En seulement quelques années, la mobilité aérienne urbaine deviendra une réalité, permettant aux gens de voyager de manière pratique, d'une façon mieux adaptée aux villes et à leurs habitants. Intégrer en toute sécurité ces grands drones du futur dans notre espace aérien urbain exige beaucoup de coordination et de tests. Dans les prochains mois, le projet européen AMU-LED réalisera plusieurs vols de démonstration dans des environnements urbains au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et en Espagne.

Et si, à l'avenir, des ambulances transportaient des patients et des médicaments critiques par voie aérienne ? Et si les pompiers pouvaient lutter contre les incendies de manière sûre et efficace sans mettre des vies humaines en danger ? Un avenir où les personnes peuvent se déplacer plus vite et plus efficacement d'un point à un autre, avec des services meilleurs et optimisés pour les villes et leurs habitants. Cet avenir n'est pas une simple vision, c'est une réalité qui nous parviendra dans quelques années : la Mobilité Aérienne Urbaine (UAM). L'UAM est un concept de mobilité transformateur pour les zones urbaines, utilisant différents types de drones pour accomplir tout type de mission visant à améliorer le bien-être des individus et des organisations.

U-space

Un des principaux leviers de l'UAM est U-space, un cadre de gestion du trafic aérien permettant l'intégration sûre et sécurisée des drones. Tout comme le système de gestion du trafic aérien pour les aéronefs généraux, U-space garantira que les opérations des drones soient menées de manière sûre et efficace. Cependant, le système sera plus automatisé que le contrôle du trafic aérien actuel, avec moins d'interaction humaine et la capacité de gérer simultanément davantage de vols. U-space peut être défini comme un ensemble de services et de procédures spécifiques conçus pour garantir un accès sûr et efficace à l'espace aérien pour un grand nombre de drones présentant de hauts niveaux de numérisation et d'automatisation.

Scénarios dans des environnements urbains

Beaucoup de travail a été consacré au développement d'U-space et de l'UAM par le biais de projets de recherche et d'innovation ainsi que de développements technologiques. L'une de ces initiatives est le projet AMU-LED, un projet de démonstration à très grande échelle (VLD) financé par l'entreprise commune SESAR dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne. AMU-LED démontrera l'intégration sûre d'aéronefs habités et non habités grâce au déploiement d'U-space, avec pour objectif ultime de concrétiser des villes intelligentes toujours plus durables. Cela sera réalisé en effectuant des démonstrations de vol avec divers scénarios, situations et cas d'utilisation dans des environnements urbains.

Lors de ces démonstrations, le projet utilisera de grandes plateformes électriques à décollage et atterrissage verticaux (eVTOL) pour le transport de passagers et de fret, combinées à des systèmes aériens sans pilote (UAS) plus petits assurant la livraison de marchandises et de fournitures médicales, la surveillance ou le soutien aux services d'urgence.

Objectifs d'AMU-LED

Le projet a commencé il y a deux ans, en janvier 2020, avec deux objectifs principaux : démontrer l'interaction sûre de l'UAM avec les autres utilisateurs de l'espace aérien et démontrer un vol UAM sûr. Après une préparation approfondie, les démonstrations de vol qui auront lieu dans le cadre d'AMU-LED peuvent être considérées comme le produit final du projet, mettant en pratique le concept d'opérations, les cas d'utilisation, les scénarios, l'architecture système et le système U-space qui seront définis dans le projet.

« Après avoir réalisé une quantité impressionnante de travail, au cours duquel notre consortium a conçu et mis en œuvre des concepts d'opérations de pointe pour l'UAM, préparé des cas d'utilisation futuristes mais imminents, tels que la navette domicile-travail aérienne ou la livraison de colis du dernier kilomètre, et intégré des services innovants de gestion du trafic sans pilote, nous sommes enfin prêts à décoller », précise Pablo Menéndez-Ponte Alonso, chef de projet UTM chez NTT DATA Spain, qui coordonne le consortium européen de 17 entités différentes participant au projet AMU-LED. « Cranfield est notre première démonstration, certes essentielle, car elle nous permettra de comprendre l'état de préparation de cette technologie en relevant le défi réel. »

Au total, il y aura sept démonstrations, se déroulant tout au long de l'été 2022, à Cranfield (Royaume-Uni), Amsterdam (Pays-Bas), Enschede (Pays-Bas), Rotterdam (Pays-Bas) et Santiago de Compostela (Espagne).

