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Prise de décision et automatismes

p. 163-168

Résumés

Cette intervention a pour but de faire partager une perception de ce qu’est la décision en vol et de proposer une réflexion sur les automatismes, en s’appuyant sur l’expérience de l’auteur dans l’aviation de chasse. On peut notamment caractériser le fait aérien par le processus de prise de décisions, les missions de l’aviation de chasse ne se déroulant quasiment jamais comme prévu. Les deux éléments fondateurs d’une décision sont les données prises en compte et l’instant auquel cette décision doit être prise. Les automatismes à bord doivent donc, à l’instar d’un autre membre d’équipage, accélérer et sécuriser le processus d’acquisition de données, réduire la charge de travail correspondante, afin d’améliorer la capacité d’anticipation du commandant de bord. Ils peuvent notamment être programmés pour présenter l’information pertinente ou calculer les conséquences (horaires, carburant…) des décisions. Le risque d’un automatisme préparant la décision est d’éjecter le pilote de sa logique propre, certainement plus appropriée que celle trouvée dans un bureau d’études.

The aim of this paper is to share the author’s perception of the decision in flight, based on fast jet experience. Airmanship can be characterised by the decision process. Data and timing are the two fundamental items in a decision. Computers should, like the other aircrew, speed up the data acquisition process, reduce the captain’s workload to improve his capacity to anticipate. For example, computers can be programmed to display the relevant data or calculate the consequences of possible decisions. Should such a system prepare the decision itself, the captain could be dropped out of his rationale, certainly more relevant than the one prepared behind a desk, in some company.


Texte intégral

1Bonjour, je suis très heureux d’être ici, dans cette enceinte dédiée à la réflexion, devant un public averti.

2Mon expérience aéronautique est composée de trois phases. Une première de vol opérationnel en monoplace, dans une mission enthousiasmante mais très exigeante, la défense aérienne. La seconde en essais en vol, lesquels m’ont appris à observer ce qui se passe au sein du cockpit : l’avion, bien sûr, mais également mes propres réactions ainsi que celles des autres membres d’équipages. Pour faire ce métier, j’ai notamment appris deux types de travail en équipage : l’équipage à deux pilotes et celui composé d’un pilote et d’un ingénieur ou d’un expérimentateur navigant d’essais. Puis retour à la vie opérationnelle en équipage de combat, avec un navigateur officier systèmes d’armes.

3Puis, un passage en état-major, comme responsable du programme Rafale pour l’armée de l’air, m’a conduit à m’interroger sur la place de l’homme dans un avion moderne. Je me dois de préciser que ma démarche, aujourd’hui, tient du témoignage et n’a aucune prétention en termes scientifiques.

4Mon propos sera de vous faire partager ma perception de ce qu’est la décision en vol, puis de vous proposer ma réflexion sur les automatismes, en m’appuyant essentiellement sur l’aviation de chasse.

5En ce qui concerne le sujet de cette table ronde, avion et automatisation, le fait aérien est à mon sens caractérisé par le processus de prise de décisions, peut-être principalement dans l’aviation de chasse. Tout d’abord, nos missions sont caractérisées par le fait qu’elles ne se déroulent jamais, ou quasiment jamais, comme prévu.

6La météo nous conduit souvent à modifier notre trajectoire. Or, lorsque l’objectif doit être atteint avec un horaire précis, par exemple plus ou moins cinq secondes, un évitement conduit nécessairement à des décisions parfois difficiles.

7Parfois, un incident mécanique nous conduit à modifier la mission. Raison fréquente il y a plus de trente ans, je suis heureux de n’avoir que très rarement souffert de ces problèmes.

8Enfin, et cause principale en entraînement comme dans la réalité, les modifications du cadre tactique, les inputs de l’adversaire (simulé ou réel), nous garantissent d’un déroulement de la mission différent de celui qui était prévu.

9Pour résumer, je dirai que nous nous ennuyons lorsqu’une mission se déroule exactement selon les prévisions. Il y a donc en permanence des décisions à prendre lors d’une mission dans un avion de chasse.

10Je considère qu’il y a deux éléments fondateurs dans une décision : une partie technique et une partie temporelle, c’est-à-dire l’instant auquel cette décision doit être prise.

11La partie technique d’abord. Il s’agit d’obtenir les éléments permettant d’élaborer des options, soit de percevoir les informations qui sont à bord (instruments de bord, capteurs) et dans l’environnement (météo, menaces, position des équipiers...), de les analyser au regard de la mission, puis d’élaborer la décision. C’est simple à dire, mais parfois long à faire. D’autant plus long que l’on est souvent tenté d’obtenir des informations que nous n’avons pas à bord, via l’orientation des capteurs de l’avion, la radio, ou la documentation que nous avons à bord. Et tout cela prend du temps.

