Brevet FR3067801A1 — publié le 20181221

I Procédé et système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef en termes d'optimisation des coûts opérationnels dudit aéronef La présente invention concerne un procédé et un système d'aide à la 5 gestion de vol d'un aéronef en termes d'optimisation des coûts opérationnels dudit aéronef. La présente invention concerne en particulier un affichage et un afficheur permettant d'assister l'équipage de conduite d'un aéronef dans la prise de décisions concernant la gestion du vol de l'aéronef au regard des 10 coûts opérationnels prévus. L'invention se situe dans le domaine de la gestion du vol dans un système embarqué avionique tel qu'un système de gestion du vol FMS (en anglais « Flight Management System ») et/ou un système de gestion « non avionique » ou « ouvert » tel que les valises de vol électroniques (en anglais 15 « Electronic Flight Bag ») ou autres tablettes et calculateurs, embarqués à bord de l'avion ou situés au sol, et plus précisément dans le domaine de l'interface homme-machine avec ces calculateurs. Les systèmes avioniques, comme les systèmes de gestion de vol FMS, disposent déjà de capacités de calcul de prédictions de la position et 20 de la consommation d'un aéronef. D'autres systèmes embarqués comme l'EFB disposent de capacités de calcul similaires avec plus de capacité et moins de contraintes de sécurité et de certificabilité malgré une fiabilité moins aboutie. Le travail de l'équipage de conduite d'un aéronef nécessite la prise de 25 décisions éclairées sur la stratégie de gestion du carburant, afin de répondre à des exigences de sécurité, sous la forme par exemple du respect des marges réglementaires de carburant, mais aussi afin de réduire le coût du vol et les émissions de polluants. De manière générale, on cherche à assister l'équipage d'un aéronef 30 dans la prise de décisions concernant le choix d'une trajectoire verticale permettant d'optimiser les coûts opérationnels de vol de l'aéronef. Aujourd'hui, en croisière, les systèmes embarqués comme le système de gestion de vol FMS disposent de fonctions qui permettent une forme d'optimisation en termes de réduction de coût de vol et des émissions de 35 polluants dans le respect des marges réglementaires. Ces fonctions 2 concernent la détermination d'un vol à mach optimal, qui dépend de l'état avion et de l'indice de coût entré par l'équipage, et le calcul d'une altitude optimale. Les limitations des fonctions actuellement utilisées résident essentiellement dans le fait qu'il s'agit d'optimisations à portée locale. Ainsi, à un instant donné, ces fonctions consistent d'une part à présenter à l'équipage l'altitude et à laquelle l'aéronef devrait voler pour minimiser le coût de son vol, et d'autre part à asservir l'avion sur la vitesse optimale de croisière. Cependant ces fonctions actuelles n'intègrent pas le fait que les conditions de calcul aboutissant à ce résultat, en particulier les conditions météo, sont versatiles et vont évoluer au cours du vol à cause de l'évolution temporelle des paramètres concernant ces conditions mais aussi à cause du déplacement de l'avion. Une fois la décision prise, il est donc nécessaire de voler un temps minimum dans les conditions rendant la nouvelle altitude optimale pour absorber la surconsommation nécessaire à la montée. Par exemple si le niveau de vol courant est « FL310 » et si le système de gestion de vol indique comme niveau de vol optimal « FL340 », le pilote ne sait rien de la durée de validité de cette information. Si l'équipage décide de suivre cette indication, mais qu'il rencontre, dix minutes plus tard, des conditions adverses qui sont, au final pénalisantes, il aura surconsommé du carburant lors de la montée de l'aéronef pour rien. La prise de décision de suivre ou non cette indication est donc, en l'état actuel de la technique, un pari sur le résultat du compromis entre le bénéfice espéré en volant à l'altitude optimale indiquée, et la surconsommation de carburant nécessaire à la montée vers cette altitude. Par ailleurs, même s'il existe actuellement des procédés connus, comme par exemple celui décrit dans le brevet US 9290262 B2, qui permettent de calculer la trajectoire à moindre coût dans un environnement météo prévu, leur conception les destine à être utilisés lors de la phase de planification du vol. Le défaut de ces procédés réside essentiellement dans le fait que des contingences, imprévues lors de cette phase de planification, comme par exemple des espaces aériens fermés, un trafic gênant, peuvent survenir soudainement et empêcher l'aéronef de voler la trajectoire optimale 35 planifiée. 3 Le problème technique est de réduire le risque que le pari, fait par l'équipage lorsqu'il décide de changer de niveau de vol en vue d'optimiser le coût opérationnel de vol de l'aéronef, soit perdant ou encore d'augmenter la pertinence et l'intérêt d'une telle décision vis-à-vis d'aléas inhérents à un 5 changement soudain des conditions météorologiques ou d'autres conditions environnementales. Le problème technique est donc de fournir un procédé et un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef qui améliore la pertinence des décisions prises pour optimiser les coûts opérationnels de vol de l'aéronef, 10 en particulier sa consommation de carburant. