1L’automatisation n’est pas une problématique nouvelle dans le monde de l’aviation civile. Elle est devenue prééminente dans les années 1980 au travers des innovations technologiques introduites dans les cockpits, qualifiées à l’époque de nouvelle génération glass cockpit. Ce terme peut paraître trompeur puisqu’il peut signifier uniquement un changement d’ergonomie d’interface alors qu’en fait il transforme profondément l’activité de pilotage. En introduisant progressivement des boucles automatisées gérant des processus de plus en plus intégrés, de la simple tenue de cap et altitude vers la gestion complète de la navigation, incluant dorénavant les communications, l’activité du pilote, son rôle, les relations au sein de l’équipage sont impactées.

2L’objectif de cette automatisation est multiple. On améliore d’abord les performances du système en faisant réaliser à l’automatisme des tâches simples de manière plus efficace. L’action automatisée apparaît plus sûre, et en poursuivant le raisonnement, on est tenté de croire que l’on gagne en performance en automatisant des boucles de plus en plus complexes et que l’on gagne du même coup en sécurité. On modifie le système, le couplage équipage-machine, et de nouveaux risques sont ainsi introduits. C’est ce que l’on a appris de manière brutale au travers des « surprises de l’automatisation » des années 1990. Même si de manière globale, le niveau de sécurité s’est amélioré avec l’automatisation, nous sommes confrontés à des problématiques nouvelles pour lesquelles nous avons de moins en moins d’information pertinente.

3Cet article propose de faire une analyse rétrospective des stratégies mises en place pour accompagner l’automatisation : d’une part les formations destinées aux équipages, et d’autre part la mise en œuvre des méthodes facteurs humains en conception.

4La prise de conscience de l’ampleur du problème des automatismes des avions de nouvelle génération est illustrée par le rapport FAA de 1996 qui, avec l’aide de spécialistes des facteurs humains et de pilotes d’essais européens, a exploré non seulement les aspects de conception mais la formation en compagnie associée à ces technologies (FAA, Human Factors Team, 1996). Ce rapport fait date de par sa perspective systémique et déclenche plusieurs actions de la part des autorités américaines et européennes.

Conception, formation et règlement

L’impulsion réglementaire

5Le point de départ des travaux réglementaires trouve son origine dans les modifications des annexes OACI, introduisant la prise en compte de la performance humaine à la fin des années 1980. Le rapport JAA/FAA sur les automatismes en 1996, et plus dramatiquement, les accidents des années 1990, et en particulier pour la France, l’accident du mont Sainte-Odile, pointent clairement la voie à suivre. Le rapport de la commission d’enquête française contient trois recommandations de sécurité concernant l’ergonomie des postes de pilotage :

« Qu’il soit procédé à l’étude des méthodes par lesquelles les constructeurs pourraient, le plus en amont possible dans le processus industriel, obtenir les meilleures informations sur les comportements probables des utilisateurs face aux novations susceptibles d’entraîner des conséquences importantes au plan ergonomique ;
que les autorités de certification entreprennent une révision du règlement de certification des avions de transport pour préciser les objectifs et les critères de certification concernant l’ergonomie des postes de pilotage (en particulier celle des interfaces entre l’équipage et les automatismes de haut niveau) et son impact sur la sécurité du vol, en prenant en compte les probabilités d’erreur humaine associées ; que les moyens acceptables de démonstration de conformité associés préconisent des protocoles expérimentaux tenant compte des acquis les plus récents de l’ergonomie » (commission d’enquête, 1993).

La conception des équipements bord

6Sous l’impulsion de la CAA-UK en Europe, avec le soutien de la DGAC-F, les JAA développent un règlement générique (Certification Review Item – Intérim Policy) portant sur les aspects facteurs humains du design des cockpits. Ce règlement est appliqué entre autre à deux programmes majeurs, la suite avionique Dassault Easy et le programme Airbus A380. Dans le même temps est créé un groupe d’harmonisation JAA/FAA qui remet aux autorités EASA et FAA une proposition d’amendement du règlement de certification. En 2007, l’EASA introduit dans le règlement de certification CS.25 un nouveau paragraphe réglementaire CS-25.1302 et son moyen de conformité. Ce paragraphe traite des systèmes et des équipements installés utilisés par l’équipage pour la conduite du vol. On y retrouve des caractéristiques acceptables de design. Ces caractéristiques permettent à l’équipage de réaliser les tâches prévues afin de remplir la fonction attendue par l’équipement. Parmi ces caractéristiques, le comportement de l’équipement, sous entendu le fonctionnement des automatismes, doit être prédictible et non ambigu et doit permettre à l’équipage d’intervenir de manière appropriée pour remplir ses tâches. Dans la mesure du possible, les erreurs qui pourraient raisonnablement se produire en service doivent pouvoir être gérées par l’équipage. On retrouve dans ce règlement, les principes de détection et de récupération, associées à une ergonomie étudiée. Le moyen de conformité associé (AMC 25.1302) détaille le processus par lequel l’industriel va définir un plan de certification qui vise à démontrer que les objectifs du règlement sont atteints.

