niacnpcn

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SERVICE TECHNIQUE DES BASES AERIENNES Page 1Dpartement Gnie Civil et Pistes

NOTE DINFORMATIONNOTE DINFORMATION

Mots clefs:

Chausses aronautiques

Gestion

ACN

PCN

Cette note dinformation a pourbut dexposer ce quest la mthodeACN/PCN et la faon dont elle est utiliseen France.

1 - Les paramtres de base1 - Les paramtres de base

La mthode ACN/PCN est unsystme international normalis laborpar lOrganisation de lAviation CivileInternationale (OACI) qui vise fournir desrenseignements sur la rsistance deschausses aronautiques et qui permet dece fait de juger de ladmissibilit dechaque avion en fonction de sa charge etde la rsistance des chausses.

Cette mthode est applicabledepuis 1983 par lensemble des tatsmembres de lOACI.

1.1 - Le PCN : PavementClassification Number

Le principe de cette mthode estrelativement simple puisque lon associe chaque zone homogne dune plate-forme un PCN qui reflte la capacitportante de la chausse. Cette informationest publie de la manire suivante (daprsles spcifications de lAnnexe 14 delOACI):

PCN = 27 /F /A /W /T

Le nombre est le numro declassification de chausse arrondi unnombre entier; il sera utilis encomparaison avec lACN (cf. 1.2.).

Nature de la chausse.

F souple (F pour flexible)

R rigide

(pour les chausses mixtes, onutilise la publication qui correspond lemieux au comportement mcanique de lachausse).

Catgorie de rsistance du solsupport (sol naturel sous lachausse).

A rsistance leve

B rsistance moyenne

C rsistance faible

D rsistance ultra faible

On entend par zone homogne unsecteur dont les caractristiques techniques de lachausse sont identiques ou du moins suffisammentproches pour tre assimiles.

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Limite de pression de gonflagedes pneumatiques.

W pas de limite

X 1,5 MPa

Y 1MPa

Z 0,5 MPa

Remarque: les limitations enpression de gonflage sont relativementrares. Lorsquelles existent, elles sont laplupart du temps lies ltat de lacouche de roulement (limite decisaillement des matriaux). Cest pourcette raison quil nen sera pas faitmention ultrieurement. Mais bienentendu pour tout accueil daronef, ilconvient de vrifier que les pressions degonflage respectent les tolrances lorsquedes limitations sont indiques au niveaude la chausse.

Base d'valuation du PCN

T technique (seul cas qui va tretudi par la suite)

U "par exprience" du traficexistant.

Le but ntant pas ici dexpliquercomment on calcule un PCN mais pluttdindiquer comment utiliser le PCN publi

sur une chausse, il ne sera pas ici faittat de cette base dvaluation.

1 .2 - L ACN : A i rcraf tClassification Number

Cet autre paramtre reprsentelagressivit dun avion sur unechausse.

Il est dtermin, conformment certaines procdures normalises, par lesconstructeurs aronautiques.

Cet ACN est publi sous la formesimplifie suivante:

Exemple: A 321 CLASSESChaussesSouples Chausses Rigides

Masse de calcul A B C D A B C D

masse max au roulage 83 400 kg 45 48 53 59 50 55 57 59

m a s s e v i d edexploitation 47 000 kg 23 24 26 30 26 28 29 31

Avec ce tableau et en connaissantla masse laquelle un appareil veut venir(sur une plate-forme dont la qualit du solsupport est connue), il est possible dedterminer lACN de lavion.

Exemple:

LA 321 dont les caractristiques sont donnes ci-dessus veut se poser la masse de 60 tonnes sur la plate-formedonne comme modle dans le paragraphe prcdent (27/F/A/W/T).

Il convient dans un premier temps de dterminer lACN de lavion dans la configuration de vol selon laquelle il veutse prsenter.

Le sol support de la plate-forme tant de catgorie A, on lit dans le tableau ci-dessus les valeurs extrmes de lACN.Sachant que la variation de lACN est linaire en fonction de la masse, on en dduit aisment lACN de lavion considr lamasse laquelle il souhaite venir.