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'aide à la gestion de vol d'un aéronef, mis en oeuvre par un système embarqué ou au sol d'aide à la gestion de vol. Le procédé d'aide à la gestion de vol comprend une première étape consistant à calculer et fournir une trajectoire verticale 15 planifiée de référence à partir d'un plan de vol entré au préalable et validé par l'équipage. Le procédé d'aide à la gestion de vol est caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à: .- dans une deuxième étape, calculer une fonction de coût CF(xi, hj), représentative d'un coût opérationnel de vol prédéterminé, à différentes 20 altitudes hj le long de la trajectoire de vol planifiée de référence en un ensemble discret de points P(xi, hj), définis respectivement par une abscisse xi et une ordonnée hj et paramétrés respectivement par un premier indice entier i d'abscisse et un deuxième indice entier j de sorte à former les noeuds d'une grille bidimensionnelle d'un repère dans lequel évolue la trajectoire 25 verticale de vol planifiée de référence, le calcul étant effectué localement en chaque point P(xi, hj) en fonction de données avions et de données environnementales prédites audit point P(xi, hj) ; et .- dans une troisième étape, pour chaque point P(xi, hj) déterminer un voisinage compact de forme prédéterminée incluant ledit point P(xi, hj), et 30 associer audit point P(xi, hj) une couleur K(xi, hj) dépendant de la valeur de la fonction de coût à l'aide d'une table ou d'une transformation T de correspondance bijective prédéterminée. Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé d'aide à la gestion de vol de l'aéronef comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 4 .- le procédé d'aide à la gestion de vol comprend en outre une quatrième étape, consécutive à la troisième étape, consistant à afficher par un afficheur de trajectoire verticale une carte colorée K(xi, hj) formée par les voisinages colorés de l'ensemble des points P(xi, hj) de la grille 5 bidimensionnelle ; .- la couleur représentant un coût « neutre » qui n'incite pas à une modification de la trajectoire verticale correspond au coût calculé couramment sur la trajectoire planifiée de référence, ou la couleur représentant un coût « neutre » qui n'incite pas à une modification de 10 trajectoire correspond à un coût moyen (Cmax + Cmin)/2 sur la plage de variation du coût opérationnel délimitée par une première valeur de coût minimal Cmin et une deuxième valeur de coût maximal Cmax ; .- pour chaque point P(xi, hj) la deuxième étape exécute successivement : une première sous-étape) au cours de laquelle un Mach 15 optimum de vol Mopt est calculé à partir de la trajectoire prédite en termes de position, vitesse, et masse de l'aéronef, d'une information de vent et de température prédite et d'une base de données de performances avion ; une deuxième sous-étape au cours de laquelle, à partir du Mach optimum calculé Mopt et du vent prédit en P(xi, hj), une vitesse sol GS(xi, hj) de 20 l'aéronef et une consommation instantanée de carburant FF(xi, hj) ; et une troisième sous-étape au cours de laquelle la fonction de coût en P(xi, hj) est un coût opérationnel CF(xi, hj) qui dépend de la vitesse sol GS(xi, hj) de l'aéronef et de la consommation instantanée de carburant FF(xi,hj) en le point P(xi, hj) de la grille ; 25 .- en chaque point P(xi, hj), le coût opérationnel CF(xi, hj) est calculé suivant une première expression CF(xi, hj) = (FF(xi, hj) + CI *60)/GS(xi, hj) dans laquelle Cl désigne un indice de coût, ou une deuxième expression CF(xi, hj) = FF(xi, hj)/GS(xi, hj) ; .- l'expression de calcul du coût opérationnel CF(xi, hj) est 30 sélectionnable parmi la première expression et la deuxième expression ; .- le procédé d'aide à la gestion d'un vol d'un aéronef comprend en outre : une cinquième étape de calcul de positions et de l'amplitude d'un nombre entier NP de paliers qui optimise le coût opérationnel du vol ; et une sixième étape, consécutive à la cinquième étape (26), de création d'une 35 trajectoire optimale en environnement prédit utilisant les positions et 5 amplitudes calculées des NP paliers ; et une septième étape, consécutive à la sixième étape, d'affichage de la trajectoire optimale en environnement prédit en surimpression sur la carte colorée de sorte à la distinguer nettement de la trajectoire planifiée de référence ; 5 .- le procédé d'aide à la gestion d'un vol d'un aéronef comprend en outre une huitième étape, consécutive à la septième étape, de mise à jour et de réaffichage de la trajectoire optimale en environnement prédit lorsque des conditions mise à jour de la trajectoire sont remplies ; .- les conditions mise à jour de la trajectoire sont une mise à jour des 10 conditions météo, et/ou un changement d'un indice de coût, et/ou une modification de plan de vol latéral ou vertical sous la forme d'une modification de la route ou d'une insertion d'une contrainte d'altitude, de vitesse ou de temps, ou une modification de l'altitude de croisière, d'une prise en compte d'un vent mesuré localement significativement différent du 15 vent prédit. L'invention a également pour objet un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef comprenant : .