The sustainability of air transport relies on proper and timely aircraft ground handling. Lack of manpower and current ground handling industry conditions makes innovation and automation the only way to support existing growth rates. This research presents the state of the art of aircraft ground handling at airports, identifying the challenges to overcome in building safe, efficient and environmental friendly automated ground operations. The greatest opportunity lies with automated docking of ground support equipment to aircraft, with further autonomous vehicles moving around the aircraft and automated systems within the aircraft later on. The problem formulation for resources assignment for ground handling in a fully automated environment is undertaken. On-line solutions for the fleet assignment problem are proposed and applied to an airport case. / La durabilité du transport aérien est basée sur le bon déroulement de la manutention des avions. Le manque de main d’œuvre et les conditions existantes sur l’industrie de la manutention au sol fait que l’innovation et l’automatisation sont la seule façon de maintenir le rythme de croissance actuel. Cette recherche présente l’état de l’art de la manutention au sol des avions, identifie les défis à résoudre pour parvenir à des opérations au sol sécurisées, efficaces et respectueuses de l’environnement. La meilleure opportunité est dans l’accostage automatique des matériels au sol à l’avion, avec des véhicules autonomes qui vont évoluer autour de l’avion et des systèmes automatisés dans l’avion lui-même. La formulation du problème pour l’allocation des ressources pour la manutention au sol des avions dans le cadre totalement automatisé est entreprise. Des solutions en ligne pour le problème d’assignation des flottes sont proposées et appliquées dans un aéroport.

L’application des règles de concurrence de l’Union européenne au secteur de l’aviation présente un caractère spécial. Les rapprochements des compagnies aériennes sous formes d’alliances ou concentrations sont à première vue indispensables, afin de garantir leur viabilité et mieux desservir les besoins des voyageurs. La pression concurrentielle exercée par les différents moyens de transports et la globalisation des échanges conduisent vers cette voie. Or, la consolidation du marché aérien peut avoir des conséquences néfastes au détriment des consommateurs. Structure oligopolistique, organisation des gros opérateurs en réseaux (hub-and-spoke system), insuffisance des infrastructures, coûts énormes d’exploitation ainsi que protectionnisme au niveau international, constituent des barrières considérables à l’entrée de nouveaux concurrents et peuvent conduire à des pratiques abusives. La transparence tarifaire et les accords de coopération peuvent favoriser les cartels entre transporteurs aériens. La Commission évalue la position des parties et les risques à la concurrence sur des liaisons déterminées (paires de villes). Cette méthode de délimitation du marché pertinent au transport aérien suscite une polémique de la part notamment des compagnies aériennes qui soutiennent une approche fondée sur la concurrence entre réseaux. Ce débat, montre l’évolution du secteur de l’aviation et la nécessité de prendre toujours en compte les nouvelles données. Le maintien d’une concurrence efficace au secteur de l’aviation n’est pas un objectif en soi, mais un instrument de la politique européenne pour la création du « ciel unique européen ». L’intervention des autorités de l’Union européenne au secteur de l’aviation ne se limite pas à une application rigoureuse des règles de concurrence mais vise à éliminer préalablement les phénomènes anticoncurrentiels par l’adoption d’un cadre législatif. / The application of European Union’s competition rules to the aviation sector presents a special character. The rapprochement of air companies either by the formation of alliances or mergers seem to be necessary. Indeed, it can guarantee the existence of a company as well as it serves the needs of travellers. The competitive pressure exercised by the different existing means of transportation and the globalisation of exchanges lead to this behaviour. But this consolidation of the air market can have harmful consequences for consumers. Oligopolistic structures, the hub-and-spoke system, insufficiency of infrastructures, enormous costs of exploitation along with protectionism at an international level, constitute considerable barriers for new competitors and could lead to abusive practices. Tariff transparency and cooperative agreements can furtherer cartels in between air transporters. The Commission assesses the position of the parties and competitive risks on specific routes (city pairs). This method of delimitation of the market for air transport has created a polemic, especially from the airline companies supporting an approach based on competition between networks. This debate shows the evolution of the aviation sector and the necessity of always taking into consideration new data. The upholding of an efficient competition system within the aviation sector is not an objective in itself, but means of European politic for the creation of a “Single European Sky”. The intervention of European authorities within the aviation sector is not limited to a rigorous application of competition rules but aims first at eliminating anticompetitive phenomenon by adopting a legislative framework.

