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1. Les facteurs humains dans les systèmes ATC

Chapitre 5 Partie 1 : Facteurs Humains dans les Systèmes ATC – FEFC OACI

Introduction aux Facteurs Humains

🎯 Objectif et Portée

Les facteurs humains examinent comment les caractéristiques, limites et interactions humaines influencent directement la sécurité, l’efficacité et l’évolution du système de contrôle de la circulation aérienne.

🔑 Principe Fondamental : La sécurité aérienne ne dépend pas uniquement de la technologie, mais de la qualité des humains qui la conçoivent, la pilotent et la contrôlent.

📋 Importance des Facteurs Humains

Un système ATC est un système homme-machine complexe. Sa performance dépend à la fois de :

  • La technologie mise en œuvre (radar, outils, interfaces, automatisation)
  • Les contrôleurs aériens : bien formés, attentifs, capables de comprendre et d’utiliser les outils pour atteindre les objectifs de sécurité et de fluidité du trafic

💡 Contenu de Cette Partie

Cette première partie du chapitre couvre :

  • Le modèle SHEL — Comprendre les interfaces critiques du système
  • Système homme-machine — Objectifs et complexité du contrôle aérien
  • Harmonisation — Alliance entre capacités humaines et technologie
  • Évolution du trafic — Défis et solutions modernes
  • Gestion de l’information — Quantitative vs qualitative
  • Position de travail — Ergonomie et conception
  • Communications — Le fil vital du système ATC

Les Facteurs Humains dans les Systèmes ATC

🧩 Le Modèle SHEL

Le modèle SHEL décrit les interfaces essentielles du système ATC et constitue le cœur de la compréhension des interactions.

Élément Signification Exemple Concret en ATC
S – Software Règles, procédures, checklists, documentation Procédures de calage altimétrique différentes (in/hPa) entraînant des erreurs
H – Hardware Équipements, consoles, casques, fauteuils Fauteuil réglable, bon positionnement du micro
E – Environment Conditions physiques du poste de travail Lumière du soleil, température, climatisation
L – Liveware L’opérateur humain, ses limites et interactions Coordination, communication, relations hiérarchiques
🧠 Point Clé : Les interactions entre ces éléments ne sont jamais isolées. Une modification dans un seul élément (ex. : ergonomie du poste) a des répercussions en cascade sur les autres.

🎯 But du Modèle SHEL

  • Identifier les points faibles du système
  • Comprendre les origines des erreurs
  • Concevoir des systèmes et des formations mieux adaptés à l’humain

⚙️ Le Système ATC comme Système Homme-Machine

Le système ATC vise à assurer un écoulement sûr, ordonné et rapide du trafic aérien.

🎯 Objectifs Principaux et Secondaires

Objectif principal : Sécurité et fluidité du trafic aérien

Objectifs secondaires :

  • Économie de carburant
  • Réduction du bruit et des nuisances environnementales
  • Équité entre usagers
  • Satisfaction des besoins opérationnels

🔑 Les Trois Piliers d’un Système Performant

💻 Technologie Adaptée

Une technologie fiable, ergonomique et bien intégrée

  • Radar moderne
  • Outils d’aide à la décision
  • Interfaces intuitives

👨‍✈️ Contrôleurs Compétents

Des professionnels formés, capables de s’adapter, comprendre et anticiper

  • Formation continue
  • Expérience opérationnelle
  • Capacité d’adaptation

🔄 Participation Active

Implication des contrôleurs dans le développement des systèmes

  • Retour d’expérience
  • Tests utilisateurs
  • Co-conception

🤝 Harmoniser l’Humain et la Machine

Les problèmes de facteurs humains proviennent des limites biologiques et cognitives de l’humain. Les évolutions techniques (nouveaux radars, datalink, automatisation) exigent une harmonisation constante entre :

  • Les capacités humaines
  • Les spécifications technologiques
🎯 Objectif : Créer une alliance active et équilibrée entre l’humain et la machine, fondée sur la connaissance scientifique des facteurs humains.

🔸 Facteurs de Conception et d’Exploitation

  • Conception ergonomique — Adapter les outils aux capacités humaines
  • Formation continue — Maintenir et développer les compétences
  • Retours d’expérience — Apprendre des incidents et situations réelles
  • Adaptation réciproque — L’humain s’adapte à la machine, et vice versa

📈 L’Évolution du Contrôle Aérien

🔹 Croissance du Trafic et Saturation

  • Hausse continue du trafic mondial → périodes de surcharge de plus en plus longues
  • Les systèmes existants atteignent souvent leur capacité maximale
  • Une simple sectorisation accrue devient contre-productive (trop de coordination)

