La mise en oeuvre des ressources

La mise en œuvre des ressources fait référence à toutes les opérations réalisables pendant une mission, donc sans outillages en contact direct avec l’avion. La seule exception est le ravitaillement en vol, qui établit puis rompt en plein vol le contact entre un avion ravitailleur et l’avion de combat.

Dans le contexte de ce document sont exclues toutes les tâches orientées mission, couvertes par d’autres axes. On traite donc ici principalement d’imprévus, et principalement de filtrage des pannes et de gestion des pannes.

C’est l’évolution des technologies qui permet de simplifier ainsi la description du périmètre : en effet, l’automatisation de l’avion a permis de soulager l’équipage de tâches routinières de gestion des systèmes de bord[1]. La présence de contrôleurs automatiques permet à l’équipage de se concentrer sur la réalisation de sa mission, en choisissant la trajectoire 4D et en mettant en œuvre les capteurs militaires et les armements. De plus en plus, les actions de la mission peuvent être préprogrammées et l’équipage, souvent réduit à un seul pilote, n’a plus qu’à superviser les actions des automates.

La différence entre les systèmes de base de l’avion et les systèmes de mission, est que les premiers ont déjà atteint le stade de l’autonomie quasi complète. A part la palette de manœuvre des trains d’atterrissage, tous les autres systèmes de base (propulsion, carburant, électricité, hydraulique, support vie, gestion thermique, air, protection givre) peuvent fonctionner de façon entièrement automatique en s’adaptant à chaque instant aux demandes de la mission. Les systèmes de mission autonomes en sont à leurs balbutiements sur des démonstrateurs comme Neuron.

Ainsi sur le Rafale, la configuration aérodynamique est-elle optimisée sans intervention de l’équipage. Il a aussi été démontré sur Neuron la possibilité d’automatiser la manœuvre des trains et la conduite au sol lorsque les phases de taxiage, de décollage et d’atterrissage sont confiées au pilote automatique. La survie d’un mode de pilotage manuel dans les avions de combat modernes oblige à conserver des commandes pour la manette des gaz, les trains et les freins. Sur Neuron ce mode manuel a été supprimé et ces commandes disparaissent : les systèmes de base deviennent complètement autonomes.

L’automatisation complète des systèmes de base de l’avion n’est pas vue comme une difficulté majeure, mais conduit à exclure le pilote des opérations courantes. Elle limite donc sa capacité à apprendre et à comprendre le système, et donc à traiter les anomalies lorsqu’elles surviennent. L’effet falaise est la résultante du choix d’utiliser l’équipage en dernier recours, lorsque les automates reçoivent des informations incohérentes et ne savent plus les traiter. Non seulement on demande à l’équipage d’intervenir sur une panne, parfois sur une urgence vitale, mais on lui demande de le faire quand le niveau de confusion dépasse la capacité des automates à faire sens des informations. Or le pilote ne peut pratiquement observer les systèmes qu’au travers des indications données par les automates.

Le développement des drones et la complexité croissante des missions aériennes vont dans le sens d’un développement accru des automates. Plus les automates sont intégrés et complexes, moins le pilote est susceptible de les remplacer au pied levé. Dans MMT, l’axe sur la mise en œuvre des ressources se focalise donc sur des thématiques susceptibles de résoudre ces problèmes en allant dans les directions suivantes :

  • La transparence, autrement dit une supervision qui ne soit jamais dans un état de confusion tant que l’avion est en état de voler et les technologies permettant de conserver et de transmettre l’état du système et son historique ;
  • La représentation des situations techniques qui joue deux rôles :
    • Eduquer l’équipage au fonctionnement du système en lui donnant un représentation opérante de celui-ci ;
    • Expliquer à l’équipage tout dysfonctionnement de la manière la plus simple et la plus naturelle possible, en limitant la formation au strict minimum la formation préalable nécessaire ;
    • Synthétiser les impacts des dysfonctionnements sur la mission, le plus tôt possible, et accepter les consignes de l’équipage sous la forme de choix entre divers scénarios de poursuite de la mission (ou d’abandon de celle-ci) ;
  • L’aide à la résolution de problèmes qui va utiliser les vastes ressources en calcul et en communication du système de combat futur pour mettre à la disposition de l’équipage toutes les ressources humaines et algorithmiques, susceptibles de l’aider à trouver et à mettre en œuvre la meilleure solution face à une difficulté.