47 t

ACN

23

60 t 83 t

masse en tonnes

31

45

ACN = 31

Conclusion: lACN de lA 321 la masse de 60t avec un sol support de qualit A est de 31.

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2 - Utilisation de la mthode2 - Utilisation de la mthode

2.1 Principe gnral

Les lments de base poss,lexplication de cette mthode peut treschmatise par le principe suivant: silACN est infrieur au PCN lavion peutmanuvrer sur cette aire sans restriction.Dans le cas contraire, cest dire siACN>PCN, lavion peut, nanmoins, treaccept sous certaines conditions, en sevoyant appliquer des limitations en termede masse et/ou de frquence daccueil.

Reprenons le cas de lA 321 qui veut seposer sur la piste de portance publie 27/F/A/W/T

Exemple 1:

Supposons que cet A 321 veut oprer unemasse de 50 tonnes. LACN est alors de 25 suivant lemme calcul que prcdemment. Ds lors ACN PCN. Donclacceptation de cet appareil mrite une attentionparticulire (cf. 2.2.).

[Remarque: des tudes particulires ne sontdclenches que si lACN de lappareil dpasse de 10% (respectivement 5 %) le PCN de la chausse pourdes chausses souples (respectivement rigides).]

2.2 La procdure en cas de

dpassement du PCN

Elle est dcrite de manireexhaustive dans le Guide pratiquedutilisation de la mthode ACN-PCNpubli par le STBA. Les Directions delAviation Civile comptentes sur leterritoire o se trouve la plate-formeconcerne sont habilites autoriser ou

Annexe 1: Algorithme dadmissibilit

non laccueil de certains avionsparticulirement agressifs, cest diredont lACN dpasse le PCN de la chaussesur laquelle ils veulent manuvrer.

Si le rapport ACN/PCN estsuprieur 1,1 pour une chausse souple(1,05 en rigide) , il faut se livrer descalculs plus techniques de chargesadmissibles par la chausse.

En dautres termes, une chaussedont on connat les caractristiquestechniques (celles-l mmes quipermettent de calculer le PCN) est capablede supporter un avion donn une chargemaximale admissible Po qui est fonctionde la configuration du train et de lapression de gonflage des pneumatiquesde cet avion.

Si lon veut faire venir cet appareil une masse relle P, son accueil dpendde la valeur du rapport P/Po. Cest cecalcul que va faire lautorit qui sontdemandes les autorisations en cas dedpassement du PCN.

Ce qui est beaucoup plusintressant dans lapplication franaise dela mthode ACN/PCN, cest la notion detrafic quivalent. Elle lest toutparticulirement dans les cas oACN>PCN.

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2.3 - Le trafic quivalent

Considrons un avion de masse Pqui passe une fois sur une chausse.

Suivant lagressivit de cet avion,on peut considrer que ce passage Pcorrespond au passage de CP avions Poavec CP donn par la relation:

CP = 10 (5((P/Po)-1)) .

Ds lors le trafic quivalent estgal au produit du trafic rel par lecoefficient de pondration CP.

Exemple :

Reprenons lA 321 qui veut se poser sur lapiste de portance publie 27/F/A/W/T.

On sait qu 60 tonnes lA 321 prsente unACN de 31.

On peut par ailleurs calculer Po de manireapproximative par la formule suivante (le calcul exactpeut tre ralis au moyen dabaques propres lavion et dits par le STBA)

o:

M la masse maximale au roulage (entonnes),

m la masse vide dexploitation (entonnes),

ACN max = ACN (M) et ACN min = ACN (m).

On a donc ici Po = 53,6 tonnes.

Or P = Masse relle soit 60 tonnes.

On obtient un ratio P/Po de 1.12 ce quisignifie que suivant la procdure en cas dedpassement du PCN, on peut accueillir cet appareilavec une frquence de 5 mouvements pour 2jours.

ATTENTION la notion de mouvement.

1 mouvement correspond au passage dun appareilen un point de la chausse. Ceci signifie que, dansune configuration de plate-forme sans taxiwayparallle, comme dans le cas de la figure ci-contre, lenombre de mouvements peut tre de 3 pour uneseule rotation dappareil.