12Nous en arrivons donc au facteur temps. Je n’ai pas besoin de vous faire un dessin : en aéronautique, une décision prise trop tard est une mauvaise décision. Le moment de la prise de décision est impérieux, il en va d’abord de la sécurité, mais aussi de la réussite de la mission. Je ne cherche pas à faire croire que le crash est certain dans la seconde qui suit l’instant optimal. Mais une décision tardive est le signe d’un défaut d’anticipation, qui reste le maître mot pour une bonne conduite de mission. Il en va du manque d’anticipation comme du dérapage sur une route glissante, c’est rattrapable, mais au prix d’une augmentation de la charge de travail, et demande même parfois de la virtuosité. L’anticipation permet au commandant de bord de ne pas être pris au dépourvu devant un imprévu, puis d’adapter sa conduite en fonction de ce qu’il prévoit comme conséquences de sa décision.

13Je me représente le processus de décision comme une boucle intellectuelle, composé d’une phase d’acquisition de données, puis de la préparation des options, suivi de la décision, l’observation de la nouvelle situation, une nouvelle acquisition de données, et ainsi de suite. Le tout ne peut fonctionner que si le décideur a élaboré une stratégie globale pour la conduite de sa mission.

14Lors d’un vol en équipage de combat, le second membre offre un cerveau supplémentaire pour faire parvenir au commandant de bord des informations pertinentes, des analyses ou des options en vue d’une décision. Il peut également préparer les calculs correspondants aux conséquences des différentes options afin de préparer l’anticipation de la boucle suivante. En quelque sorte, il s’insère dans la boucle de décision en augmentant le nombre de données acquises et la capacité d’analyse. Cette technique ne peut fonctionner que lorsque les deux membres d’équipage ont la même perception de la stratégie de la conduite de mission. C’est à mon sens l’aspect principal d’une bonne CRM1 dans un avion de chasse : les deux membres d’équipage doivent en permanence avoir la même perception de la conduite globale de la mission, l’un étant en quelque sorte le calculateur de l’autre. Et comme un cerveau anime ce calculateur, il a la faculté d’anticipation.

15Après ce court exposé de ma conception du rôle de l’homme dans son avion, venons-en aux automatismes.

16À mon sens, la mission première des automatismes sera d’alléger la charge de travail du décideur afin qu’il se concentre sur ce qu’il est seul à savoir faire : anticiper. Je vois deux pistes pour alléger la charge de travail. D’abord, la prise en charge de toutes les tâches ne demandant aucune décision. Ensuite, la présentation des informations susceptibles d’intervenir dans la prise de décision.

17Avant, le pilote était indispensable pour faire tenir la machine en l’air, pour lui faire suivre la trajectoire prévue, pour gérer la conduite moteur, les transferts carburants et que sais-je encore. Sans parler des temps héroïques des débuts de l’aviation, le pilotage d’un Mystère IV en évolutions ou d’un Mirage III en finale m’a toujours demandé une attention très soutenue, a toujours accaparé une bonne partie de ma capacité de travail à bord. Heureusement, le système d’armes étant réduit à quelques capteurs capricieux et des calculateurs approximatifs, je pouvais me concentrer sur le pilotage.

18Maintenant, non seulement les avions sont simples à piloter (le Rafale est sans doute l’avion le plus facile que je connaisse), mais en plus les automatismes permettent de suivre la trajectoire programmée, à la vitesse prévue, avec une précision remarquable, bien supérieure à celle qu’un pilote peut entretenir au long de la mission. Je crois qu’avec ce type d’avions, nous sommes arrivés à un excellent niveau de simplicité de pilotage et d’utilisation.

19Le pilote peut alors concentrer sa capacité de travail sur la connaissance de l’environnement, qu’elle lui vienne de ses instruments, de ses capteurs ou de ses sens. Il a l’esprit libéré pour décider.

20Un avion moderne recèle une quantité phénoménale d’informations, c’est un défi que de les présenter toutes. Pour en revenir au Rafale, pour la seule fonction de connaissance de la situation tactique, il sait vous dire qui émet à quelques centaines de kilomètres à la ronde, quels avions sont dans le domaine de balayage du radar, il vous montre l’image d’un avion détecté et reçoit par le réseau de liaisons de données toutes les informations que le centre de commandement a capitalisées.

21Il n’est pas possible de présenter toutes ces informations en même temps. Il y a donc accès à des pages sur écran, comme sur les avions commerciaux ou nos ordinateurs. Il reste à trouver une logique compréhensible par tous pour accéder à ces informations, avec l’inconvénient de passer un temps parfois précieux à y accéder. Nous entrons alors dans le domaine de l’ergonomie que je n’aborderai pas directement.

22La méthode choisie pour cet avion est la fusion de données, qui peut s’expliquer en trois étapes, en considérant l’ensemble des informations détenues par le système, celles que présente le système et enfin les informations reçues par le pilote.

