Histoire du contrôle aérien : des feux de balisage au radar

Aujourd’hui, dans chaque grand aéroport et chaque centre de contrôle, un contrôleur est assis devant des écrans où chaque avion apparaît avec son identification, son altitude et sa vitesse. Au début, il n’y avait pourtant qu’un homme avec deux drapeaux. L’histoire du contrôle aérien est une histoire d’improvisation, de technique venue du militaire et de leçons tirées de graves accidents. Ce tour d’horizon te mène des premières tours et des feux de balisage aux transpondeurs, à la liaison de données et aux tours à distance, en passant par les radiobalises et le radar – et montre ce que tu peux encore entendre et voir de tout cela en tant que spotteur.

La réponse courte

Le contrôle aérien est né au début des années 1920, quand le trafic régulier entre Londres et Paris augmentait. L’aéroport de Croydon a mis en service sa propre tour de contrôle le 25 février 1920 et passe ainsi pour le berceau du contrôle aérien d’aéroport. Plusieurs générations techniques ont suivi : des chaînes de feux de balisage pour la nuit, des radiobalises pour naviguer sans visibilité, le radar à partir de la Seconde Guerre mondiale, le radar secondaire avec transpondeur à partir des années 1950 et, aujourd’hui, la localisation par satellite et la liaison de données. Beaucoup de ces étapes n’ont été franchies qu’après que des accidents ont révélé des failles dans le système.

Les débuts : tours, drapeaux et règles empiriques

Après la Première Guerre mondiale, les premiers vols réguliers de passagers et de courrier ont démarré en Europe, surtout sur l’axe Londres–Paris. Croydon, au sud de Londres, est devenu le principal aéroport britannique de l’époque. Une tour simple, haute d’un peu plus de quatre mètres et demi, avec des fenêtres de tous les côtés, s’y dressait depuis février 1920. De là, les pilotes recevaient des informations sur le trafic, la météo et leur position. On cite Jimmy Jeffs comme premier agent du contrôle aérien. Croydon a aussi développé des procédures de détermination de la position par radiogoniométrie, et on lui attribue en outre l’origine de l’appel de détresse « Mayday » – plus de détails dans l’article sur Mayday et Pan-Pan. En 1928, Croydon a reçu un nouveau terminal avec une tour nettement plus grande.

Le 7 avril 1922 a montré à quel point des règles étaient urgentes : au-dessus de la Picardie, par brouillard et bruine, un de Havilland DH.18A de la société Daimler et un Farman Goliath de la Compagnie des Grands Express Aériens, qui se croisaient en sens inverse sur la même route, sont entrés en collision. Les sept occupants sont morts. Les conséquences : les compagnies et le ministère britannique de l’Air se sont mis d’accord sur la règle de circulation à droite en vol, ont exigé une meilleure visibilité vers l’avant depuis le cockpit et un équipement radio pour tous les avions de transport. Des routes aériennes fixes ont en outre été convenues au-dessus de la Grande-Bretagne, de la France, de la Belgique et des Pays-Bas.

Aux États-Unis, le contrôle aérien d’aéroport a commencé de façon plus pragmatique. En 1929, Saint-Louis a embauché Archie League, considéré aujourd’hui comme le premier contrôleur aérien américain. Il se tenait sur le terrain avec un drapeau à damier pour « go » et un rouge pour « attendre », et sa première « tour » était une brouette avec un parasol. Ce n’est qu’après la construction d’une tour radio au début des années 1930 qu’il a travaillé par radio. La première tour de contrôle d’un aéroport américain est entrée en service en 1930 à Cleveland.

Les feux de balisage : l’autoroute du courrier de nuit

Le vrai problème des premières années n’était pas le trafic à l’aéroport, mais le trajet entre deux. Sans visibilité du sol, aucun pilote ne pouvait s’orienter. Aux États-Unis, la poste et le ministère du Commerce ont résolu cela entre 1923 et 1933 avec une gigantesque chaîne de feux de balisage : environ 1 500 tours jalonnaient quelque 29 000 kilomètres de route aérienne. Chacune portait un projecteur tournant qui lançait un bref éclair toutes les dix secondes et se voyait bien à 60 kilomètres par air clair. Des feux de route colorés transmettaient en morse un indicatif, rouge entre les terrains, vert sur un terrain. Au sol, une grande flèche en béton indiquait la direction du feu suivant – beaucoup de ces flèches sont encore dans le paysage aujourd’hui.