- un ou plusieurs calculateurs électroniques de traitement ; .- des moyens de saisie de données pour permettre à un équipage 20 d'entrer des données dans le ou les calculateurs ; .- au moins un afficheur pour afficher une ou plusieurs trajectoires verticales de vol ; et .- une base de données météorologiques; le ou les calculateurs électroniques de traitement, et un de l'au moins 25 afficheur étant configurés pour dans une première étape fournir une trajectoire verticale de vol planifiée de référence à partir d'un plan de vol entré au préalable et validé par l'équipage. Le système d'aide à la gestion de vol est caractérisé en ce que le ou les calculateurs électroniques de traitement sont configurés pour : 30 .- dans une deuxième étape, calculer une fonction de coût CF(xi, hj), représentative d'un coût opérationnel de vol prédéterminé, à différentes altitudes hj le long de la trajectoire de vol planifiée de référence en un ensemble discret de points P(xi, hj), définis respectivement par une abscisse xi et une ordonnée hj et paramétrés respectivement par un premier indice 35 entier i d'abscisse et un deuxième indice entier j de sorte à former une grille 6 bidimensionnelle dans laquelle évolue la trajectoire verticale de vol planifiée de référence, le calcul de la fonction de coût CF(xi, hj) étant effectué localement en chaque point P(xi, hj) en fonction de données avions et de données environnementales prédites audit point P(xi, hj) ; et 5 .- dans une troisième étape, pour chaque point P(xi, hj) déterminer un voisinage compact de forme prédéterminée incluant ledit point P(xi, hj), et associer audit point P(xi, hj) une couleur K(xi, hj) dépendant de la valeur de la fonction de cout à l'aide d'une table ou d'une transformation T de correspondance bijective prédéterminée. 10 Suivant des modes particuliers de réalisation, le système d'aide à la gestion de vol comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : .- au moins un afficheur de trajectoire verticale est configuré pour, dans une quatrième étape consécutive à la troisième étape, afficher une carte colorée K(xi, hj) formée par les voisinages colorés de l'ensemble des 15 points P(xi, hj) de la grille bidimensionnelle ; .- la couleur représentant un coût « neutre » qui n'incite pas à une modification de la trajectoire verticale correspond au coût calculé couramment sur la trajectoire planifiée de référence, ou la couleur représentant un coût « neutre » qui n'incite pas à une modification de 20 trajectoire correspond à un coût moyen (Cmax + Cmin)/2 sur la plage de variation du coût délimitée par une première valeur de coût minimal Cmin et une deuxième valeur de coût maximal Cmax ; .- le ou les calculateurs électroniques de traitement sont configurés pour pendant la deuxième étape et pour chaque point (xi, hj) exécuter 25 successivement : une première sous-étape au cours de laquelle un Mach optimum de vol Mopt est calculé à partir de la trajectoire prédite en termes de position, vitesse, et masse de l'aéronef, d'une information de vent et de température prédite et d'une base de données de performances avion ; une deuxième sous-étape au cours de laquelle, à partir du Mach optimum 30 calculé Mopt et du vent prédit en (xi, hj), la vitesse sol GS de l'aéronef et consommation instantanée de carburant FF; et une troisième sous-étape au cours de laquelle la fonction de coût en P(xi, hj) est un coût opérationnel qui dépend de la vitesse sol GS(xi, hj) de l'aéronef et de la consommation instantanée de carburant FF(xi,hj) en le point P(xi, hj) de la grille ; 7 .- le ou les calculateurs électroniques de traitement sont compris dans l'ensemble des calculateurs d'un système embarqué avionique et un système de gestion « non avionique » ouvert, et/ou le ou les calculateurs électroniques de traitement sont compris dans l'ensemble de calculateurs 5 d'un système de gestion de vol FMS et des EFBs embarqués et des calculateurs d'un outil sol d'un exploitant, interfacés avec le système de gestion de vol FMS ; .- le ou les calculateurs électroniques de traitement est un unique calculateur de traitement de niveau sécuritaire élevé, configuré pour calculer 10 la trajectoire planifiée de référence, la grille de coût, et une trajectoire optimale en environnement prédit, et un même afficheur est configuré pour afficher en même temps la trajectoire planifiée de référence, la grille de coût, et la trajectoire optimale en environnement prédit ; ou le ou les calculateur électronique de traitement comporte un premier calculateur de traitement de 15 niveau sécuritaire élevé, configuré pour calculer la trajectoire planifiée de référence et un deuxième calculateur de traitement, de niveau de sécurité inférieur à celui du premier calculateur de traitement, configuré pour calculer la grille de coût, et une trajectoire optimale en environnement prédit ; un premier afficheur est configuré pour afficher la trajectoire planifiée de 20 référence et un deuxième afficheur est configuré pour afficher la grille de coût, la trajectoire planifiée de référence et la trajectoire optimale en environnement prédit ; .