Aviation : du Concorde au F-47, soixante-dix ans de cockpits extrêmes

Du Concorde au F-47, les cockpits les plus impressionnants de l'histoire ont transformé la relation entre le pilote et la machine. Retour sur soixante-dix ans de ruptures technologiques.

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Le casque vaut 400 000 dollars et permet de voir à travers le plancher de l’avion. Un contrat signé en 2025 prévoit qu’il n’y aura peut-être plus de tableau de bord du tout. Entre ces deux faits, soixante-dix ans de postes de pilotage ont fait du cockpit, cet espace de quelques mètres cubes où un humain décide à des vitesses impossibles, un laboratoire sans équivalent. Ce qui s’y est passé est l’une des mutations technologiques les moins racontées du siècle.

Le F-47 et la fin du tableau de bord

En mars 2025, l’US Air Force a officiellement attribué à Boeing le contrat de développement du F-47 NGAD, Next Generation Air Dominance, soit le programme américain de chasseur destiné à succéder au F-22 dans la supériorité aérienne. Premier appareil de sixième génération à recevoir un financement de programme, il est conçu sans cockpit au sens traditionnel du terme : l’ensemble de l’interface pilote sera projeté sur un casque à réalité augmentée offrant une vision à 360 df35egrés, assisté par une intelligence artificielle fonctionnant comme co-pilote numérique pour les opérations radar et armements.

Parallèlement, le consortium GCAP, Global Combat Air Programme, créé par le Royaume-Uni, le Japon et l’Italie pour développer ensemble leur prochain chasseur de combat, a présenté son design finalisé au salon de Farnborough et vise une entrée en service en 2035. Son cockpit sera logiciel : fusion de données par IA, commande de drones ailiers autonomes depuis le poste de pilotage.

Dans ces deux appareils, le pilote ne manœuvre plus un avion seul. Il commande un essaim de systèmes depuis un poste de commandement aérien embarqué.

Le casque à 400 000 dollars qui voit à travers le métal

Cette rupture a déjà un précédent opérationnel. Le F-35 Lightning II, chasseur américain en service depuis 2015, a été le premier à supprimer le HUD, l’affichage tête haute, cette vitre transparente couverte de données positionnée face au pilote, présente sur tous les chasseurs depuis les années 1960. Collins Aerospace a développé en remplacement le casque Gen III : chaque exemplaire est fabriqué sur mesure par scannage 3D du visage de son pilote, à 400 000 dollars pour la version américaine, entre 288 000 et 360 000 dollars pour la version britannique selon le taux de change. Un contrôle de conformité est obligatoire tous les 120 jours.

Six caméras infrarouges haute résolution, le Distributed Aperture System AN/AAQ-37, sont montées en six points distincts autour du fuselage et couvrent une sphère complète à 360 degrés autour de l’appareil. Lorsque le pilote regarde vers le bas, elles reconstituent en temps réel une image du sol à travers le plancher métallique. La nuit, la vision nocturne est directement intégrée dans la visière, rendant superflues les lourdes lunettes traditionnelles. L’interface bi-oculaire offre un champ de vision de 30 sur 40 degrés avec un recouvrement à 100 %. Le cockpit lui-même se réduit à un grand écran panoramique tactile et au système HOTAS, des commandes groupées sur le manche et les gaz qui permettent au pilote de tout contrôler sans jamais lâcher les commandes de vol.

Le 16 février 2024, l’Armée de l’air et de l’espace française a réalisé depuis la base aérienne 118 de Mont-de-Marsan le premier vol opérationnel du Rafale au standard F4.1, intégrant le casque SCORPION développé par Thales. En juillet 2021, la Direction Générale de l’Armement avait commandé 350 de ces casques et 400 écrans multifonctions numériques pour équiper la flotte. La symbologie de combat, données de navigation, désignation de cibles, alertes, est projetée directement sur la visière.