Les enseignements tirer de cetexemple :

- lavion, mme si son ACN dpassele PCN de la chausse, peut frquenter laplate-forme sous certaines conditions. 5fois en 2 jours 60 tonnes (restriction enfrquence) ou 10 fois par jour 53,6tonnes cest dire Po (restriction enmasse).

- un seul passage de cet avion 60tonnes engendrerait un dommage lachausse quivalent celui cr par 4passages de ce mme avion la masse Po.

Exemple :

Reprenons lA 321 qui veut se poser sur lapiste de portance publie 27 F/A/W/T mais, cettefois-ci, avec une masse dexploitation de 75 tonnes.

En suivant le mme cheminement queprcdemment, on sait qu 75 tonnes correspondun ACN de 40 pour lA 321.

On a alors P = 75 tonnes do P/Po = 1,39ce qui signifie suivant la procdure en cas dedpassement du PCN, on ne peut accueillir en touterigueur cet appareil quavec une frquence de 2mouvements par mois.

Annexe 2: Frquences dadmissibilit enfonction de P/Po

Le nombre de

mouvements de

calcul, pour

une rotation

davion, est de

3 !

Piste

Aires de

stationnement

Voie de

circulation

( )

+=

min)ACN(ACNmax

minACNPCNm).(MmPo

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3 - Le cumul des dommages ou3 - Le cumul des dommages ou

lutilisation de la mthode ACN/PCNlutilisation de la mthode ACN/PCN

c o m m e o u t i l d e s c h a u s s e sc o m m e o u t i l d e s c h a u s s e s

aronautiquesaronautiques

3.1 La notion de potentielComme constat prcdemment, il est

possible, partir de donnes lmentaires, dequantifier, par le biais du paramtre CP,lagressivit relative dun appareilparticulier par rapport lavion (ou au trafic)de rfrence qui a servi dimensionner lastructure de chausse.

Or, le dimensionnement dunechausse se fait gnralement pour 10mouvements par jour de lavion de rfrencependant 10 ans.

Autrement dit, la chausse est conuepour pouvoir thoriquement rsister 36500 passages de lavion de rfrence. Il estds lors sduisant daffecter une chausseun potentiel de 36 500 mouvements

de la charge de rfrence (on parlerdornavant de potentiel portance de lachausse).

A chaque passage dun avionparticulier, il est alors logiquement possibledassocier une consommation dune certainequantit de ce potentiel initial, cette quantittant proportionnelle lagressivit de cetaronef particulier, ce que lon trouve danslexemple suivant.

Exemple: Le suivi du cumul des dommages

Cet exemple est lillustration de la mthode ACN/PCN comme outil de gestion des chausses aronautiques.

Il sagit de suivre limpact des avions les plus agressifs (on se contentera ici de ceux pour qui P/Po>1) sur ceque lon pourrait appeler potentiel portance de la chausse.

Dans cet exemple, on comptabilise le trafic circulant sur une section dune piste de PCN gal 27/F/C/W/T.La comptabilisation ne prend en considration que les avions les plus agressifs, cest pour cette raison quils sont peunombreux.

Leur frquence de venue est compatible avec le maximum admissible dans la procdure en cas dedpassement du PCN (cf. Annexe 1 & 2).

On suppose que lon se situe dans la sixime anne dexistence de la chausse (avec comme hypothse queles 5 premires annes ont occasionn une consommation de la moiti du potentiel chausse soit 5x3650 mvtsquivalents).