7Cette approche de haut niveau, est complétée par les règlements existants ou spécifiques et par d’autres évolutions réglementaires, comme le règlement FAR Part 15.1329 applicable en avril 2006 aux systèmes automatiques (Flight Guidance) qui est la remise à jour d’une version datant de 1964 applicable aux pilotes automatiques.

La formation des équipages

8Du côté des formations, les évolutions ne se sont pas fait attendre non plus. Il s’agissait en effet de parer au plus pressé, les évolutions de design étant par nature plus lentes à pénétrer le domaine opérationnel. Les premiers cours à la gestion des ressources de l’équipage (Crew Resource Management ou CRM) des années 1980 forment le creuset idéal pour aborder les problématiques de transition vers les glass cockpits et les relations homme-machine. Le thème des automatismes fait très vite partie des aspects à traiter dans le cadre du programme de formation CRM des équipages, en particulier en France (Paries et al., 2005).

Retour d’expérience opérationnel : les problèmes sont toujours là

9La base de données LOSA contient en 2005 les données de vingt compagnies aériennes, représentant 4800 vols observés. Un exemple détaillé par l’université du Texas dans la présentation faite au séminaire OACI sur LOSA/TEM montre la continuité de la problématique liée aux automatismes (Merritt, 2005). Pour 236 menaces liées à l’ATM, 20 % (56) sont suivies d’une erreur liée à l’utilisation des automatismes en cockpit entraînant 21 situations indésirables de l’avion sur 95. Sur la totalité des erreurs consécutives à une menace de l’ATM ayant entraîné une situation indésirable, l’étude montre que sur un total de 105 événements, 9 % sont liés à une configuration incorrecte des automatismes. Mis à part les problèmes de définition des erreurs et des biais d’observation et d’interprétation liés à la méthode LOSA, force est de constater que l’automatisme est toujours un problème récurrent en opérations, même si des efforts semblent avoir été faits dans la phase de formation.

10Plusieurs autres sources complémentaires relatent des difficultés avec les automatismes. La FAA a initié une mise à jour de son rapport de 1996. Le prochain rapport est attendu mi-2008. Les premiers résultats font état de nouveaux problèmes avec les automatismes, dont des déviations latérales de trajectoires associées à des erreurs de programmation du FMS et aux procédures ATM, et à une confiance excessive en l’automatisme de la part de pilotes moins expérimentés qui pourraient ne pas en comprendre les comportements (Abbott, 2007). On notera dans cette nouvelle analyse l’absence d’implication des autorités européennes, sur lequel nous reviendrons plus tard.

11Face à ces constatations, quelles pistes d’explication pouvons-nous avancer ?

Les facteurs humains sont-ils solubles dans la réglementation ?

Des débuts prometteurs

12L’enjeu de l’automatisation a été mis en exergue au moment où les démarches facteurs humains se développaient, où un réseau d’experts internationaux en sciences humaines existait, et où la perception des enjeux imposait aux responsables des actions telles le financement d’importants programmes de recherche, mobilisant la communauté scientifique internationale. De nombreux échanges entre industrie, régulateurs et communauté scientifique s’instaurent. Il y dix ans déjà que R. Amalberti posait le problème de la fausse représentation du modèle du pilote qu’avaient les concepteurs (Amalberti, 1998). Dans le même article l’auteur décrit un modèle cognitif écologique basé sur la protection des paris cognitifs, de la méta-connaissance, des marges et de la confiance. La littérature scientifique a ainsi foisonné d’analyses sur les ironies de l’automatisation ou ses surprises, et des approches de conception prenant en compte l’humain se sont développées : conception centrée sur l’humain, conception participative, conception écologique. Quelle a donc été l’efficience de ces transferts, leur appropriation et en particulier la manière dont elles sont mises en œuvre actuellement ?