- la base de données météorologiques est embarquée à bord de l'aéronef, ou située au sol en étant intégrée physiquement dans ou 25 connectée à une station sol distante de l'aéronef, la station sol étant connectée au(x) calculateur(s) de traitement au travers d'une liaison de télécommunications. L'invention a également pour objet un afficheur d'aide à la gestion de vol d'un aéronef comprenant un écran d'affichage, configuré pour afficher 30 une carte colorée K(xi, hj) formée par des voisinages colorés d'un ensemble discret de points P(xi, hj) d'une grille bidimensionnelle dans laquelle évolue une trajectoire verticale de vol planifiée de référence. Les points P(xi, hj) sont définis respectivement par une abscisse xi de distance parcouru au sol et une ordonnée hj d'altitude et paramétrés respectivement par un premier 35 indice entier i d'abscisse et un deuxième indice entier j. Les voisinages 8 colorés incluent respectivement les point P(xi, hj) et colorés par des couleurs K(xi, hj) dépendant de la valeur d'un fonction de coût local de vol CF(xi, hj) et d'une table ou d'une transformation de correspondance bijective prédéterminée. 5 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description de plusieurs formes de réalisation qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : .- la Figure 1 est un ordinogramme d'un procédé d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon l'invention ; 10 .- la Figure 2 est une vue d'un afficheur d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon 'invention permettant la mise en oeuvre du procédé de la Figure 1 ; .- la Figure 3 est une vue d'une première forme de réalisation d'un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon l'invention ; 15 .- la Figure 4 est une vue d'une deuxième forme de réalisation d'un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon l'invention ; .- la Figure 5 est une vue d'une troisième forme de réalisation d'un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon l'invention. Un procédé d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon l'invention 20 comprend les étapes principales suivantes consistant à: .- calculer et mettre à jour, à l'aide d'un calculateur ayant accès aux données d'un système de gestion de vol ou à l'aide du système de gestion de vol et aux mises à jour de prévisions météo, une trajectoire optimale en environnement prédit, notamment en environnement météo ; puis 25 .- calculer, le long d'une trajectoire de référence de plan de vol prévu ou planifié par le système de gestion de vol FMS, à des intervalles de distance curviligne donnés et à différentes altitudes, un coût opérationnel instantané du vol ; puis .- appliquer par la suite une échelle de couleur associant une couleur 30 à un coût opérationnel dans des zones ou voisinages ou cellules incluant chacun respectivement un point de calcul du coût opérationnel, les points de calcul formant les noeuds d'une grille bidimensionnelle dans laquelle la trajectoire en environnement prédit évolue, et l'ensemble des zones ou voisinages ou cellules colorée formant une carte colorée ; puis 9 .- afficher cette carte colorée sur un écran de type affichage vertical VD (en anglais « vertical display ») ; .- afficher en surimpression la trajectoire optimale en environnement prédit d'une façon permettant de la différencier de la trajectoire de référence 5 planifiée par le FMS. Ainsi le procédé d'aide à la gestion de vol d'un aéronef en terme d'optimisation d'un coût opérationnel de vol comme par exemple la consommation de carburant est fondé sur : .- le calcul du coût opérationnel instantané, par exemple la 10 consommation de carburant instantanée, le long du plan de vol ; .- l'affichage sous forme de code couleur des zones de coût pénalisant, par exemple de plus forte consommation, ou à l'inverse des zones de coût favorable, par exemple de plus faible consommation. Ce procédé d'aide à la gestion de vol est réalisable aussi bien en 15 interne d'un système de gestion de vol FMS que dans le cadre d'une architecture ouverte bord ou architecture distribuée à bord et/ou au sol. Il est à remarquer que les calculateurs de gestion de vol embarqués, utilisés actuellement sont aptes à: .- prédire la position, la vitesse et la masse d'un aéronef à un instant t, 20 i.e. calculer la trajectoire de l'aéronef; .- déterminer une vitesse optimale de croisière à partir d'un indice de coût Cl (en anglais « Cost Index ») entré par l'équipage ; .- estimer la consommation instantanée de carburant ainsi que les coûts opérationnels directs d'un vol. 25 Suivant la Figure 1, un procédé 2 selon l'invention, d'aide à la gestion de vol d'un aéronef en termes d'optimisation des coûts opérationnels dudit aéronef comprend un ensemble d'étapes. Dans une étape 4 préalable de sélection d'un type de coût opérationnel ou d'une « information d'intérêt » parmi un ensemble de types 30 de coûts opérationnels ou d'informations d'intérêt, la possibilité de sélectionner une préférence d'affichage d'une information d'intérêt, parmi des coûts opérationnels directs et une consommation de carburant instantanée, est offerte à l'équipage à l'aide d'une ou plusieurs commandes de sélection. 