Ces thématiques recouvrent un grand nombre de concepts très différents, allant de la visualisation de problèmes techniques à l’intégration entre gestion d’un appareil et commandement d’un dispositif aérien.

[1] Par exemple sur un Mig 21, le pilote doit sélectionner la prise de pression statique en fonction de l’altitude et de la vitesse afin d’obtenir une indication de vitesse correcte.

Soutien

L’axe de développement technologique « Soutien » porte sur la maintenance et la mise en œuvre . La maintenance assure l’employabilité de l’aéronef à travers quatre axes. Tout d’abord, la maintenance doit permettre d’assurer le niveau adéquat de sécurité de vol de l’avion et ce point fait partie des limitations de navigabilité (on peut penser au traitement des endommagements induits par la corrosion). Ensuite, il est nécessaire de maintenir la disponibilité opérationnelle requise de l’aéronef. Un troisième point est de maintenir la valeur de l’actif que constitue l’aéronef. Enfin il est nécessaire de maitriser l’impact écologique induit par le fonctionnement de l’aéronef.

La mise en œuvre configure l’aéronef à sa mission. Il s’agit d’avitailler l’aéronef (faire les pleins) et l’équiper des emports et des armements adaptés à la mission.

Le soutien est constitué soit de travaux réalisés en groupes formels coordonnés au regard des fonctions assumées par les acteurs soit de travaux aléatoires en équipe fondés sur un échange permanent d’informations entre fonctions. Le soutien comprend donc à la fois des activités planifiées et des activités où la planification et l’exécution sont quasi simultanées. Ces deux types d’activité interfèrent. La complexité du soutien nait déjà de la multiplicité des acteurs et des interférences entre les activités.

  • Une activité est l’exercice de types de tâches réalisées par un acteur au regard de compétences démontrées qui l’autorise à réaliser ces types de tâches.
  • Le soutien s’exerce au travers de chantiers. Un chantier est une séquence d’opérations techniques, ou tâches, cohérentes au regard d’un objectif technique et calendaire à réaliser. Une fois l’objectif atteint, le chantier est clos par les tâches de traçabilité et de restitution des ressources immobilisées par le
  • Ce qui fonde la notion de chantier, c’est la séquence dans le temps des tâches. Par exemple « préparer l’avion ce matin pour 10h00 » ou « préparer le dossier technique au plus tard à 7h00 pour la prochaine intervention » est un chantier.
  • Ce qui fonde l’activité c’est la compétence de l’acteur. Par exemple la maintenance électrique est une activité réalisée par un électricien.

L’environnement du soutien à proximité de l’aéronef est extrêmes complexe. Les humains, les outillages techniques et les autres Systèmes Technique de Soutien (STS), les charges et emports et les aéronefs font partie de cet environnement. Seuls quelques éléments de cet environnement participent à la tâche du STS.

Des grandes tendances se dessinent déjà de nos jours qui vont affecter l’efficacité du soutien comme, par exemple, L’indépendance des organes interactifs (tablettes, lunettes, casques immersifs, reconnaissance de la parole, de geste, etc.) vis-à-vis des systèmes d’information « lourds », ou bien, Le robot ou cobot5 qui est une solution pour les tâches de mise en œuvre des aéronefs où le peu d’espace disponible dans les soutes rend pénible ou même inenvisageable le travail de l’homme. On peut encore citer l’explosion du volume de données à traiter d’une part et la complexité du réseau industriel (éventuellement) multinationale d’autre part nécessite une recherche constante des meilleurs pratiques et une aide à la supervision des processus de soutien. Enfin, une performance recherchée est la capacité du soutien à vérifier l’état d’endommagement de surfaces difficilement accessibles ou fragiles au contact d’échafaudages (drone de maintenance).

