Qu'est-ce qu'un système automatisé de détection des FOD ?
Qu’est-ce qu’un système automatisé de détection des FOD ?
Un système automatisé de détection des FOD est un ensemble de capteurs qui repère les débris d’objets étrangers sur la chaussée d’un aérodrome et alerte l’exploitant.
Le sigle FOD désigne les débris d’objets étrangers. L’OACI et l’EASA les définissent comme un objet inanimé présent dans l’aire de mouvement. Il n’a aucune fonction opérationnelle ou aéronautique et peut présenter un danger pour les opérations aériennes. La FAA définit les FOD comme tout objet, vivant ou non, placé à un endroit inapproprié, susceptible de blesser des personnes ou d’endommager des aéronefs. Les FOD comprennent les attaches, les outils, les fragments de pneu et les morceaux de béton ou d’asphalte.
Un cas documenté est l’accident du Concorde du 25 juillet 2000. Un pneu du Concorde a roulé sur une bande d’usure en alliage de titane provenant d’un DC-10. Ce DC-10 avait décollé cinq minutes plus tôt. Des débris du pneu ont frappé l’aile, et le réservoir 5 s’est rompu.
Pourquoi les FOD sont importants
La circulaire AC 150/5220-24 énumère trois types de dommages. Les FOD peuvent couper les pneus des aéronefs. Ils peuvent pénétrer dans les moteurs. Ils peuvent se loger dans des mécanismes qui affectent les opérations de vol. Le souffle des réacteurs peut aussi projeter des FOD à grande vitesse et blesser des personnes.
Fonctionnement des capteurs
La FAA définit les types de capteurs selon leur moyen principal de détection :
- Un radar émet et reçoit des signaux radio pour détecter des objets.
- Un système électro-optique utilise la lumière visible. Il analyse les données de la caméra par traitement d’image, c’est-à-dire une analyse numérique des données du capteur.
- Un système hybride utilise les données d’un radar et d’un capteur électro-optique.
- Un radar mobile est un radar monté sur un véhicule qui balaie la surface devant lui.
La circulaire ne limite pas la technologie qu’un aéroport peut utiliser. Elle ne mentionne pas l’intelligence artificielle. Elle énumère les caractéristiques des systèmes présents sur le marché en 2009 et fixe les exigences de performance que toute technologie doit respecter.
Types de systèmes
La circulaire FAA AC 150/5220-24 (2009) en distingue quatre types. Le tableau donne les caractéristiques des systèmes présents sur le marché à cette date.
| Type | Détecte | Emplacement |
|---|---|---|
| Radar fixe | Cylindre métallique de 3,0 cm de haut et 3,8 cm de diamètre, jusqu’à 1 km | 50 m ou plus de l’axe de piste, deux ou trois capteurs par piste |
| Électro-optique fixe | Objet de 2,0 cm, jusqu’à 300 m, à la lumière ambiante | 150 m ou plus de l’axe, cinq à huit capteurs par piste |
| Hybride fixe | Cible de 2 cm sur la piste | Implanté avec chaque feu de bord, ou un feu de bord sur deux |
| Radar mobile | Cylindre de 3,0 cm sur 3,8 cm, dans une zone de 183 m sur 183 m | Sur un véhicule, jusqu’à 30 mph (50 km/h) |
Les systèmes fixes assurent une surveillance continue. Les systèmes mobiles complètent l’inspection humaine.
Ce qu’exige la FAA
La circulaire AC 150/5220-24 fixe des performances minimales pour le matériel :
- Le système doit détecter le cylindre de référence et une sphère de la taille d’une balle de golf, ainsi que 90 % d’un groupe de FOD typiques.
- Il doit distinguer deux objets comme distincts lorsqu’ils sont à 3 m l’un de l’autre au plus.
- Il doit localiser un objet à 5 m près.
- Les fausses alarmes ne doivent pas dépasser une par jour pour les systèmes à détection visuelle et trois par jour pour les autres, en moyenne sur 90 jours.
- Les systèmes continus devraient en général mettre à jour l’information dans les 4 minutes qui suivent un FOD.
- Chaque système doit démontrer ses performances sous la pluie, sous la neige et de nuit, et tenir un registre des alertes indiquant l’heure et l’emplacement.
- Le système doit signaler à l’exploitant de l’aéroport tout endroit de la zone de surveillance où la détection n’est pas possible.