🔹 Solutions Modernes

  • Automatisation des tâches répétitives et de la présentation de l’information
  • Aides à la décision : prévision, détection de conflits, séquencement
  • Planification stratégique du trafic plutôt que gestion tactique
  • Flexibilité d’utilisation de l’espace aérien (basée sur les besoins, non sur les frontières)
  • Gestion des courants de trafic aérien (ATFM) :
    • En Europe → planification au sol (créneaux et routes)
    • Aux États-Unis → gestion dynamique du flux en vol

🔹 Facteurs Aggravants

  • Effectifs insuffisants malgré le trafic croissant
  • Restrictions environnementales (pistes, routes préférentielles)
  • Exigence de réactivité accrue avec les séparations réduites
⚠️ Enjeu Majeur : L’évolution technologique modifie les procédures, l’environnement de travail et le rôle du contrôleur. Mais la sécurité reste un impératif absolu — aucun compromis n’est toléré.

🔄 Transmission et Gestion de l’Information

Types d’Informations

📊 Informations Quantitatives

Nature : Position, altitude, vitesse, cap, etc.

Caractéristique : Affichées directement

Utilisation : Données objectives et mesurables

🧠 Informations Qualitatives

Nature : Fiabilité, fréquence d’actualisation, précision, erreurs possibles

Caractéristique : Basées sur le jugement et l’expérience

Utilisation : Évaluation subjective de la qualité

🔑 Point Clé : C’est souvent l’information qualitative (confiance, validité, exactitude) qui détermine la sécurité et la capacité du système.

💡 Exemples Pratiques

  • Espacement radar — Plus faible possible grâce à une information fréquente et fiable
  • Espacement procédural — Plus grand en raison d’une information moins précise

🖥 La Position de Travail du Contrôleur

🔹 Principes de Conception Ergonomique

  • Doit rester sûre et efficace même dans les pires conditions (équipement vieillissant, soleil, bruit, fatigue)
  • Chaque élément (écran, commande, position, mobilier) doit être conçu selon des principes ergonomiques
  • Les erreurs humaines probables sont souvent déterminées dès la conception du poste

⚠️ Facteurs de Conception Critiques

Facteur Impact Conséquence d’une Mauvaise Conception
Agencement Organisation spatiale des outils Mouvements inefficaces, fatigue accrue
Codage visuel Clarté des affichages Confusion, erreurs d’interprétation
Commandes Positionnement et accessibilité Erreurs de manipulation, lenteur
Environnement Lumière, température, bruit Fatigue, baisse de concentration
💡 Règle d’Or : Un poste mal conçu crée les erreurs qu’on finira par constater en exploitation.

✅ Validation Sous Conditions Extrêmes

La position de travail doit être testée et validée dans les conditions les plus difficiles :

  • Équipement dégradé ou vieillissant
  • Conditions d’éclairage variables (soleil direct, nuit)
  • Bruit ambiant élevé
  • Longues périodes d’utilisation (fatigue)

📡 Les Communications

Les communications constituent le fil vital du système ATC.

🗣 Importance et Caractéristiques

Elles doivent être :

  • Claires, standardisées, sans ambiguïté
  • Avec accusé de réception systématique

📻 Modes de Communication

Mode Description Avantages Inconvénients
Voix Communication traditionnelle radio Immédiate, flexible, vérification collective Ambiguïtés phonétiques, surcharge fréquence
Données CPDLC, ATIS, datalink Précise, traçable, réduction charge vocale Perte de supervision collective, délais
Interconnexions automatisées Systèmes sol-air automatiques Rapidité, fiabilité Dépendance technologique, perte de contexte

⚠️ Risques d’Ambiguïté

  • Similitudes d’indicatifs d’appel — Confusion entre vols
  • Mauvaise interprétation de chiffres — « 250 » : vitesse, cap ou niveau ?
  • Transmission incomplète ou brouillée — Perte d’information critique
  • Fatigue, langue non maternelle, accents — Barrières à la compréhension

✅ Bonnes Pratiques de Communication

  • Parler lentement, distinctement, calmement
  • Confirmer toute autorisation ambiguë
  • Respecter les procédures standardisées OACI (alphabet phonétique, structure des messages)
  • Surveiller la tendance humaine à entendre ce qu’on s’attend à entendre
  • Utiliser la phraséologie standard sans déviations
  • Répéter les informations critiques (altitude, cap, QNH)

🔹 Évolution vers le Datalink

La transition progressive de la voix vers les communications par liaison de données (CPDLC) présente des avantages mais aussi des défis :

Aspect Impact
Standardisation accrue Messages uniformes, moins d’ambiguïté linguistique
Perte de supervision collective Les collègues ne peuvent plus entendre et corriger les erreurs
Risques nouveaux Erreurs de saisie, mauvaise interprétation de messages standardisés
Formation nécessaire Adaptation aux nouveaux modes de communication
💡 Impact du CPDLC : Les communications automatisées suppriment un niveau de défense collectif. Dans un environnement vocal, un collègue pouvait repérer une erreur ; dans un environnement data link, cette défense disparaît. D’où l’importance de la redondance, formation et supervision.

