respect des servitudes (autant que possible, car des modifications ou dérogations sont parfois nécessaires, à condition d’avoir vérifié leur compatibilité avec les exigences de sécurité et de fonctionnement radio-électrique),
• un fonctionnement satisfaisant et un bon rapport qualité coût (voirie, réseau, fondations, …).

Une analyse multi-critères est donc nécessaire pour choisir entre plusieurs solutions envisageables, mais celles-ci doivent impérativement offrir des implantations et hauteurs de tours de contrôle permettant de respecter les exigences de visibilité présentées ci-dessus. Des études de visibilité sont donc indispensables afin de déterminer les éventuels « masques » de bâtiments ou même gros porteur en stationnement (cf. schéma ci-contre), et de vérifier qu’ils respectent les exigences de visibilité (cf. plan des zones à voir). En général, le positionnement (au sens géographique, mais également stratégique et économique) d’une nouvelle tour de contrôle se fait en procédant par étapes :

• a) le respect d’une logique d’aménagement aéroportuaire (plan de composition générale (PCG) : localisation des infrastructures en place) : délimitation de certaines zones préférentielles,
• b) le respect impératif des contraintes de visibilité (relief du terrain naturel ou « masque » des bâtiments existants) : délimitation de certains secteurs,
• c) les études plus précises de visibilité mettent en corrélation des positions et des hauteurs (règles du 1 %, ou affranchissement des masques),
• d) servitudes : les tours doivent respecter autant que possible les servitudes aéronautiques et radioélectriques.

Cependant, compte tenu des contraintes de hauteur et de proximité des aires aéronautiques qui s’imposent aux tours de contrôle, certaines dérogations aux règles sont parfois acceptées. Le choix entre plusieurs positions possibles se fait selon une analyse multicritères : visibilité, servitudes, fonctionnement, coût. La hauteur d’une tour de contrôle est déterminée, en fonction de son implantation, d’une part pour s’affranchir d’éventuels « masques » gênants, d’autre part afin d’avoir un angle d’incidence visuel suffisant (règle du 1 %). La ligne de vision tracée depuis l’œil du contrôleur jusqu’à un point de la chaussée observée doit faire avec celle-ci un angle supérieur à 1 % (0,7 % toléré ponctuellement), afin d’éviter une vision trop « rasante », ainsi que les phénomènes de diffraction par fortes chaleurs.

Conception d'une vigie

Principe général de coupe

• une toiture accessible, support d’équipements,
• un volume intérieur suffisant pour ménager les angles de visibilité nécessaires,
• une façade inclinée à la transparence optimale,
• un podium pour surélever et ménager un vide technique,
• une coursive de maintenance au dos des pupitres,
• une coursive extérieure (maintenance, évacuation, accessibilité, signaux visuels),
• un niveau inférieur (zone vie, locaux techniques).

Organisation interne

L’organisation et le dimensionnement en vigie dépendent :

• du nombre de postes, fonction de l’importance de la plate-forme et des prévisions de trafic,
• de leur orientation,
• du type de pupitres.

Visibilité

Après avoir déterminé une implantation et une hauteur de tour de contrôle permettant de s’affranchir des masques vis-à-vis des secteurs de visibilité totale ou optimale (cf. plan des zones à voir), il reste indispensable de vérifier, grâce à une épure de visibilité, que les masques structurels de la vigie (poteaux, contour), et des équipements (postes de contrôles) ne sont pas rédhibitoires et sont acceptables.

Autres paramètres

• accessibilité : personnel, maintenance, réseaux, notion d’objet critique, évacuation,
• sécurité incendie : distinguo vigie-bloc technique, code du travail, IGH, « vider le ciel »
• sûreté : distinguo bloc technique (mixité zone publique - zone réservée) et vigie (zone contrôlée)
• parafoudrage, sismique,
• capacité d’évolution,
• autorisation administrative.

La vigie présente également un certain nombre d’exigences qualitatives particulières (éclairage différencié, climatisation adaptée, vitrages, acoustique).

Exigences qualitatives

Visuelles

• Vitrages : transparence optimale, absence de reflet,…
  (voir plus loin le paragraphe relatif aux vitrages).
• Éclairage :
  L’éclairage artificiel doit être très étudié, afin d’éviter tout reflet ou éblouissement. C’est pourquoi on distingue dans une vigie 5 types d’éclairage :
  • Éclairage d’ambiance :
    Réparti sur l’ensemble du local.
    Intensité variable.
    200 lux
    Uniformité 0,5
    Tc = 3000 K
    IRC = 85
  • Éclairage des plans de travail :
    150 lux
    Uniformité 0,7
    2700<Tc<3000 k
    IRC = 85
  • Éclairage d’appoint des plans de travail :
    Intensité variable
    400 lux
    2000<Tc<3000 k
    IRC = 85
  • Éclairage de la coursive :
    100 lux
    Uniformité 0,5
    2700<Tc<3000 K
    IRC > 80
  • Éclairage de secours

Acoustique :

Bonne compréhension des communications internes et radio :

• Objectifs : Tr<0,7 s – bruit de fond <45 dba – pointes <63 db
  
  

Thermique :

Climatisation nécessaire (pour contrer l’effet de serre).
Principe préconisé :

• pour homogénéiser au maximum la T de l’air dans la vigie,
• éviter un effet de souffle sur les contrôleurs,
• créer un écran thermique le long des vitrages (anti-buée),

Vitrage

Le choix du type de vitrage à mettre en œuvre en vigie s’avère particulièrement délicat. En effet, outre le critère évidents de bonne visibilité, il doit répondre également à des exigences tout aussi contraignantes :

• mécanique (normes de sécurité aux chutes et contre les heurts, contraintes dues aux vents très importants accrues par les dimensions des vitrages, leur inclinaison et la hauteur de la tour),
• thermique (rayonnement solaire, diffusion de chaleur, effets de dilatation),
• acoustique (affaiblissement acoustique suffisamment important pour garantir une bonne intelligibilité
• des communications des contrôleurs).