L’accroissement de la complexité des tâches techniques et du pilotage des services de soutien pose donc la question de la capacité de l’homme à maitriser des tâches qu’il ne réalisera plus mais qu’il supervisera et on peut après une première analyse orienter vers des solutions dans les thématiques qui suivent.

Soutien

Imaginons un STS, ce peut être :

  • Un système de chargement/ déchargement (par exemple un robot) d’emports ou d’équipements situés soit sous ailes soit dans une soute fermée d’un aéronef.
  • Un système d’inspection de l’extérieur de l’aéronef (éventuellement volant) ou de l’intérieur de l’aéronef.
  • Un système de collaboration entre des acteurs humains situés sur des sites géographiques différents par exemple pour gérer des
  • Un système de diagnostic interagissant avec l’aéronef.

Notre hypothèse est que l’homme peut ne pas avoir accès à des zones où le STS devra opérer ou de façon plus générale qu’il n’est pas sur le lieu du chantier.

Les exigences fonctionnelles du STS sont les suivantes :

Ex.1. Le STS est sûr vis-à-vis des humains, de l’emport, de l’aéronef, des autres systèmes et outillages de son environnement et de lui-même

Ex.2. L’aéronef, la charge ou les autres éléments de l’environnement ne sont pas modifiés pour permettre l’emploi du STS.

Ex.3. L’humain supervise et commande le STS sans effort et sans besoin lourd de formation

Ex.4. L’humain peut à tout moment reprendre le contrôle dans l’exécution des tâches et le STS poursuit la tâche là où l’homme s’est interrompu

Ex.5. L’humain doit ne pas être dépendant du STS, il conserve la capacité de réaliser son activité sans nécessairement disposer du STS.

Ex.6. L’humain est impliqué dans les conséquences des décisions et des actes déléguées au STS.

Ex.7. L’humain n’est pas contraint par le temps. Il est capable de traiter des informations transmises par le STS avec retard, par exemple si la transmission des informations est interrompue ou si l’humain n’est pas disponible.

T01 - Langage mécanicien

Cette thématique adresse le langage mécanicien qui devra fonder la coopération entre l’homme et la machine. Ce langage intuitif pour l’homme lui permettra de commander les STS sans compétences préalables autres que celles qui fondent son activité. Ce langage vise à éviter :

  • tout apprentissage fastidieux ;
  • toute connaissance scientifique ou technologique relative au STS ;
  • toute tâche supplémentaire intrinsèque à l’utilisation du STS telle que l’identification de la personne via des mots de passe ou l’insertion d’une clé ;
  • tout déplacement de l’acteur sur des lieux imposés.

L06-T01 se rapproche des thématiques L01-T06 et L02-T04 mais l’environnement spécifique du soutien et des personnes concernées introduisent des spécificités contraignant différemment les solutions techniques.

T02 - Supervision des tâches mécaniques

Cette thématique adresse la supervision des robots ou cobots par exemple pour la mise en œuvre de charges ou pour l’inspection là où l’homme n’a pas accès (faible garde au sol, soute dense, etc.)

  1. 1- la reconnaissance de l’environnement dans lequel le STS devra évoluer
  2. 2- l’assistance à la préparation des taches telle que l’optimisation du déplacement au regard des contraintes calendaires, les solutions alternatives en cas de défaillance du système.
  3. 3- La restitution en temps réel de la nature de la tâche réalisée et de la position du
  4. 4- La prise en compte des historiques des précédentes interventions et inspections de l’histoire de l’aéronef.
  5. 5- La connaissance des risques de mise en danger ou de franchissement de barrières de sécurité
  6. 6-La détection de défauts induits ou non par la tâche en
  7. 7- La réalisation de tâche délicate comme la connexion électrique des charges à l’aéronef

T03 – Supervision des inspections

En plus des points 1 à 5 de la thématique précédente, ce thème prend en compte l’identification (reconnaissance) de défauts et leur niveau d’acceptabilité ainsi que la discrimination des défauts nécessitant une remontée d’information vers l’humain.