10 Puis dans une première étape 6, une trajectoire verticale de vol planifiée de référence est calculée et fournie à partir d'un plan de vol, entré et validé par l'équipage. Ensuite dans une deuxième étape 8, une fonction de coût CF(xi, hj), 5 représentative d'un coût opérationnel de vol prédéterminé, est calculée à différentes altitudes hj le long de la trajectoire de vol planifiée de référence en un ensemble discret de points P(xi, hj), définis respectivement par une abscisse xi et une ordonnée hj et paramétrés respectivement par un premier indice entier i d'abscisse et un deuxième indice entier j de sorte à former les 10 noeuds d'une grille bidimensionnelle d'un repère dans lequel évolue la trajectoire verticale de vol planifiée de référence, le calcul étant effectué localement en chaque point P(xi, hj) en fonction de données avions et de données environnementales prédites audit point local P(xi, hj). Le premier indice i varie de 1 à N et le deuxième indice j varie de 1 à 15 P, N et P désignant deux entiers supérieurs ou égaux respectivement à 2 et 3. Pour chaque point P(xi, hj), i variant de 1 à N et j variant de 1 à P, la deuxième étape 8 comporte des première, deuxième, troisième sous-étapes 12, 14, 16, exécutées successivement. 20 Au cours de la première sous-étape 12, un Mach optimum de vol Mopt est calculé à partir de la trajectoire de vol prédite en termes de position, vitesse, et masse de l'aéronef, d'une information de vent et de température prédite et d'une base de données de performances avion. Puis au cours de la deuxième sous-étape 14, à partir du Mach 25 optimum Mopt, calculé dans la première sous-étape 12, du vent prédit en P(xi, hj), une vitesse sol GS(xi,hj) (en anglais « Ground Speed ») de l'aéronef et une consommation instantanée de carburant FF(xi,hj) (en anglais « Fuel Flow ») sont calculées. Ensuite au cours de la troisième sous-étape 16, la fonction de coût 30 opérationnel CF(xi, hj) en P(xi, hj) est calculée comme un coût opérationnel qui dépend de la vitesse sol GS(xi, hj) de l'aéronef et de la consommation instantanée de carburant FF(xi,hj) en le point P(xi, hj) de la grille. En chaque point P(xi, hj), le coût opérationnel CF(xi, hj) peut être calculé suivant : 11 .- une première expression CF(xi, hj) = (FF(xi, hj) + Cl *60)/GS(xi, hj) dans laquelle Cl désigne un indice de coût ; ou .- une deuxième expression CF(xi, hj) = FF(xi, hj)/GS(xi, hj). La première expression concerne les coûts opérationnels directs 5 tandis que la deuxième expression concerne une consommation de carburant instantanée. Il est à remarquer que l'étape de calcul des coûts opérationnels en les noeuds P(xi, hj) de la grille est mise en oeuvre en utilisant comme données d'entrée les données issues d'un calcul de prédictions de trajectoire 10 et non de l'état courant de l'avion. Puis dans une troisième étape 22, consécutive à la deuxième étape 8, pour chaque point P(xi, hj) un voisinage compact ou cellule de forme prédéterminée incluant ledit point P(xi, hj) est déterminé et lui est associée une couleur K(xi, hj) dépendant de la valeur de la fonction de coût local 15 CF(xi, hj) à l'aide d'une table ou d'une transformation T de correspondance bijective prédéterminée suivant l'équation K(xi hj) = T (CF(xi,hj)). La transformation T possède l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes : .* la couleur représentant un coût « neutre », c'est-à-dire n'incitant pas 20 à une modification de trajectoire, correspond au coût calculé couramment sur la trajectoire planifiée, .* la couleur représentant un coût « neutre », c'est-à-dire n'incitant pas à une modification de trajectoire, correspond au coût moyen (Cmax + Cmin)/2 sur la plage sur la plage de variation du coût délimitée par une 25 première valeur de coût minimal Cmin et une deuxième valeur de coût maximal Cmax. Ensuite dans une quatrième étape 24, consécutive à la troisième étape 22, un afficheur de trajectoire verticale VD (en anglais « Vertical Display ») affiche une carte colorée K(xi, hj) formée par les voisinages 30 colorés ou cellules colorées de l'ensemble des points P(xi, hj) de la grille bidimensionnelle. Puis dans une cinquième étape 26, des positions et des amplitudes d'un nombre entier NP de paliers qui optimisent le coût opérationnel du vol sont calculés. 12 Ensuite dans une sixième étape 28, consécutive à la cinquième étape 26, une trajectoire optimale en environnement prédit est créée en utilisant les positions et amplitudes calculées des NP paliers. Les cinquième et sixième étapes 26, 28 peuvent être mises en oeuvre 5 en utilisant le procédé d'élaboration d'un profil vertical de trajectoire comprenant des niveaux d'altitude multiples, décrit dans le brevet US 9290262 B2. Dans une septième étape 30, consécutive à la sixième étape 28, la trajectoire optimale en environnement prédit est affichée en surimpression 10 sur la carte colorée de sorte à la distinguer nettement de la trajectoire planifiée de référence. Puis dans une huitième étape 32, consécutive à la septième étape 30, de mise à jour et de réaffichage, la trajectoire optimale en environnement prédit est mise à jour et réaffichée lorsque des conditions mise à jour de la 15 trajectoire sont remplies. Les conditions de mise à jour de la trajectoire optimale en environnement prédit peuvent par exemple être, sans que cela soit exhaustif : .