Les bruits et les polluants atmosphériques émis par les avions commerciaux représentent un défi environnemental important, un problème de santé publique et une contrainte économique pour le développement durable du transport aérien. D'un autre côté, le développement économique des régions est intimement lié au secteur du transport aérien. Ce dernier agit comme un multi-capteur économique pour supporter le développement régional et desservir les grands centres. Cette réalité s'explique entre autres par le fait que la mondialisation des marchés impose l'utilisation de moyens rapides et compétitifs pour le transport des voyageurs et des marchandises. Notre approche est une modélisation mathématique du problème de choix des trajectoires de vol dans un domaine continu. La première étape dans la modélisation d'un tel problème est l'écriture des équations qui traduisent la dynamique de vol de l'avion. Ensuite, vient la modélisation est la synthèse des critères d'optimisation. Les critères qu'on a retenus dans notre travail sont la consommation de carburant (critère d'énergie) et le bruit perçu au sol (critère de la gêne occasionnée pour les riverains). En combinant les deux parties "modèle de la dynamique du vol" et "critères d'optimisation", et en intégrant d'autres contraintes liées à la sécurité du vol, on aboutit à un modèle mathématique qui appartient à la classe des problèmes non linéaires de contrôle optimal. C'est une classe difficile de problèmes d'optimisation qui pose un certain nombre de difficultés lors de la construction d'algorithmes de résolution. Pour résoudre le problème ainsi posé, deux approches distinctes peuvent être envisagées : méthodes directes et méthodes indirectes. Nous avons implémenté une méthode dite " pseudo spectrale de Gauss " pour la résolution du problème de contrôle. Le choix de cette méthode est basé sur une propriété très importante et qui garantit l'équivalence entre l'application des deux schémas : direct et indirects. Des résultats sont présentés et discutés. Nos résultats donnent des pistes sur de nouvelles procédures de vol qui minimisent le bruit et la consommation de carburant durant les phases d'atterrissage et de décollage. Par ailleurs, la résolution numérique consolide également le potentiel des approches CDA recommandées par l'OACI. Une comparaison aux procédures standards et une analyse de sensibilité aux critères est présentée / Noise and air pollution from commercial aircraft represent a significant environmental challenge, a public health problem and an economic constraint to the sustainable development of air transport. On the other hand, the economical development of the regions is closely linked to the airline industry. This fact is partly explained by the the globalization of markets that requires the use of fast and competitive means to transport people and goods. We propose a mathematical model to tackle this problem by optimizing flight paths in order to minimize noise emission and fuel consumption. The first step is to express the dynamics of flight of the aircraft. Then comes the synthesis of optimization criteria. The criteria we used in our work are the fuel consumption (criterion of energy) and the perceived noise levels at the ground (criterion of inconvenience for local residents). By combining the two previous parts, and incorporating other constraints related to flight safety, we obtain a mathematical model that belongs to a class of nonlinear optimal control problems. It is a difficult class of optimization problems that raises several difficulties during the construction of solving algorithms. Two different ways can be considered to solve this problem : direct methods and indirect methods. We have developed and implemented a direct method called "Gauss Pseudo-spectral Method" to solve the optimal control problem that we obtained. The choice of this method is based on a very important property that guarantees the equivalence between the use of two schemes : direct and indirect. Results are presented and discussed. Our results provide a new view on flight procedures that minimize noise and fuel consumption during landings and takeoffs. Moreover, the numerical solution also consolidates the potential of CDA approaches which are recommended by ICAO. A comparison with standard procedures and a sensitivity analysis are presented