Le système avait une faiblesse évidente : par brouillard, nuages bas ou neige, il était inutile. Or c’est précisément alors que les pilotes avaient le plus besoin d’être guidés.

Les radiobalises : naviguer à l’oreille

La réponse a été la radio. À partir de 1928, les premières radiobalises à quatre directions (Low Frequency Radio Range) ont été mises en service aux États-Unis. Le principe était d’une simplicité géniale : la station émettait dans deux secteurs opposés la lettre morse A (court-long) et dans les deux autres la lettre N (long-court). Là où les deux se superposaient avec la même intensité, le pilote entendait un son continu – c’était la route, large d’environ trois degrés seulement. S’il entendait « A » ou « N », il savait de quel côté il se trouvait. À son apogée, il y avait plus de 400 stations de ce type rien qu’aux États-Unis.

Ce n’était pas confortable. Les pilotes devaient souvent écouter pendant des heures des signaux morse dans des casques crépitants, les orages perturbaient la réception, et le relief ou la neige pouvaient fausser les lignes de route. De plus, chaque station ne proposait que quatre routes.

En Europe s’est imposé en parallèle un procédé à faisceau directeur pour l’atterrissage : en 1932, un des premiers radiophares d’atterrissage Lorenz est entré en service à l’aéroport de Berlin-Tempelhof, considéré comme le précurseur du système d’atterrissage aux instruments. Aux États-Unis, le 26 janvier 1938, un Boeing 247 en service régulier s’est posé à Pittsburgh par tempête de neige uniquement à l’aide d’un système d’atterrissage aux instruments. Le fonctionnement de l’ILS actuel est expliqué dans le guide L’approche ILS expliquée.

Les premiers centres de contrôle

Avec plus d’avions sur les mêmes routes aériennes, le contrôle depuis l’aéroport ne suffisait plus. Qui s’occupait de la séparation en route, surtout par mauvais temps ? Le premier centre de contrôle en route américain a ouvert en 1935 à Newark, suivi de Chicago et de Cleveland en 1936. Les contrôleurs travaillaient sans radar : ils rassemblaient sur des tableaux et des bandes les comptes rendus de position des pilotes et calculaient quand quel avion devait être où. Ce principe du contrôle procédural avec bandes de progression s’est maintenu dans de nombreuses régions pendant des décennies. En Union soviétique, un premier service de circulation aérienne est né dès 1929 sur la ligne Moscou–Irkoutsk.

Le radar : voir à travers les nuages

La Seconde Guerre mondiale a apporté le grand bond. Le radar avait été conçu à l’origine pour la défense aérienne, mais des physiciens américains ont vite compris qu’il pouvait aussi rendre les atterrissages plus sûrs. Luis Alvarez et Lawrence Johnston ont mis au point le guidage à l’approche par radar GCA (Ground-Controlled Approach) : un contrôleur observe la route et l’altitude de l’avion en approche sur un radar de précision et le « descend » par radio jusqu’à peu avant la piste. Le 1er janvier 1943, le GCA a fait descendre en sécurité un hydravion à court de carburant par mauvais temps. À la fin de la guerre, de telles installations équipaient la plupart des terrains en Europe et dans le Pacifique.

La technique a connu sa grande épreuve civile lors du pont aérien de Berlin en 1948/49. Dans les couloirs étroits vers Berlin-Ouest, les avions de transport se posaient à cadence serrée et par tous les temps – sans guidage radar, cela aurait été presque impossible. Tu en apprendras plus sur ce théâtre d’opérations dans l’histoire de l’aéroport de Tempelhof.

Dans le contrôle aérien civil, les installations radar se sont imposées dans les années 1950. Elles ont fait naître des contrôles d’approche et de départ propres entre la tour et le contrôle en route – la structure de base que tu entends encore aujourd’hui sur les fréquences et qu’explique l’article Delivery, Ground, Tower, Approach, Center.

Règles mondiales : Chicago et l’OACI

Le contrôle aérien ne s’arrête pas aux frontières. Le 7 décembre 1944, 52 États ont signé à Chicago la convention relative à l’aviation civile internationale. Elle est entrée en vigueur le 4 avril 1947, et l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) a commencé son travail le même jour. Ses annexes règlent encore aujourd’hui les bases : l’annexe 11 les services de la circulation aérienne, l’annexe 10 les télécommunications et la radionavigation.