- une mise à jour des conditions météo ; et/ou 20 .- un changement d'un indice de coût ; et/ou .- une modification de plan de vol latéral ou vertical sous la forme d'une modification de la route ou d'une insertion d'une contrainte d'altitude, de vitesse ou de temps, ou une modification de l'altitude de croisière, d'une prise en compte d'un vent mesuré localement significativement différent du 25 vent prédit. Ensuite dans une neuvième étape 34 optionnelle, l'équipage a la possibilité d'activer dans le système de gestion de vol FMS la trajectoire optimale en environnement prédit. Le pilote peut ainsi utiliser la trajectoire optimale en environnement 30 prédit comme « objectif à atteindre » dans sa négociation avec les autorités de contrôle aérien. Dans le cas où le pilote souhaite prendre l'initiative d'un changement de niveau de vol, il peut demander des autorisations (en anglais « clearances ») lui permettant de suivre la trajectoire optimale. 13 Dans le cas où cette demande est refusée, le pilote peut utiliser la carte colorée selon l'invention pour visualiser l'impact de l'autorisation donnée par les autorités de contrôle. Dans le cas où les autorités de contrôle demandent au pilote un 5 changement de niveau, elles peuvent de la même façon utiliser la carte colorée selon l'invention pour visualiser l'impact de la modification et émettre éventuellement une contre-proposition. L'invention améliore ainsi le processus et la pertinence des prises de décision de changement de niveau de vol en permettant au pilote de 10 visualiser : .- la trajectoire du système de gestion de vol FMS couramment suivie par l'aéronef, .- les coûts opérationnels instantanés du vol en chaque point de l'espace aérien, 15 .- la trajectoire optimale en environnement qu'il lui faudrait tenter de suivre. Suivant la Figure 2, un afficheur 52 d'aide à la gestion de vol d'un aéronef selon l'invention comprend un écran d'affichage 54 configuré pour afficher une carte 56 colorée K(xi, hj) formée par des voisinages colorés 58 20 d'un ensemble discret de points P(xi, hj) d'une grille bidimensionnelle 62 d'un repère 64 dans lequel évolue une trajectoire verticale de vol planifiée de référence 66. Les points P(xi, hj) sont définis respectivement par une abscisse xi de distance parcourue au sol et une ordonnée hj d'altitude et paramétrés 25 respectivement par un premier indice entier i d'abscisse et un deuxième indice entier j, i variant de 1 à N et j variant de 1 à P, N et P étant deux entiers prédéterminés, respectivement supérieurs à 2 et 3. Les voisinages colorés 58 incluent respectivement les points P(xi, hj) et sont colorés par des couleurs K(xi, hj) dépendant de la valeur d'une 30 fonction de coût opérationnel instantané CF(xi, hj), comme par exemple l'une de celles définies dans la Figure 1 et d'une table ou d'une transformation de correspondance bijective prédéterminée. Suivant l'affichage d'écran illustré sur la Figure 2, la trajectoire planifiée de référence 66 construite par le système de gestion de vol, une 35 trajectoire optimale 68 en environnement prédit, par exemple en environnent 14 météo, construite par un premier calculateur du FMS ou par un deuxième calculateur d'une entité électronique externe au FMS sont imprimées en même temps sur l'écran d'affichage 56. La grille de coûts opérationnels instantanées 62 est également 5 imprimée sur l'écran 54 avec chaque voisinage 58, associé à un noeud P(xi, hj) , coloré suivant la valeur du coût opérationnel calculé en ledit noeud P(xi, hj). Ici, de manière particulière, le voisinage ou cellule associé à un noeud P(xi, hj) est une case rectangulaire dont le point P(xi, hj) est le coin supérieur gauche de ladite case. Chaque case de la grille colorée a une couleur, 10 fonction de la valeur de la valeur du coût opérationnel calculée en son coin supérieur gauche. Ici par souci de simplification de l'illustration de la Figure 2, seule la couleur de la case 70 associée au noeud P(xi, hj) a été représentée, ici en gris. La dimension des cases 58 est choisie de sorte à avoir un rendu 15 visuel qui ne gêne pas l'exploitation de l'affichage par l'équipage. Par ailleurs, la forme des cases peut avoir une forme différente de celle d'un rectangle. La trajectoire optimale 68 en environnement prédit et la trajectoire planifiée de référence 66 sont en surimpression sur la grille colorée 62 des 20 coûts opérationnels. De manière générale, un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef comprend : .- un ou plusieurs calculateurs électroniques de traitement, .- des moyens de saisie de données pour permettre à un équipage 25 d'entrer des données dans le ou les calculateurs ; .- au moins un afficheur pour afficher une ou plusieurs trajectoires verticales de vol ; et .- une base de données météorologique. Le ou les calculateurs électroniques de traitement et un de l'au moins 30 afficheur sont configurés pour : .- dans une première étape, calculer et fournir une trajectoire verticale de vol planifiée de référence à partir d'un plan de vol, entré et validé par l'équipage ; .