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Piste 1 Section 1 PCN = 27/F/A/W/T Sixime anne

T q PotentielType avion Circuit Masse relle CP Nbre mvt rel Trafic quivalent 18 250 50% Anne N-1

Premier trimestreB 767-200 Dcollage 144 000 33 6 198B 767-200 Atterrissage 117 000 2 6 12A 321 Dcollage 70 000 34 6 204A 321 Atterrissage 65 000 11 6 66B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 880 17 370 48%Second trimestre

DC 8-62 Dcollage 140 000 173 3 519DC 8-62 Atterrissage 109 000 4 3 12A 321 Dcollage 70 000 34 6 204A 321 Atterrissage 65 000 11 6 66B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 1 201 16 169 44%Troisime trimestre

B 767-200 Dcollage 144 000 33 6 198B 767-200 Atterrissage 117 000 2 6 12B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 610 15 559 43%Quatrime trimestre

A 321 Dcollage 70 000 34 6 204A 321 Atterrissage 65 000 11 6 66HC 130 Dcollage 80 000 1 25 23B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 693 14 866 41%

TOTAL ANNUEL 3 384 14 866 41% Potentiel restant59% Potentiel consomm

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On constate daprs lesillustrations prcdentes que lon peutsuivre deux paramtres au fil du temps:

- le trafic quivalent restant,cest dire la diffrence entreles 36500 mouvements initiauxet le trafic quivalent cumuldepuis.

- le potentiel portance de lachausse , cest dire lerapport entre le traficquivalent restant et 36 500.

Lutilit de la mthode ACN/PCNpour les gestionnaires rside typiquementdans le suivi de ces deux paramtres.

En effet, il est envisageable de fixerdes seuils dalerte tels que si le potentielconsomm dpasse un certainpourcentage, il convient de suivre avecune frquence importante lesdgradations sur les chausses (Indices deService rguliers). De mme si ce potentieldpasse un pourcentage encore plusimportant, il pourrait tre conseill deprocder une valuation de la portancede la chausse (auscultation lourde aumoyen de la remorque de portance) demanire sassurer de sa suffisance et deprvoir, au besoin, les investissementsncessaires pour remdier une chuteprvisible de la rsistance de la chausse.

Le suivi de ce potentielportance est alors un vritable outildaide la dcision en matire deprogrammation des investissements raliser sur la chausse.

Remarque fondamentale:ATTENTION: il ne faut pas confondre les

notions de mouvements et de recouvrement(nombre dapplications de la charge).

En effet, compte tenu que le traficaronautique n'est pas canalis comme cest le cassur les routes, on considre quun point dunechausse circule subit statistiquement

lapplication dune charge tous les 3 4mouvements.

Du fait de ce recouvrement les chaussessont conues pour rsister lapplication de10000 fois la charge de lavion de rfrence, cequi correspond statistiquement au passage de 36500 fois cet appareil.

On peut parler dun potentielchausse de 36 500 mouvements de lavion derfrence ou encore de 10 000 fois lapplication dela charge de rfrence.

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3.2 - Les moyens mettre en place pourune bonne utilisation de la mthodeACN/PCN comme outil de gestion deschausses aronautiques

Pour bien utiliser cette mthodeplusieurs lments doivent tre runis:

- une connaissance correcte de lamthode elle-mme dans sonconcept. Cest dire unecomprhension des notions decumul des dommages et detrafic quivalent.

- une volont de rechercher demanire prcise les massesrelles auxquelles les avionsoprent. En effet, prendre pardfaut la masse maximaleautor ise induirai t uneacclration importante de laconsommation du potentielchausse qui ne serait pasncessairement reprsentativede la ralit.

- cette ncessit de connatre lesmasses oprationnelles va depair avec celle de connatre lescheminements sur les plates-formes afin de pouvoir affecterun dommage une chaussequi la bien subi.

- cette connaissance de la masseopra t ionne l l e e t descirculations sur la plate-formeest indispensable et ne pourrase faire quavec un partenariatefficace et concert entre lesdiffrents acteurs oprant surune plate-forme: compagnies(services descale et pilotes quipossdent les devis de masse),gestionnaires (connaissance dutrafic et des types dappareils)et contrleurs (connaissancedes mouvements dont lescircuits emprunts par lesappareils)

-

3.3 Une assistance technique

Le STBA se tient bien videmment disposition pour toute information cesujet.

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4 - Conclusion4 - Conclusion

La mthode ACN/PCN est (oudevrait tre) un outil de gestion deschausses aronautiques dune plate-forme. Cela pourrait se faire moyennantun comptage prcis des mouvementsdaronefs aussi bien en terme de masserelle que de cheminement au roulage.