T04 - Procédure d’amélioration continue des processus et de leur coordination

Cette thématique prend en compte la prédiction ainsi que le retour d’expérience en vue de sélectionner les meilleures pratiques tout en permettant la diversité des décisions et la remise en cause de l’apprentissage passé. Il s’agit de cartographier les bonnes et les mauvaises pratiques ainsi que les erreurs faites dans l’exercices des chantiers pour en tirer de façon simple un enseignement. Ceci étant, la compétence experte ne peut en aucun cas être réduite à des solutions techniques comme l’apprentissage profond sur les données de Soutien ou l’optimisation des

processus. La capacité de l’humain à adopter des pratiques innovantes doit donc être préservée car elle inclut entre autre la capacité à identifier un point d’amélioration et l’intérêt à opérer différemment.

Dans le contexte du soutien, la problématique de la prédiction et du retour d’expérience est contrainte par l’étendue mondiale des opérations techniques, par le droit à en connaitre et la méconnaissance des données induites par des pertes d’informations.

T05 – Formation et Maintien de compétence

Cette thématique adresse la formation et le maintien de compétence des mécanos travaillant en équipe coordonnée. Il s’agit pour la machine de sélectionner les enseignements utiles à l’homme et/ou de participer à cet enseignement. L’enseignement porte à la fois sur la dimension technique de ce que l’homme doit savoir et aussi sur :

  • le rôle que l’homme doit tenir dans l’équipe ;
  • les situations où l’homme doit prendre l’initiative de changer de rôle.

T06 - Résolution des problèmes

Dans ce contexte, un problème est une situation qui doit être corrigée, et qui est reconnue en tant que telle. Les problèmes de maintenance sont détectés soit par l’avion, soit par le mécanicien et corrigés par une réparation effectuée au sol et/ou un changement des missions auxquelles l’appareil est affecté. Les problèmes latents, pannes cachées par exemple, ne rentrent dans le périmètre qu’au moment où ils sont reconnus.

L’axe « Résolution des problèmes » traite des concepts suivants:

  • Détection de problèmes latents;
  • Génération collaborative des actions systèmes avion adaptées synergistiques du game plan;
  • Prédiction des conséquences dans tous les domaines des différentes possibilités d’action.

T07 - Représentation des situations techniques

Ce thème traite des méthodes pour décrire et représenter de façon naturelle et intuitive des situations techniques (pannes) et leurs conséquences. Il couvre aussi bien les représentations textuelles que picturales, sous la forme d’images ou d’animations, ainsi que l’utilisation d’une narration pour soutenir une description picturale. Contrairement aux synoptiques sur lesquels plus les pannes sont rares, plus la représentation devient abstraite (étoiles, croix, clignotements) l’objectif est de ne pas introduire de nouvelle convention par rapport à celles qu’un pilote voit tous les jours.

La représentation doit être adaptée à l’interlocuteur et son niveau de connaissance des systèmes: pilote, pilote expert, mécanicien. On s’attache aussi à la capacité explicative, et à la subtilité dans l’expression, pour expliquer comment la machine arrive à sa conclusion probable, quelles sont les autres causes racines possibles.

La représentation doit aussi s’adapter à la tâche en cours, ne pas interrompre des tâches critiques pour des pannes mineures qui n’interfèrent pas directement avec celle-ci. En commençant par un échange oral, elle doit proposer spontanément d’aller vers une modalité plus riche, mais plus invasive de l’espace de travail en fonction des demandes humaines. Le système doit s’adapter au rythme de l’être humain, auquel il doit dès les premiers échanges donner les moyens de faire référence à l’événement afin de remettre le système dans ce contexte pour approfondir.