L’OACI a uniformisé les principaux systèmes de l’après-guerre. L’ILS est devenu la première norme internationale pour les approches de précision et a été publié en 1950 dans l’annexe 10. La même année, l’OACI a normalisé la radiobalise VHF omnidirectionnelle VOR avec le dispositif de mesure de distance DME. Le VOR travaille dans la bande de 108 à 117,95 MHz et indique au pilote non pas quatre, mais un nombre quelconque de routes vers la station. Aux États-Unis, il est entré en service à partir de 1949 et a supplanté en quelques décennies les anciennes radiobalises morse.

Le tournant du Grand Canyon en 1956

Malgré le radar et les centres de contrôle, de grandes lacunes subsistaient : en dehors des routes aériennes, les avions de ligne volaient souvent dans l’espace aérien non contrôlé selon le principe « voir et être vu ». Le 30 juin 1956, un Lockheed Super Constellation de TWA et un Douglas DC-7 de United Air Lines sont entrés en collision au-dessus du Grand Canyon. Les 128 personnes à bord sont mortes. L’autorité d’enquête, le CAB, a conclu que les pilotes ne s’étaient pas vus à temps et a cité comme cause contributive possible, entre autres, des informations de trafic insuffisantes de la part du contrôle en route surchargé.

Les conséquences ont été considérables : le Congrès a voté en 1957 des fonds pour plus de contrôleurs et de radars, et le Federal Aviation Act de 1958 a créé une agence fédérale pleinement responsable de l’espace aérien américain, vols militaires compris : la Federal Aviation Agency (FAA), rebaptisée en 1966 Federal Aviation Administration. La recherche sur les systèmes d’alerte anticollision embarqués a elle aussi reçu un coup de pouce de cet accident.

Radar secondaire et transpondeur

Le radar primaire voit un avion comme un écho – mais pas de quel avion il s’agit ni à quelle altitude il vole. La solution est de nouveau venue du militaire : l’identification ami-ennemi (IFF) de la guerre a été développée en radar secondaire. Une station au sol interroge sur 1 030 MHz, le transpondeur de l’avion répond sur 1 090 MHz. À partir de 1954, l’OACI a commencé la normalisation. Le mode A transmet le code à quatre chiffres que tu connais aujourd’hui sous le nom de squawk, le mode C ajoute l’altitude.

Quand le trafic a encore augmenté, cela ne suffisait plus. Les États-Unis et la Grande-Bretagne ont développé ensemble le mode S, avec une adresse fixe de 24 bits pour chaque avion et une interrogation individuelle ciblée, normalisé par l’OACI en 1987. L’ADS-B, que tu utilises avec n’importe quel site de suivi des vols, vient aussi de cette technique. Tu trouveras des détails dans Transpondeur modes A, C et S expliqués et dans Codes squawk 7500, 7600, 7700.

Époque	Technique	Ce que le contrôleur ou le pilote savait
années 1920	signaux visuels, feux de balisage, premières tours	position à vue, trafic sur le terrain
1928 jusqu’aux années 1950	radiobalises à quatre directions, faisceau directeur, comptes rendus de position	route à l’oreille, séparation par calcul
à partir de 1943 / années 1950	radar primaire, GCA	écho avec position, mais sans identification
à partir des années 1950	VOR/DME, ILS comme norme OACI	routes quelconques, approche de précision
à partir de 1954	radar secondaire modes A/C	code et altitude associés à l’écho
à partir de 1987	mode S, puis ADS-B	adresse univoque, position GPS, échange de données

Le contrôle aérien en Allemagne

Après 1945, les Alliés ont contrôlé l’espace aérien au-dessus de l’Allemagne. Avec la loi du 23 mars 1953 est né l’Office fédéral du contrôle aérien (Bundesanstalt für Flugsicherung, BFS), auquel les services civils du contrôle aérien ont été transférés le 7 juillet 1953. Son siège était d’abord à Francfort-sur-le-Main. En 1990, la BFS a aussi repris l’espace aérien de l’ancienne RDA. Le 1er janvier 1993, la responsabilité est passée à la nouvelle DFS Deutsche Flugsicherung GmbH (le contrôle aérien allemand), qui appartient entièrement à l’État fédéral et a son siège à Langen. Aujourd’hui, elle travaille avec des centres de contrôle à Brême, Langen, Karlsruhe et Munich ; l’ancien centre de Berlin a été dissous à partir de 2006. Un aperçu détaillé est proposé dans La DFS, contrôle aérien allemand, expliquée, et les pays voisins sont traités dans Austro Control et Skyguide.