La piste est la zone de surveillance principale. Les autres aires de mouvement revêtues ont une priorité moindre. La circulaire fixe une durée de vie de conception d’au moins 10 ans.
L’usage de la circulaire n’est en général pas obligatoire. Il est obligatoire pour le matériel acheté avec des fonds de l’Airport Improvement Program ou de la Passenger Facility Charge.
Ce qu’un aéroport prend en compte pour choisir un système
La circulaire énumère les facteurs que l’exploitant d’aéroport peut prendre en compte :
- le nombre et le type d’aéronefs
- la taille et l’emplacement des zones de surveillance
- la sensibilité du matériel, car une sensibilité plus élevée entraîne en général plus de fausses alarmes
- les besoins de maintenance du matériel
- le climat, car une forte pluie ou la neige peuvent dégrader les capteurs
- la capacité du personnel à réagir aux alertes et à récupérer les FOD
Que se passe-t-il après une alerte
Une alerte indique au personnel de l’aéroport qu’un capteur a repéré un objet. L’interface utilisateur peut se trouver au centre d’opérations de l’aéroport, au centre de maintenance ou dans la tour de contrôle. L’aéroport décide comment informer son personnel de retirer le FOD. Il décide aussi comment informer le contrôle de la circulation aérienne de dérouter les aéronefs si le risque est élevé.
La circulaire AC 150/5210-24A donne deux cas. Si le FOD ne présente pas de danger immédiat, il faut le retirer dès que le programme d’exploitation le permet. S’il présente un danger immédiat, le programme FOD doit permettre à un superviseur de l’aéroport d’arrêter les opérations pendant un certain temps. La FAA recommande que les aéroports conviennent de procédures à cet effet avec leur service de contrôle de la circulation aérienne.
L’aéroport doit consigner comment il a détecté chaque FOD, quand et où, ce qu’il était et sa source possible. La FAA invite les aéroports à transmettre au registre national des FOD des données sur le type, l’emplacement et la source.
Le système remplace-t-il l’inspection ?
Non. Les indications de la FAA précisent que les systèmes de détection des FOD ne sont ni conçus ni certifiés comme systèmes critiques pour la sécurité. Les aéroports ne peuvent pas s’en servir à la place des inspections exigées. Un aéroport qui en possède un peut utiliser ses autres fonctions, mais seulement de façon complémentaire et consultative.
L’Annexe 14 de l’OACI exige des inspections quotidiennes de l’aire de mouvement. Elle en exige au moins deux pour un aérodrome de numéro de code 3 ou 4. La circulaire FAA AC 150/5220-24 désigne le personnel de l’aéroport comme le capteur principal pour les FOD.
Contrôles des FOD sans automatisation
L’inspection est la base de tout programme FOD. Voici les principales pratiques :
- Inspecter l’aire de mouvement au moins une fois par jour, et plus souvent dans les zones de travaux et après un accident, un incident ou un déversement. L’EASA ajoute des inspections après des conditions météorologiques extrêmes.
- Effectuer deux passages ou plus sur une piste pour réduire la largeur de chaque zone d’inspection. Parcourir les voies de circulation courtes, car les inspecteurs les oublient souvent.
- Inspecter à pied pour atteindre les zones qu’un véhicule ne peut pas atteindre, comme l’herbe.
- Utiliser des feux supplémentaires sur les véhicules pour les inspections de nuit.
- Faire participer les locataires et les transporteurs aériens aux inspections, et leur demander de signaler les FOD qu’ils voient.
Certains aéroports organisent des ramassages de FOD à pied. Le personnel, des partenaires et des bénévoles ramassent les FOD à la main. La FAA note que ces ramassages n’enregistrent pas toujours l’emplacement et l’origine de chaque objet.
Ce que la FAA a constaté lors des essais
La FAA a testé quatre types de système pour fixer les exigences minimales de performance. Les rapports sont :
- un système radar à Providence, DOT/FAA/AR-10/33
- un système électro-optique à Chicago O’Hare, DOT/FAA/AR-11/13
- un système hybride à Boston Logan, DOT/FAA/TC-12/22
- un système radar mobile sur trois aéroports, DOT/FAA/AR-11/12
Dans une étude ultérieure de la FAA à Boston Logan, la FAA a comparé une piste équipée d’un système hybride à une piste inspectée uniquement par des humains. Sur 18 mois, le système a trouvé 139 objets et les humains 21. Sur les 139, 95 étaient des carcasses d’animaux sauvages. À Seattle-Tacoma, sur 12 mois, le système a trouvé 102 objets et les humains 30. Sur les 102, 37 étaient des carcasses d’animaux sauvages. La FAA signale aussi sa préoccupation face au nombre de faux positifs.