- dans une deuxième étape, calculer une fonction de coût CF(xi, hj), 35 représentative d'un coût opérationnel de vol prédéterminé, à différentes 15 altitudes hj le long de la trajectoire de vol de référence planifiée en un ensemble discret de points P(xi, hj), définis respectivement par une abscisse xi et une ordonnée hj et paramétrés respectivement par un premier indice entier i d'abscisse et un deuxième indice entier j de sorte à former les noeuds 5 d'une grille bidimensionnelle d'un repère dans lequel évolue la trajectoire verticale de vol planifiée de référence, le calcul étant effectué localement en chaque point P(xi, hj) en fonction de données avions et de données environnementales prédites audit point local P(xi, hj) ; et .- dans une troisième étape, pour chaque point P(xi, hj) déterminer 10 un voisinage compact de forme prédéterminée incluant ledit point P(xi, hj), et lui associer une couleur K(xi, hj) dépendant de la valeur de la fonction de cout local CF(xi, hj) à l'aide d'une table ou d'une transformation de correspondance bijective prédéterminée suivant l'équation K(xi, hj) = T(CF(xi, hj)). 15 Un de l'au moins un afficheur de trajectoire verticale est configuré pour, dans une quatrième étape consécutive à la troisième étape, afficher une carte colorée K(xi, hj) formée par les voisinages colorés ou cellules colorées de l'ensemble des points P(xi, hj) de la grille bidimensionnelle. La couleur représentant un coût « neutre » qui n'incite pas à une 20 modification de la trajectoire verticale correspond au coût calculé couramment sur la trajectoire planifiée de référence, ou la couleur représentant un coût « neutre » qui n'incite pas à une modification de trajectoire correspond à un coût moyen (Cmax + Cmin)/2 sur la plage de variation du coût délimitée par une première valeur de coût minimal Cmin et 25 une deuxième valeur de coût maximal Cmax. Le ou les calculateur électroniques de traitement sont configurés pour pendant la deuxième étape et pour chaque point P(xi, hj) exécuter successivement : .- une première sous-étape au cours de laquelle un Mach optimum de 30 vol Mopt est calculé à partir de la trajectoire prédite en termes de position, vitesse, et masse de l'aéronef, d'une information de vent et de température prédite et d'une base de données de performances avion ; .- une deuxième sous-étape au cours de laquelle, à partir du Mach optimum calculé Mopt et du vent prédit en P(xi, hj), une vitesse sol GS de 16 l'aéronef et une consommation instantanée de carburant FF sont calculées; et .- une troisième sous-étape au cours de laquelle la fonction de coût opérationnel CF(xi, hj) en P(xi, hj) est calculée comme un coût opérationnel 5 qui dépend de la vitesse sol GS(xi, hj) de l'aéronef et de la consommation instantanée de carburant FF(xi,hj) en le point P(xi, hj) de la grille. En particulier, le système d'aide à la gestion de vol selon l'invention peut être déployé au travers d'un calculateur de type FMS ou dans un système intégrant et interconnectant un calculateur de type FMS avec une 10 tablette électronique de vol de type EFB. Suivant la Figure 3 et une première forme de réalisation un système d'aide à la gestion de vol 102 d'un aéronef, les calculs de la trajectoire planifiée de référence, de la grille des coûts opérationnel et de la trajectoire optimale en environnement prédit sont réalisés directement sur un 15 calculateur électronique embarqué 104 de type FMS connecté à un serveur de prévisions météo 106. Ici, un seul calculateur de traitement de niveau sécuritaire élevé, celui formant le système de gestion de vol FMS 104, est configuré pour calculer la trajectoire planifiée de référence, la grille de coût, et une trajectoire optimale 20 en environnement prédit, et un même afficheur CDS 108 (en anglais « Command and Display System ») est configuré pour afficher en même temps la trajectoire planifiée de référence, la grille de coût, et la trajectoire optimale en environnement prédit. Ici le calcul de la grille de coût est confié à un composant TRAJ-PRED 25 du FMS qui dispose des moyens algorithmiques nécessaires au calcul de trajectoire, dans la mesure où le calcul de la grille de coût nécessite d'avoir effectué ce dernier. Le système de gestion de vol FMS 104 comprend : .- un module de détermination de plans de vol 112, dénommé 30 « FPLN » (en anglais « Flight PLaNning »), pour saisir les éléments géographiques constituant le squelette de la route à suivre, tels que les points imposés par les procédures de départ et d'arrivée, les points de cheminement ou de passage dénommés en anglais «waypoints », les couloirs aériens, communément désignés « airways » selon la terminologie 35 anglaise, et pour stocker un modèle météorologique ; 17 .- un module de prédictions de trajectoires 114, dénommé TRAJPRED, pour construire un profil vertical optimisé sur la trajectoire latérale, et donnant les estimations de distance, heure, altitude, vitesse, carburant et vent notamment sur chaque point, à chaque changement de paramètre de 5 pilotage et à chaque changement de destination, qui seront affichées à l'équipage ; ce module de prédiction 114 est configuré pour calculer la trajectoire planifiée de référence, la grille de coûts opérationnels, et la trajectoire optimale en environnement prédit ; .