La finalit de cet outil est defournir aux gestionnaires un moyen desuivre le potentiel portance de leurschausses et de programmer lesinvestissements venir.

Il convient de retenir que:

- la mthode ACN/PCN est une normeinternationale de lOACI.

- la mthode ACN/PCN est dunintrt fondamental en ce quiconcerne la prvisibilit desinvestissements faire sur leschausses dune plate-forme.

Le couplage du suivi des paramtresde prvision (volution du traficquivalent suivant certaineshypothses de trafic) quelle met enjeu et de celui des indicateurs dtatclassiques (Indice de Service etValeurs de portance tires desauscultations) serait la garantiedune optimisation du systmeactuel.

- des outils et des procduresadquats de comptage du traficpermettraient dutiliser toutes lesressources de cette mthode.

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1

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2

Le systme drogatoire peut tre rsum par le schma suivant:

q: pression relle de gonflage des pneumatiques de lavion

qo: pression limite de gonflage des pneumatiques

n: nombre de mouvements en surcharge

Nr: nombre de mouvements contenus dans le trafic de rfrence

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3

Le graphique ci-dessous prsente le nombre de mouvements pouvant tre autorissen cas de dpassement du PCN en fonction du rapport P/Po.

Admettons quun avion ait un ACN suprieur au PCN se caractrisant par un rapportP/Po gal 1,25 alors lavion peut tre accueilli la masse P une frquence de prs de 3mouvements par semaine.

2,5/j

1,12

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4

Afin de bien insister sur la ncessaire connaissance de la masse relle, une simplemodification de lillustration du paragraphe 3.1. est relativement parlante.

Supposons que lon prenne le mme trafic qu ce paragraphe mais que la saisie de lamasse ne soit pas faite correctement mais en prenant la masse maximale de lopration

Si lon ne tient pas compte du fait que certains des appareils suivants prsentent unrapport P/Po >1,5 ce qui signifie quil ne sont pas autoriss venir et en supposant quuncomptage des trafics est effectu, on remarque une consommation excessivement rapide dupotentiel piste (bien suprieur aux 3650 mouvements quivalents par an).

En effet, lA 321 si on le prend une masse de 83 tonnes (masse maxi au dcollage)au lieu des 70 tonnes du paragraphe 3.1, on a un coefficient de pondration de 900 contre34.

Conclusion: Cette illustration montre que lon pnalise trs fortement le trafic eneffectuant un cumul des trafics quivalents avec comme saisie par dfaut de la massemaximale en opration plutt que la masse relle.

(Remarque: lexemple du Bae 146 en bas de tableau illustre leffet dun avion pourlequel on a P/Po

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5

Piste 1 Section 1 PCN = 27/F/A/W/T Sixime anne

T q PotentielType avion Circuit Masse maxi CP Nbre mvt rel Trafic quivalent 18 250 50%

Premier trimestre P'/PoB 767-200 Dcollage 144 000 33 6 198 1,30B 767-200 Atterrissage 125 000 5 6 30 1,13A 321 Dcollage 83 400 599 6 3 594 1,56A 321 Atterrissage 73 500 71 6 426 1,37B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 4 648 13 602 37%Second trimestre

DC 8-62 Dcollage 160 000 1 904 3 5 712DC 8-62 Atterrissage 109 000 4 3 13A 321 Dcollage 70 000 34 6 204A 321 Atterrissage 65 000 11 6 66B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 6 395 7 207 20%Troisime trimestre

B 767-200 Dcollage 144 000 33 6 198B 767-200 Atterrissage 125 000 5 6 30B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 628 6 579 18%Quatrime trimestre

A 321 Dcollage 83 400 599 6 3 594A 321 Atterrissage 73 500 71 6 426HC 130 Dcollage 80 000 1 25 23B 757-200 T1 Dcollage 100 000 1 400 400

Sous-total 4 443 2 136 6%

TOTAL ANNUEL 16 114 2 136 6% Potentiel restant94% Potentiel consomm

Exemple : Bae 146-200 Dcollage 42 000 0,06 10 000 600 600 0,76

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

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