Échange d'informations

La variété des lieux permet au projet de tester et de démontrer plusieurs aspects pertinents de différentes manières, par exemple en évaluant la manière la plus efficace d'échanger des informations entre les acteurs (comme les drones, leurs pilotes et le système de gestion du trafic aérien). Le projet testera deux concepts différents pour la diffusion des données pertinentes : une architecture centralisée et une architecture décentralisée. L'architecture décentralisée sera testée à Cranfield, Enschede et Rotterdam, et l'architecture centralisée sera testée à Amsterdam et Santiago de Compostela.

Les informations à échanger concernent toutes sortes de données, par exemple des informations stratégiques et tactiques avant et pendant le vol, des données de suivi (informations en temps réel sur la position du drone), un service consultatif de déconfliction tactique (informations pour éviter tout conflit avant et pendant le vol), ainsi que des données météo et CNS (Communication, Navigation and Surveillance).

À quoi peut-on s'attendre lors des démonstrations ?

De plus, comme U-space et l'UAM sont encore des concepts en développement, AMU-LED a suivi les trois piliers de l'innovation – faisabilité, viabilité et désirabilité – afin de garantir que les démonstrations couvrent l'ensemble des bases pour une mise en œuvre efficace de l'UAM.

En juin, les démonstrations commencent par le cas de faisabilité à Cranfield, prouvant l'état de préparation de la solution AMU-LED, des technologies et des systèmes. Ces essais sont menés par l'université de Cranfield et auront lieu à l'aéroport de Cranfield, une installation unique qui dispose de son propre prestataire de services de navigation aérienne et de ses propres contrôleurs aériens, ainsi que de ses propres pilotes et aéronefs. Cette démonstration sera un prérequis pour les démonstrations suivantes, prouvant que la solution AMU-LED est prête et sûre pour être testée dans des environnements plus complexes. Une deuxième partie de la démonstration de Cranfield aura lieu en septembre.

Après avoir prouvé la faisabilité de la solution AMU-LED, en août le projet poursuivra les tests de désirabilité de sa solution à Amsterdam et Enschede, en mettant l'accent sur l'acceptation du public et l'impact social.

À Amsterdam, les tests sont menés par le Centre aérospatial royal néerlandais (NLR) et auront lieu au cœur de la ville, au Marineterrein. En utilisant un groupe de discussion pour recueillir des données, l'équipe réalisera diverses démonstrations de vol, testant différents aspects d'U-space et certains indicateurs d'acceptation publique tels que la nuisance sonore, la sécurité perçue, la confiance dans la technologie, les préoccupations relatives à la vie privée ou la pollution visuelle. Des mesures d'atténuation pour les préoccupations soulevées par le groupe de discussion seront proposées sur la base des données recueillies.

Enschede suivra, en démontrant l'impact social de l'UAM. Space53, un centre d'essais et d'innovation pour les systèmes sans pilote, est chargé de cette démonstration, qui aura lieu entre le site Space53 de Technology Base et l'aéroport de Twente, ainsi que dans la ville d'Enschede. En mettant en avant divers cas d'utilisation socialement pertinents tels que la livraison médicale, la lutte contre les incendies ou la surveillance policière, cette démonstration prouvera l'impact social que l'UAM créera lorsqu'elle sera mise en œuvre.

À Rotterdam, la viabilité économique de l'UAM sera également démontrée en août. Cet essai est coordonné par AirHub et aura lieu dans la zone portuaire de la ville. Il sera réalisé en collaboration avec l'Autorité du port de Rotterdam, qui souhaite étudier la viabilité de transporter directement les équipages des navires du navire à l'hôtel. D'autres cas d'utilisation seront également présentés, avec différents UAV et aéronefs VTOL.

La ville de Santiago de Compostela accueillera la démonstration finale d'AMU-LED, où tous les aspects précédents – faisabilité, viabilité et désirabilité – se rejoignent dans un grand spectacle final. Coordonnée par le centre technologique ITG – Fundación Instituto Tecnológico de Galicia, la démonstration se concentrera sur la mise en œuvre correcte de tous les aspects dans les environnements urbains, en tant que présentation finale de la manière dont U-space peut permettre la Mobilité Aérienne Urbaine. Cela sera démontré en septembre et en octobre.

Tout au long de ces démonstrations, l'équipe du projet recueillera des données sur les différents aspects testés, qui seront ensuite analysées. Cela permettra au projet de dégager des résultats pour le développement ultérieur d'U-space, en fournissant des informations sur la manière la plus efficace pour U-space de permettre l'UAM, en offrant une solution sûre, efficace et viable pour les villes intelligentes.

Ce projet a reçu un financement de l'entreprise commune SESAR (JU) dans le cadre de la convention de subvention n° 101017702. La JU reçoit le soutien du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne et des membres de l'entreprise commune SESAR autres que l'Union.