- un interface homme-machine IHM 116 pour la saisie de données 10 FPLN et météorologiques et le regroupement de ces informations sur un ou plusieurs écrans d'affichage sous forme de pages d'affichage connues de l'homme de l'art ; cet interface IHM est configuré ici pour mettre en oeuvre le codage en couleurs des cellules de la grille des coûts opérationnels. Suivant la Figure 4 et une deuxième forme de réalisation d'un système 15 d'aide à la gestion de vol 152 d'un aéronef, les calculs de la trajectoire planifiée de référence, de la grille des coûts opérationnel et de la trajectoire optimale en environnement prédit sont réalisés sur un calculateur de type EFB 154 (en anglais « Electronic Fly Bag »), par exemple une tablette tactile, un ordinateur, connecté à un serveur de prévisions météo 156, et à un 20 système de gestion de vol FMS 158 qui lui fournira la trajectoire planifiée. L'ensemble des calculateurs électroniques de traitement du système d'aide à la gestion de vol 152 comporte un premier calculateur 164 de traitement de niveau sécuritaire élevé, ici le calculateur du système de gestion de vol FMS, configuré pour calculer la trajectoire planifiée de 25 référence, et un deuxième calculateur de traitement, ici le calculateur EFB 154,de niveau de sécurité inférieur à celui du premier calculateur de traitement 164, configuré pour calculer la grille de coût, et la trajectoire optimale en environnement prédit. Ici, un premier afficheur 166 CDS est configuré pour afficher la 30 trajectoire planifiée de référence et un deuxième afficheur 168, celui associé au deuxième calculateur EFB 154, est configuré pour afficher la grille des coûts opérationnels et la trajectoire optimale en environnement prédit. Le système de gestion de vol FMS 158 comprend .- un module de détermination de plans de vol 172, dénommé 35 « FPLN » (en anglais « Flight PLaNning »), pour saisir les éléments 18 géographiques constituant le squelette de la route à suivre, et pour stocker un modèle météorologique ; .- un module de prédictions de trajectoires 174, dénommé TRAJPRED, pour construire un profil vertical optimisé sur la trajectoire latérale, et 5 donnant les estimations de distance, heure, altitude, vitesse, carburant et vent notamment sur chaque point, à chaque changement de paramètre de pilotage et à chaque changement de destination, qui seront affichées à l'équipage ; ce module de prédiction 174 calcule ici la trajectoire planifiée de référence, la grille de coûts opérationnels, et la trajectoire optimale en 10 environnement prédit, .- un interface homme-machine IHM 176 pour la saisie de données FPLN et météorologiques et le regroupement de ces informations sur un ou plusieurs écrans d'affichage sous forme de pages d'affichage connues de l'homme de l'art. 15 Suivant le Figure 5 et une troisième forme de réalisation d'un système d'aide à la gestion de vol 182 d'un aéronef 183, un exemple d'intégration de la base de données météorologiques 184 et d'une tablette électronique de vol EFB 186 dans ledit système d'aide à la navigation 182 est illustré. Dans le système d'aide à la gestion de vol 182, la tablette 20 électronique de vol EFB 186 est configurée à l'instar du cartable électronique de vol EFB de la Figure 4 pour calculer et afficher sur un même écran la trajectoire optimale en environnement prédit et la grille colorée des coûts opérationnels, et pour afficher sur le même écran la trajectoire planifiée de référence. 25 La tablette électronique de vol EFB 186 est connectée à un système de gestion de vol FMS 188 au travers d'un bus avionique 192 Ici, la base 184 de données météorologiques est intégrée dans un serveur MTO de données météorologiques 194, le serveur étant connecté à une station sol 196 pour transmettre les données météorologiques au 30 cartable électronique de vol 186 via une interface de liaison sol-bord 198 et le bus avionique 192. En variante, la base de données météorologiques est embarquée à bord de l'aéronef ou intégrée physiquement dans une station sol distante de l'aéronef, connectée au(x) calculateur(s) de traitement au travers d'une 35 liaison de télécommunications. 19 En variante, les données météo pourront-être saisies par l'équipage comme illustré sur la Figure 3. De manière générale, le ou les calculateurs électroniques de traitement sont compris dans l'ensemble des calculateurs d'un système 5 embarqué avionique et un système de gestion « non avionique » ouvert, et/ou le ou les calculateurs électroniques de traitement sont compris dans l'ensemble de calculateurs d'un système de gestion de vol FMS, des EFBs embarqués et des calculateurs d'un outil sol d'un exploitant, interfacés avec le système de gestion de vol FMS. Ainsi le procédé d'aide à la gestion de vol 10 d'un aéronef peut être mis en oeuvre soit dans un système avionique embarqué de gestion du vol, soit dans une tablette embarquée de type EFB, soit dans un outil sol de l'exploitant interfacé avec le système embarqué de gestion du vol, soit au travers d'une distribution sur les trois types de systèmes. 15 20 25 30 35 20