À l’échelle européenne, l’Allemagne, la France, la Grande-Bretagne et les pays du Benelux ont fondé en 1960 Eurocontrol. L’organisation exploite le centre de contrôle de Maastricht pour l’espace aérien supérieur au-dessus du Benelux et du nord-ouest de l’Allemagne et coordonne, comme gestionnaire de réseau, le flux de trafic en Europe. Plus de détails dans l’article Eurocontrol expliqué. Depuis le début des années 2000, l’UE poursuit en outre l’objectif d’un espace aérien européen unique (« Single European Sky »).

Überlingen 2002 et l’alerte anticollision embarquée

Les systèmes d’alerte anticollision embarqués complètent le contrôle aérien depuis la fin des années 1980. Le TCAS II exploite les signaux transpondeur des autres avions et donne, en cas de danger, des recommandations d’évitement. Aux États-Unis, il est devenu obligatoire en 1994 pour les grands avions de transport, en Europe en 2000. Que la technique seule ne suffise pas, le 1er juillet 2002 l’a montré : au-dessus d’Überlingen, sur le lac de Constance, un Tupolev Tu-154 et un Boeing 757 sont entrés en collision. L’équipage du Tupolev a suivi l’instruction du contrôleur, celui du Boeing la recommandation du TCAS – les deux ont descendu. Depuis, il est clairement réglé que la recommandation d’évitement du système prime sur une instruction contraire du contrôleur, et le logiciel a été remanié. L’article La collision aérienne d’Überlingen en 2002 décrit le contexte.

Du radar aux données : le présent

La plus récente étape fait passer le contrôle aérien des échos aux données. Par ADS-B, les avions émettent eux-mêmes leur position déterminée par satellite, désormais aussi via des récepteurs satellitaires au-dessus des océans (ADS-B spatial). Les communications radio de routine passent de plus en plus par messages texte (CPDLC). Et les réseaux de radiobalises rétrécissent : les États-Unis réduisent leurs stations VOR à un réseau minimal de secours pour le GPS, la Grande-Bretagne a ramené le nombre de ses stations de 44 à 19 d’ici 2020.

Même la tour n’a plus besoin d’être à l’aéroport. À partir d’avril 2015, un aéroport a été contrôlé pour la première fois à distance en exploitation régulière à Örnsköldsvik, en Suède. En Allemagne, le 4 décembre 2018, un avion a reçu pour la première fois à l’aéroport de Sarrebruck l’autorisation d’atterrir depuis le centre de tour à distance (remote tower) de la DFS à Leipzig, à environ 450 kilomètres. Cent ans après Croydon, la tour est devenue une salle d’écrans.

À quoi faire attention en tant que spotteur

• Les types historiques dans leur contexte : Super Constellation, DC-7 ou Boeing 247 ne sont pas seulement de belles pièces de musée, mais les témoins d’une époque sans radar couvrant tout le territoire.
• Bien interpréter le suivi des vols : beaucoup de données des sites de suivi proviennent de la même technique de transpondeur que celle qu’utilisent les contrôleurs. Comment t’en servir au spot, c’est décrit dans Le suivi des vols avec l’ADS-B pour les spotteurs.
• Comprendre l’espace aérien : la distinction entre espace aérien contrôlé et non contrôlé est une leçon directe d’accidents comme celui du Grand Canyon. Les classes actuelles sont expliquées dans Les classes d’espace aérien de A à G.
• Le métier : qui s’intéresse au métier lui-même après ce regard en arrière trouvera dans Devenir contrôleur aérien le chemin pour y accéder.

Conclusion

En un siècle environ, le contrôle aérien est passé des drapeaux et des feux de balisage à un réseau dense de radar, de transpondeurs, de localisation par satellite et de liaison de données. La technique est souvent venue du militaire, l’impulsion pour de nouvelles règles souvent d’accidents : la Picardie en 1922 a apporté la règle de circulation à droite et la radio à bord, le Grand Canyon en 1956 une agence fédérale pleinement responsable du contrôle de l’espace aérien, Überlingen en 2002 des règles de priorité claires pour les alertes anticollision. Qui écoute aujourd’hui les communications radio au grillage ou lit des squawks sur le suivi des vols utilise chaque jour les résultats de cette évolution.