Trois capteurs structurent l’architecture sensorielle du Rafale. Le radar RBE2-AESA, premier radar à balayage électronique actif monté sur un avion de combat européen, capable de viser plusieurs cibles simultanément, assure la détection à longue portée et génère en temps réel des cartes tridimensionnelles pour le vol en terrain masqué. L’Optronique Secteur Frontal permet la détection passive de cibles furtives sans émettre le moindre signal électromagnétique, rendant l’avion indétectable par ce biais. Le système SPECTRA, développé par Thales en partenariat avec MBDA, protège l’appareil à 360 degrés contre les radars, missiles et lasers ennemis, avec une précision de localisation des menaces inférieure à un degré. Ces trois flux convergent vers un ordinateur central qui sélectionne et priorise les informations avant de les afficher au pilote : c’est la machine qui filtre, pas l’homme.

F-22, B-2, Eurofighter : la transition numérique

Entré en service en 2005, le F-22 Raptor a été la première rupture radicale : exit les cadrans à aiguille, place à six écrans LCD couleur lisibles en plein soleil. Deux affichent les paramètres primaires de vol, deux sont multifonctions, un grand écran central gère l’identification et l’acquisition des cibles, un sixième surveille les systèmes. Le radar AN/APG-77 AESA détecte et traque simultanément plusieurs cibles. La canopée, le dôme de verre au-dessus du pilote, est traitée avec un revêtement à base d’or qui déflète les ondes radar et contribue directement à la furtivité de l’appareil. Première canopée de ce type compatible avec les lunettes de vision nocturne.

Dès sa conception, l’Eurofighter Typhoon a intégré des commandes vocales opérationnelles : le pilote active et gère certains systèmes par la parole. Le Helmet Mounted Symbology System lui permet de désigner des objectifs par simple mouvement de la tête. Le capteur infrarouge passif PIRATE, développé par Leonardo, Thales Optronics et Tecnobit, fournit une conscience situationnelle continue sans aucune émission radar : l’avion écoute sans se signaler.

Derrière l’architecture en aile volante du B-2 Spirit, un bombardier qui n’est qu’une aile sans fuselage ni empennage distincts, le cockpit surprend par sa sobriété. Deux membres d’équipage seulement, un pilote et un commandant de mission positionnés côte à côte, manœuvrent cet appareil de 20,9 mètres depuis deux grands écrans. Le Vertical Situation Display centralise altitude, vitesse, cap et attitude. Le Horizontal Situation Display gère la trajectoire, les appareils voisins et les paramètres de mission. Derrière les sièges, un espace de repos permet de relayer les équipages lors des missions longues : lors de la guerre du Kosovo en 1999, première utilisation opérationnelle de l’appareil, certains vols ont dépassé trente-trois heures avec ravitaillement en vol. Le B-2 utilise un système fly-by-wire quadruplement redondant, les commandes du pilote transitent par quatre calculateurs électroniques indépendants plutôt que par des câbles mécaniques, seul moyen de maintenir stable en permanence une aile volante dont la forme même la rend aérodynamiquement instable.

Quand tout reposait sur l’humain

Le 28 juillet 1976, un SR-71 Blackbird établissait deux records mondiaux absolus : 3 529 km/h, soit Mach 3,2, et 25 929 mètres d’altitude. À cette hauteur, le pilote apercevait la courbure de la Terre et des étoiles en plein jour, vêtu d’une combinaison pressurisée intégrale identique à celle des astronautes. Les deux membres d’équipage étaient sanglés dans des harnais cinq points.