Drones et caméras IA
La circulaire définit le traitement d’image, mais pas l’intelligence artificielle. La FAA a testé un petit aéronef sans pilote doté d’un algorithme d’apprentissage profond. Les essais ont eu lieu à Cape May County Airport et à Atlantic City International Airport. Le flux de travail a détecté 96 % des objets FOD spécifiés par la circulaire. Il n’a satisfait qu’une partie des exigences de la circulaire. Il doit encore être amélioré pour les faux positifs, le temps de traitement, une interface d’alerte, et la détection par faible luminosité et mauvais temps.
D’où viennent les FOD
La circulaire énumère comme sources le personnel, l’infrastructure de l’aéroport (chaussées, feux et panneaux), l’environnement et le matériel. Elle cite une étude d’un an menée sur un aéroport. Plus de 60 % des objets étaient en métal, 18 % en caoutchouc, et près de 50 % étaient de couleur sombre. Les objets typiques venant de la chaussée sont des morceaux de béton et d’asphalte, des fragments de matériau de joint en caoutchouc et des écailles de peinture.
La circulaire AC 150/5380-6C indique que les dégradations de chaussée peuvent produire des matériaux détachés qui frappent les hélices ou pénètrent dans les réacteurs. Elle précise que toutes les inspections de chaussée doivent traiter des FOD. La circulaire AC 150/5210-24A cite les chaussées détériorées, avec épaufrures ou fissures, comme une source. Elle ajoute que les essais montrent que les fissures et les joints sont les principales sources de corps étrangers aspirés. Elle demande aux aéroports de les nettoyer.
Coût
Le compte rendu de la FAA sur l’étude de Boston Logan indique un coût d’installation d’environ 1,7 million de dollars US pour 7 000 ft de piste 9/27. L’analyse coûts-avantages de la FAA, DOT/FAA/TC-22/47, indique que les estimations du coût mondial annuel des FOD atteignent 22,7 milliards de dollars US. Aucun de ces chiffres n’est un prix pour un autre aéroport.
Règles
Le règlement EASA ADR.OPS.B.016 exige de l’exploitant d’aérodrome qu’il mette en œuvre un programme de contrôle des FOD. Ce programme comprend des procédures de détection des FOD par surveillance et inspection de l’aire de mouvement, selon un calendrier. Il exige aussi la collecte de données pour trouver les sources et les tendances des FOD. L’Annexe 14 de l’OACI exige des inspections quotidiennes de l’aire de mouvement et la surveillance des chaussées pour éviter les FOD. Aucun de ces deux textes n’exige de système automatisé.
Aux États-Unis, 14 CFR 139.305(a)(4) exige l’enlèvement rapide de la boue, de la terre, du sable, des granulats détachés, des débris, des objets étrangers, des dépôts de caoutchouc et d’autres contaminants. L’enlèvement doit être aussi complet que possible en pratique. La section 139.327 exige des inspections quotidiennes sur les aéroports certifiés. La circulaire AC 150/5210-24A décrit ces inspections comme le principal moyen de détection des FOD sur certains aéroports.
Foire aux questions
- Que signifie FOD ?
- FOD signifie débris d'objets étrangers. L'OACI le définit comme un objet inanimé présent dans l'aire de mouvement. Il n'a aucune fonction opérationnelle ou aéronautique et peut présenter un danger pour les opérations aériennes. La FAA le définit comme tout objet, vivant ou non, placé à un endroit inapproprié dans l'environnement de l'aéroport, susceptible de blesser du personnel et d'endommager des aéronefs.
- Comment fonctionne un système de détection des FOD ?
- Un système radar émet et reçoit des signaux radio pour détecter des objets. Un système électro-optique utilise la vidéo et le traitement d'image. Un système hybride utilise les deux. La circulaire FAA AC 150/5220-24 définit ces trois types, ainsi qu'un radar mobile monté sur un véhicule. Lorsqu'un capteur repère un objet, il alerte le personnel de l'aéroport.
- Quelle taille d'objet un système de détection des FOD doit-il détecter ?