23Regardons dans un premier temps la capacité d’absorption d’information de l’équipage. Lorsqu’il y a peu d’informations, le pilote peut les comprendre toutes. Arrive un moment où la quantité d’informations est trop importante pour être prise en compte par le pilote. Il y a alors saturation. On peut même imaginer, et je l’ai constaté en vol, qu’avec cette saturation arrive un effondrement de la capacité à gérer les informations. Nous avons donc là une courbe qui monte dans un premier temps, puis se stabilise, puis s’effondre. Le point haut de la courbe dépend de nombreux facteurs, parmi lesquels je citerai l’entraînement du pilote, son expérience, la forme du moment, l’enjeu de la mission.

24Tout l’art d’un système automatique de fusion de données sera alors de limiter les informations fournies aux pilotes, ou à l’équipage, à un niveau inférieur au seuil de saturation. Ce seuil ne peut être connu naturellement des systèmes. Il s’agit donc de trouver une logique permettant au pilote d’indiquer au système quel est le niveau à ne pas dépasser. Ensuite, le système devra fusionner les informations présentant le moins d’intérêt afin de présenter la situation la plus pertinente possible aux pilotes.

25Ceci paraît complexe, mais une fonctionnalité du Rafale permet effectivement une fusion de données à la demande. Une visualisation permet de montrer au pilote la situation tactique, issue de l’ensemble des capteurs : le radar, l’optronique secteur frontal, les contre-mesures électroniques et les liaisons de données. Donc, chaque cible peut faire l’objet de quatre pistes dans cette visualisation. Dans une situation tactique un petit peu dense, la saturation de la visualisation centrale vient très vite. Un premier système expert rapproche les pistes faisant l’objet d’une poursuite sur la même cible. Cela diminue donc le nombre d’informations transmises. Puis, selon une logique simple de temps avant interception croissant, les cibles les moins pertinentes ne sont pas présentées. De plus, un deuxième système expert propose un zoom autour de l’alidade, petit symbole que l’on peut diriger sur cette visualisation par une commande, pour être certain de ne rien cacher de ce que veut connaître le pilote.

26Une telle logique représente à mon sens ce que l’on doit attendre des automatismes du futur dans un avion de combat.

27Peut-on aller plus loin ? Pour aider l’équipage, peut-on sélectionner automatiquement les bonnes informations à lui présenter ? Il faudrait alors, en permanence, trouver les informations pertinentes. Un tel système expert devrait connaître les intentions du commandant de bord afin de ne lui présenter que les informations qui l’intéressent. À ma connaissance, ce système n’existe pas. Tout au plus en avons-nous qui peuvent définir, parmi des cas connus, celui qui correspond le mieux à la situation présente, mais en aucun cas en connaissance des intentions du décideur. Je pense que la multiplicité des éventualités en situation de combat ne permet pas de placer des espoirs dans un tel système.

28Mais je peux me tromper. Dans le cas où un tel système serait réalisé, il proposerait alors une solution que choisirait un pilote cherchant à retrouver de la capacité de travail dans un moment de stress. Il se soumettrait alors à la logique de décisions préparées à l’avance dans les bureaux d’études, selon les scénarios prédéfinis par l’état-major. Il serait donc éjecté de sa fonction principale, celle de décider en fonction de ce qu’il anticipe.

29Comme vous pouvez le deviner, je ne suis pas un chaud partisan de ce type de système automatique. Je pense que nous devrions exploiter le fort potentiel de progrès dans un cockpit d’avion de chasse pour améliorer la présentation des informations présentes à bord, tant en termes d’ergonomie que de fusion de données, plutôt que dépenser notre temps, notre argent, à rechercher des systèmes experts de décision préparés à l’avance. Autrement dit, je préfère voir les deniers du ministère de la défense alimenter de la recherche et du développement sur des solutions d’assistance aux fonctions de base plutôt que sur un système proposant des décisions, voire même prenant des décisions.

30En guise de conclusion, je me hasarderai sur le terrain de la décision dans l’aviation commerciale, malgré ma faible expérience dans cette matière. Partant de la constatation que les parties en présence ont le même but final, le transport en sécurité selon des critères de performances convergents – économie des moyens, confort des passagers, respect de l’horaire d’arrivée – il me paraît plausible que les imprévus et les situations alternatives soient modélisables. Un système expert de proposition de décisions pourrait alors être développé, mis en série voire même utilisé dans le cockpit d’un avion commercial. Il sera tout de même nécessaire de se prémunir du risque de l’exclusion du commandant de bord de sa boucle de décision.

31Il nous reste donc un large champ de recherche alliant les sciences humaines et techniques pour progresser dans ce domaine. Et c’est là tout l’intérêt de ce colloque, que d’ouvrir ces possibilités.

32Je vous remercie pour votre attention.

Notes de bas de page

1 Cockpit Ressource Management

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