🔸 Discipline de Phraséologie

La discipline stricte dans l’utilisation de la phraséologie standard OACI est essentielle :

  • Alphabet phonétique — Éviter les confusions de lettres
  • Structure standardisée — Ordre logique des informations
  • Terminologie précise — Utilisation des termes appropriés
  • Pas d’improvisation — Suivre les procédures établies

🧠 Influence de la Fatigue et de la Clarté Linguistique

  • La fatigue réduit la capacité d’écoute active et augmente les erreurs de communication
  • L’utilisation de l’anglais comme langue non maternelle peut créer des malentendus
  • La clarté de l’expression vocale est cruciale pour la sécurité
  • Les contrôleurs doivent être vigilants quant à leur propre état de fatigue

🧠 Résumé Synthétique

Concept Clé Idée Principale Risque si Négligé
Modèle SHEL Interaction entre humain, matériel, procédures et environnement Erreurs systémiques difficiles à identifier
Système homme-machine L’humain est au cœur du système ATC Technologie inefficace sans compétence humaine
Harmonisation humain-machine Adapter la technologie aux limites humaines Fatigue, surcharge, erreurs de conception
Évolution du trafic Croissance = besoin d’automatisation et d’ATFM Saturation, surcharge cognitive
Transmission d’informations Qualité > quantité Décisions basées sur données trompeuses
Position de travail Ergonomie = sécurité Erreurs récurrentes et lenteur
Communications Clarté, standardisation, vigilance Ambiguïtés, malentendus, incidents

💡 Concepts Clés à Retenir

🧩 Modèle SHEL

Software, Hardware, Environment, Liveware — les quatre interfaces critiques qui doivent être harmonisées pour la sécurité

🤝 Système Homme-Machine

Performance = Technologie + Compétence humaine + Participation active

⚖️ Harmonisation

Alliance active et équilibrée entre capacités humaines et spécifications technologiques

📈 Évolution du Trafic

Croissance continue nécessite automatisation, ATFM et planification stratégique

🔄 Information Qualitative

La fiabilité et la confiance dans les données déterminent souvent plus la sécurité que les chiffres bruts

🖥 Ergonomie

Un poste mal conçu crée les erreurs qu’on constatera en exploitation

📡 Communications

Fil vital du système — clarté, standardisation et vigilance sont essentielles

⚠️ CPDLC

Les communications automatisées suppriment la défense collective de la supervision vocale

📖 Points Essentiels à Maîtriser

🧩 Le Modèle SHEL

  • S (Software) — Procédures, règles, documentation doivent être claires et cohérentes
  • H (Hardware) — Équipements ergonomiques adaptés aux tâches
  • E (Environment) — Conditions physiques optimales (lumière, température, bruit)
  • L (Liveware) — L’humain et ses interactions avec tous les autres éléments
  • Interactions multiples — Chaque modification affecte l’ensemble du système

⚙️ Système Homme-Machine

  • Objectif principal — Sécurité et fluidité du trafic aérien
  • Objectifs secondaires — Économie, environnement, équité
  • Trois piliers — Technologie + Contrôleurs + Participation
  • Performance collective — Le système n’est fort que si tous les éléments sont optimisés

📈 Défis de l’Évolution

  • Croissance continue du trafic mondial
  • Saturation des systèmes actuels
  • Solutions — Automatisation, ATFM, flexibilité de l’espace aérien
  • Facteurs aggravants — Effectifs, restrictions environnementales, séparations réduites

🔄 Gestion de l’Information

  • Information quantitative — Position, vitesse, altitude (affichée)
  • Information qualitative — Fiabilité, précision, confiance (jugement)
  • Point clé — La qualité détermine la sécurité plus que la quantité
  • Impact — Espacement radar vs procédural

📡 Communications Efficaces

  • Standardisation OACI — Alphabet phonétique, structure des messages
  • Vigilance — Ne pas entendre ce qu’on s’attend à entendre
  • Clarté — Parler lentement, distinctement, calmement
  • Datalink — Avantages et perte de défense collective

❓ Questions & Réponses

Testez vos connaissances en cliquant sur chaque question pour révéler la réponse

🧩 Le Modèle SHEL
Q1 Qu’est-ce que le modèle SHEL et que représente-t-il ?
Réponse :

Le modèle SHEL (Software, Hardware, Environment, Liveware) décrit les interfaces critiques entre l’humain et son environnement opérationnel.

Il permet d’analyser les incompatibilités ou mauvais ajustements susceptibles de générer des erreurs.

