Atterrir par tous les temps

Les pionniers de l’Aéropostale auraient trouvé géniales ces recherches en optique. Ces pilotes étaient les premiers à atterrir de nuit, par tous les temps, sur des pistes balisées par de simples lampes rouges. Un système équipe aujourd’hui tous les grands aéroports, l’Instrument Landing System (ILS). Il permet l’atterrissage par visibilité nulle, la nuit, par temps couvert ou brouillard épais. Des balises en bout de piste émettent des ondes radio réceptionnées par les avions. Mais ces balises sont coûteuses, et seuls les avions de ligne bénéficient de l’ILS.

Un système alternatif

L’un des objectifs du projet de recherche en optique et imagerie Ritfold(1), qui aboutira cet automne, est la création d’un système alternatif d’aide à la navigation aérienne, très simple et beaucoup moins cher. L’idée consiste, d’une part, à équiper les balises au sol de lumières polarisées. Pour cela, des filtres à bas coût font l’affaire. D’autre part, un système de caméra polarimétrique, qui prend deux images simultanément, est embarqué à l’avant de l’avion. Il pèse moins d’un kilo pour un coût inférieur à 1000 €. Toute la recherche porte sur ce système d’imagerie, qui améliore la vision des balises.

En collaboration avec l’Inde

Ces recherches sont conduites par les physiciens de l’IPR(2), en collaboration avec le Raman Research Institute (RRI)(3), à Bangalore (Inde). L’idée vient d’ailleurs de l’Inde, où les avions sont souvent déroutés vers un autre aéroport, pour cause de mauvaise visibilité ou de brouillard. « Nous voulons fournir au pilote une assistance visuelle pour reconnaître les positions des balises sur la piste », résument les chercheurs Julien Fade et Mehdi Alouini, qui coordonnent le projet Ritfold. Avec la professeure Hema Ramachandran, du RRI, ils encadrent à Rennes le doctorant indien Swapnesh Panigrahi, qui consacre sa thèse(4) au projet. Un dépôt de brevet en 2014, puis une publication dans la revue Journal of Optics en avril, concrétisent l’avancée de ces recherches, commencées il y a trois ans.

L’idée principale consiste à booster le contraste des lumières sur la piste, à partir des deux images polarimétriques prises par la caméra. « Nous avons cherché la meilleure façon de combiner ces deux images, de manière simple et en temps réel. Leur combinaison optimale est adaptative : elle varie en fonction du brouillard sur la piste, pour garantir toujours le meilleur contraste. » Même si le brouillard est à couper au couteau, le pilote doit distinguer les sources lumineuses à environ 1 km de distance. Avec la complicité de TDF, les physiciens ont mené l’expérience sur cette distance, entre leur bâtiment sur le campus de Beaulieu et la tour de télécommunication rouge et blanche, qui domine Rennes côté Cesson-Sévigné. À travers des brouillards nocturnes et matinaux, leur caméra a détecté des points lumineux précis sur la tour. Augustin Fresnel, qui inventa une lentille révolutionnaire en 1822 pour les phares en mer, aurait lui aussi trouvé cette idée géniale.