Le tableau de bord du pilote regroupait les instruments essentiels : altitude, vitesse, horizon artificiel, indicateurs des moteurs. Certaines commandes étaient volontairement surdimensionnées pour permettre leur manipulation avec des gants pressurisés. Un périscope installé en poste avant permettait d’observer les surfaces dorsales de l’appareil, dérives, moteurs, fuselage arrière, notamment lors d’un intake unstart : une déstabilisation brutale des entrées d’air des moteurs qui pouvait faire violemment basculer l’avion à Mach 3. L’officier des systèmes, en poste arrière, ne disposait d’aucune commande de vol. Il gérait le système de navigation astro-inertiel, surnommé « R2-D2 » par les équipages, capable de se repérer par rapport aux étoiles avec une précision inférieure à 300 pieds, un écran de projection de cartes mobiles et un affichage radar. Des instructeurs ayant formé des pilotes sur le SR-71 décrivent la densité de l’environnement : indicateurs de pression d’entrée de compresseur, systèmes de contrôle des carburants, gyroscopes de navigation inertiels de secours. La maîtrise complète de l’appareil prenait des années.

Le Concorde n’atteignait pas ces altitudes, mais ses exigences relevaient d’une autre catégorie. Le fuselage s’allongeait de plusieurs centimètres à pleine vitesse sous l’effet de la chaleur de friction : le métal se dilatait comme sous un soleil de forge, à 2 179 km/h. Le poste de pilotage s’étendait du plancher au plafond, entièrement couvert d’interrupteurs, de cadrans et d’affichages analogiques : plus de 1 000 commutateurs au total, dont 213 disjoncteurs pour la seule section arrière du cockpit du commandant de bord. À Mach 2,04 et 18 290 mètres d’altitude, l’équipage gérait manuellement la distribution du carburant entre les réservoirs pour équilibrer le centre de gravité en plein vol supersonique, opération sans équivalent dans l’aviation civile, rendue nécessaire par les déplacements du point d’appui aérodynamique à haute vitesse. La gestion simultanée des températures structurelles et de la pression en cabine s’ajoutait à cette charge.

Un équipage minimum de trois personnes était requis : commandant de bord, copilote et ingénieur navigant, ce dernier entièrement dédié à la surveillance des systèmes. John Hazelby, l’un des derniers ingénieurs navigants à avoir volé sur l’appareil, a déclaré : « Il n’y avait jamais une phase de vol où il n’y avait pas grand-chose à faire. Il fallait surveiller ou ajuster quelque chose chaque minute. » Ce cockpit analogique a directement inspiré les philosophies de conception des postes de pilotage Airbus.

De la navette au Dreamliner : la filiation inattendue

En 1998, la navette Atlantis a été la première à recevoir le système MEDS, Multifunction Electronic Display Subsystem, développé par Honeywell pour remplacer les 32 jauges électromécaniques et les quatre écrans cathodiques hérités des années 1970. En mai 2000, lors de la mission STS-101, Atlantis devenait la première navette à voler avec ce glass cockpit opérationnel : onze écrans plats LCD couleur affichant des données codées par couleur en formats 2D et 3D. Le système pesait 34 kilogrammes de moins que le précédent. Honeywell a ensuite transféré cette technologie, les mêmes principes d’affichage synthétique et de redondance numérique, dans les systèmes de cockpit du Boeing 787 Dreamliner.

Cinq grands écrans LCD de 15,1 pouces entièrement configurables équipent le 787, complétés par deux affichages tête haute en série et un système de vision synthétique générant une représentation tridimensionnelle du monde extérieur en conditions de faible visibilité. Son architecture avionique repose sur un réseau numérique embarqué, l’AFDX/ARINC 664, qui transmet les données entre le poste de pilotage et les systèmes de l’appareil par câbles Ethernet plutôt que par les faisceaux de câbles analogiques qui équipaient les générations précédentes.

L’Airbus A380 a franchi un autre seuil à son entrée en service en 2007. Ses huit grands écrans interactifs identiques, commandés par trackball, offraient une surface d’affichage sans précédent dans l’aviation civile. Un chef pilote de Lufthansa a qualifié l’A380 de « premier cockpit véritablement sans papier de l’aviation commerciale ». Le Système d’Information Embarqué connecte l’appareil aux réseaux des compagnies, intégrant en une seule interface la maintenance, les services passagers et les informations d’équipage. Un affichage tête haute complète le dispositif pour les approches en conditions dégradées.



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