- Les cibles de référence de la FAA sont un cylindre métallique non peint de 3,1 cm de haut et 3,8 cm de diamètre, et une sphère de la taille d'une balle de golf de 4,3 cm de diamètre. La circulaire AC 150/5220-24 exige aussi la détection de 90 % d'un groupe d'objets dans un carré de 30 m sur 30 m. Chaque objet mesure 10 cm ou moins. Il peut s'agir d'un morceau d'asphalte, d'un écrou de roue ou d'un morceau de caoutchouc de pneu.
- Qu'est-ce qu'une alarme FOD et quelle est la limite de fausses alarmes ?
- Une alarme FOD est une alerte qui indique au personnel de l'aéroport qu'un capteur a repéré un objet. La circulaire AC 150/5220-24 limite les fausses alarmes à une par jour pour les systèmes à détection visuelle. La limite est de trois par jour pour les systèmes sans détection visuelle. Les deux valeurs sont des moyennes sur 90 jours. Une fausse alarme oblige l'exploitant à retirer un FOD qui n'existe pas.
- Un système de détection des FOD remplace-t-il l'inspection de piste ?
- Non. La FAA indique que les systèmes de détection des FOD ne sont ni conçus ni certifiés comme systèmes critiques pour la sécurité. Les aéroports ne peuvent pas s'en servir à la place des inspections exigées. L'Annexe 14 de l'OACI exige des inspections quotidiennes de l'aire de mouvement, au moins deux fois pour le numéro de code 3 ou 4. La circulaire AC 150/5220-24 décrit les systèmes mobiles comme un complément à l'inspection humaine.
- Un système automatisé de détection des FOD est-il obligatoire ?
- Non. Le règlement EASA ADR.OPS.B.016 exige un programme de contrôle des FOD comprenant des procédures de détection. Il n'exige pas d'équipement automatisé. Aux États-Unis, la circulaire AC 150/5220-24 n'est en général pas obligatoire. Elle l'est pour le matériel acheté avec des fonds de l'Airport Improvement Program ou de la Passenger Facility Charge.
- Une caméra IA ou un drone peut-il détecter les FOD ?
- Dans une étude de la FAA, un petit aéronef sans pilote doté d'un algorithme d'apprentissage profond a détecté 96 % des objets FOD spécifiés par la circulaire AC 150/5220-24. Il n'a satisfait qu'une partie des exigences de la circulaire. Il a encore besoin de moins de faux positifs, d'un traitement des données plus rapide, d'une interface d'alerte, et d'une détection par faible luminosité et mauvais temps.
- Comment les aéroports trouvent-ils les FOD sans système automatisé ?
- Le personnel inspecte l'aire de mouvement au moins une fois par jour, et plus souvent dans les zones de travaux et après un incident. Les inspecteurs parcourent la piste en deux passages ou plus, et marchent dans les zones que les véhicules ne peuvent pas atteindre. Certains aéroports organisent aussi des ramassages de FOD à pied, où le personnel et des bénévoles ramassent les FOD à la main.
Références
- faa-ac-150-5220-24
- AC 150/5220-24, Airport Foreign Object Debris (FOD) Detection Equipment FAA
- faa-ac-150-5210-24a
- AC 150/5210-24A, Airport Foreign Object Debris (FOD) Management FAA
- faa-fod-briefing-congress
- FAA Reauthorization Bill 2018, Foreign Object Debris (FOD) Detection Technology (briefing in response to H.R. 302 Section 142) FAA
- faa-tc-24-29
- Small Unmanned Aircraft-Based Foreign Object Debris Detection on Airport Surfaces, DOT/FAA/TC-24/29 FAA William J. Hughes Technical Center
- faa-tc-22-47
- Foreign Object Debris Detection System Cost-Benefit Analysis, DOT/FAA/TC-22/47 FAA William J. Hughes Technical Center
- easa-ear-aerodromes
- Easy Access Rules for Aerodromes (Regulation (EU) No 139/2014), including CS-ADR-DSN EASA
- icao-annex-14-vol-i
- Annex 14 to the Convention on International Civil Aviation, Volume I, Aerodrome Design and Operations, Ninth Edition, July 2022 ICAO
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
Ceci est une entrée de référence. TarmacView fournit des services d'inspection par drone et ne vend pas l'équipement ou les matériaux décrits dans ce glossaire.