L’exemple de la formation CRM

13La France est précurseur dans l’intégration de cette formation dans les règlements opérationnels (1995). L’autorité accompagne sa mise en œuvre auprès des compagnies et des instances de contrôle grâce notamment à l’implication d’experts de haut niveau.

14Cependant ce règlement s’insère dans une logique de contrôle qui semble ne pas lui convenir. L’objectif est de responsabiliser l’exploitant, et l’autorité contrôle par audit que les structures sont en place. On contrôle de moins en moins le produit fini (le pilote est-il bien formé ?). Si la structure de production est certifiée, le produit est réputé acceptable. Cependant dans le cas du CRM on constate que les inspecteurs n’ont pas idée de ce que doit être une bonne formation et évoluent sans référentiel mis à jour. Ils ne sont pas aidés par une harmonisation réglementaire européenne du règlement opérationnel, mal gérée sur ce point particulier. Ils ne bénéficient pas non plus d’un accompagnement sur le long terme (Deharvengt, 2007). Le système global réglementateur-réglementé se stabilise donc à un point bas acceptable par tous, générant des formations relativement pauvres face aux objectifs initiaux. Il est intéressant de souligner que cette dérive se retrouve peu ou prou dans des pays aussi différents que l’Italie, la Grande-Bretagne ou les USA.

Perspectives pour la conception

15Le règlement développé pour la conception des cockpits (CS-25.1302) répond à une logique de contrôle similaire : s’assurer que le constructeur a effectué un parcours d’analyse du design sous l’angle facteurs humains, qui permettra de certifier le produit. Cette analyse est complémentaire du processus actuel de certification impliquant des acteurs hautement qualifiés (pilotes et ingénieurs d’essais en vol) travaillant sur des suspicions issues de l’expérience collective (les pièges de la technologie en particulier).

16Il reste cependant que les moyens de conformité disponibles (AMC 25.1302) ne décrivent pas l’ensemble des méthodes d’investigations facteurs humains. Ce type de réglementation doit nécessairement s’appuyer par défaut sur des pratiques professionnelles existantes, ce qui est le cas en particulier chez les constructeurs majeurs. Mais le problème du contrôle reste entier car il renvoie à la connaissance de ces pratiques par l’autorité de certification. Or les acteurs précédemment cités (pilotes et ingénieurs) reconnaissent l’insuffisance de leur expertise dans le domaine des facteurs humains et il ne semble pas y avoir d’accompagnement de la part de l’autorité de certification en Europe, contrairement à la FAA, sachant qu’aucun poste pour cette compétence n’existe au sein de l’AESA pour la certification.

Conclusions

17Les règlements ne sont pas le lieu où les pratiques associées à une démarche facteurs humains vont s’incarner. Au mieux, ils véhiculent une attente de la démonstration d’une analyse adéquate de l’interaction entre l’humain et l’automate. Mais ceci renvoie en seconde analyse aux capacités de l’autorité à apprécier non seulement la simple existence de cette démarche mais surtout sa pertinence. Sans réelle expertise sur les démarches scientifiques issues des sciences sociales, le pari d’un processus vertueux est pour le moins hasardeux, comme en témoigne la formation CRM.

18Le programme SESAR, qui ambitionne de structurer le contrôle aérien européen pour les prochaines décennies, place au centre de la réflexion la réalisation d’une modernisation autour d’aspects technologiques, économiques et réglementaires. Le programme est fondé sur l’axiome que l’amélioration de l’efficacité recherchée ne peut s’obtenir sans une automatisation croissante, garante d’une précision plus fine dans l’exécution et donc de gains potentiels. La technologie tient un rôle de premier plan. Cependant on note également que « pour assurer la mise en œuvre des meilleures pratiques et des connaissances actuelles et futures, les « facteurs humains » deviendront une partie intégrée de la structure des règlements de sécurité » dans le paragraphe 2.3.2 consacré aux hommes et à l’automatisation dans le concept cible de gestion du contrôle aérien (SESAR Consortium, 2007). Que penser de cette affirmation au vu des stratégies analysées dans cet article ?

19La mise en œuvre de la réglementation de sécurité doit être considérée pour ce qu’elle est : un élément fondamental de l’équilibre dynamique des systèmes complexes comme l’aviation commerciale. Les évolutions décrites et les éventuelles dérives de certaines options sont donc à considérer comme autant de risques qu’il revient aux acteurs de gérer dans toute leur complexité organisationnelle.

Références