Exemples : mauvaise ergonomie du radar (H-L), procédures ambiguës (S-L), éclairage excessif (E-L).

Q2 Pourquoi les interactions entre éléments SHEL ne sont-elles jamais isolées ?
Réponse :

Parce qu’une modification dans un seul élément (par exemple l’ergonomie du poste) a des répercussions en cascade sur tous les autres éléments du système.

Le système ATC est un tout intégré où chaque composante influence les autres.

Q3 Quel est le but principal du modèle SHEL ?
Réponse :
  • Identifier les points faibles du système
  • Comprendre les origines des erreurs
  • Concevoir des systèmes et des formations mieux adaptés à l’humain
⚙️ Système Homme-Machine
Q4 Pourquoi le système ATC est-il qualifié de « système socio-technique » ?
Réponse :

Parce qu’il combine technologie, procédures et opérateurs humains en interaction permanente.

Leur adaptation réciproque garantit la sécurité et la performance du système.

Q5 Quels sont les trois piliers d’un système ATC performant ?
Réponse :
  • Une technologie adaptée, fiable et ergonomique
  • Des contrôleurs formés, capables de s’adapter, comprendre et anticiper
  • Une formation continue et participation active des contrôleurs dans le développement des systèmes
Q6 Quels sont les objectifs secondaires du système ATC au-delà de la sécurité ?
Réponse :
  • Économie de carburant
  • Réduction du bruit et des nuisances environnementales
  • Équité entre usagers
  • Satisfaction des besoins opérationnels
📈 Évolution du Contrôle Aérien
Q7 Quels sont les principaux défis liés à la croissance du trafic aérien ?
Réponse :
  • Surcharge cognitive des contrôleurs
  • Saturation des fréquences et secteurs
  • Limites physiques et humaines
  • Besoin d’automatisation et de gestion des flux (ATFM)
Q8 Quelles sont les solutions modernes pour faire face à la croissance du trafic ?
Réponse :
  • Automatisation des tâches répétitives
  • Aides à la décision (prévision, détection de conflits)
  • Planification stratégique du trafic
  • Flexibilité d’utilisation de l’espace aérien
  • Gestion des courants de trafic aérien (ATFM)
Q9 Quelle est la différence entre l’ATFM européen et américain ?
Réponse :
  • Europe : Planification au sol avec attribution de créneaux et routes
  • États-Unis : Gestion dynamique du flux en vol
🔄 Gestion de l’Information
Q10 Pourquoi la qualité de l’information est-elle un facteur humain essentiel ?
Réponse :

Une information incomplète, obsolète ou mal transmise dégrade la conscience de la situation et augmente le risque d’erreur.

Le contrôleur dépend d’un flux d’informations fiables, filtrées et actualisées pour prendre des décisions sûres.

Q11 Quelle est la différence entre information quantitative et qualitative ?
Réponse :
  • Quantitative : Données mesurables affichées (position, altitude, vitesse)
  • Qualitative : Évaluation de la fiabilité, précision et confiance dans les données, basée sur le jugement et l’expérience

Point clé : C’est souvent l’information qualitative qui détermine la sécurité.

🖥 Position de Travail
Q12 Quelle est la règle d’or concernant la conception des postes de travail ?
Réponse :

Un poste mal conçu crée les erreurs qu’on finira par constater en exploitation.

Les erreurs humaines probables sont souvent déterminées dès la conception du poste de travail.

Q13 Pourquoi faut-il valider les postes sous conditions extrêmes ?
Réponse :

Pour s’assurer que la position de travail reste sûre et efficace même dans les pires conditions :

  • Équipement vieillissant ou dégradé
  • Conditions d’éclairage difficiles (soleil direct, nuit)
  • Bruit ambiant élevé
  • Fatigue après de longues périodes d’utilisation
📡 Communications
Q14 Citez trois causes humaines de défaillance de communication.
Réponse :
  • Fatigue et surcharge cognitive
  • Accent, ambiguïté linguistique
  • Manque de standardisation (non-respect phraséologie OACI)
Q15 Quel est l’impact du CPDLC sur la supervision collective ?
Réponse :

Les communications automatisées (CPDLC) suppriment un niveau de défense collectif.

Dans un environnement vocal, un collègue pouvait repérer une erreur en écoutant les échanges. Dans un environnement data link, cette défense disparaît.

Conséquence : Importance accrue de la redondance, de la formation et de la supervision.

Q16 Quelles sont les bonnes pratiques essentielles en communication ATC ?
Réponse :
  • Parler lentement, distinctement, calmement
  • Confirmer toute autorisation ambiguë
  • Respecter les procédures standardisées OACI
  • Surveiller la tendance à entendre ce qu’on s’attend à entendre
  • Utiliser l’alphabet phonétique systématiquement

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