Iqaluit, capitale territoriale et plaque tournante du transport aérien dans l’est de l’Arctique canadien, possède un aéroport en mauvais état et mal adapté à l’augmentation prévue du trafic aérien pour les prochaines années. En effet, la piste, les voies d’accès et le tarmac sont endommagés par des processus de fissuration, d’effondrement et d’affaissement. Le présent travail vise, à l’aide de l’analyse des données climatiques et du régime thermique du pergélisol, de la cartographie des dépôts de surface et des formes associées au pergélisol, de la cryostratigraphie et de l’analyse de documents d’archives, à localiser les secteurs et les causes des problèmes géotechniques de l’aéroport. Les résultats obtenus confirment que les conditions initiales du terrain ont un impact considérable sur la stabilité actuelle des infrastructures. De plus, la présence de l’infrastructure elle-même a pour effet de modifier les conditions de surface entraînant un ajustement du régime thermique du pergélisol à ces nouvelles conditions.

Cette thèse étudie l’impact de l’Aéroport international de Beyrouth sur la qualité de l’air de Beyrouth et ses banlieues par mesures et modélisation des COVs et NO2. Il s’agit de la première étude qui identifie les signatures des émissions (COVs) issues des avions sous opération réelle. Grâce aux signatures détectées lors de 4 campagnes réalisées, nous constatons que l’aéroport a un impact sur la qualité de l’air de son voisinage, la zone côtière (trajectoire d’atterrissage), et les zones montagneuses. Ces résultats sont confirmés via le modèle ADMS-Airport, utilisé pour la première fois au Moyen-Orient et validé pour les conditions libanaises (r = 0.86). Par ailleurs, les concentrations de 47 COVs ont été mesurées pour la première fois à l'intérieur d’un bâtiment de l'aéroport. Les teneurs en COVs qui sont corrélées au nombre d’avions sont en dessous des valeurs seuils sauf pour l'acroléine alors que la celle de NO2 peut constituer un danger pour la santé. / This work mainly investigated the impact of Beirut Airport on the air quality of Beirut and its suburbs via both measurements and modeling of VOCs and NO2. This is the first study to determine VOC signatures of exhaust emissions from aircraft under real operation. Using these signatures, the impact of the airport activities was tracked in 4 transect campaigns, where it was found that the airport impacts air quality not only in its vicinity, but also on the seashore (landing jet trajectory) and in mountainous areas. These results were confirmed via modeling with ADMS-Airport, implemented for the first time in the Middle East, after being validated in the Lebanese conditions (r = 0.86). As a secondary goal, and for the first time, 47 VOCs were assessed inside an airport building. Measured VOC levels did not present any risks except for acrolein. In the arrivals hall, NO2 levels indicated a health hazard; while a direct relationship was found between aircraft number and VOC concentrations.

La Corse est la plus septentrionale des grandes îles de Méditerranée Occidentale, elle est la plus petite (3680 km2) et la moins peuplée.(330 000 habitants). Plus proche des côtes italiennes, elle fait néanmoins partie intégrante de la France où une forte diaspora est installée et génère des échanges serrés. Depuis l’Antiquité, la Corse a toujours eu des relations commerciales avec le continent, d’abord avec la péninsule italienne puis, depuis l’annexion de 1768, avec la France continentale. Deux révolutions technologiques favorisèrent un fort accroissement des échanges : l’arrivée des navires à vapeur en 1830 et celle de l’avion au vingtième siècle. Les évolutions se poursuivent toujours pour réduire la durée des vols et des traversées et augmenter la capacité de transport. La Collectivité Territoriale de Corse a la maîtrise des transports et conclut des délégations de service public avec les compagnies maritimes et aériennes ; tandis que l’État s’est retiré, l’Union Européenne intervient davantage pour imposer la libre concurrence. Les infrastructures ont dû s’adapter à l’évolution des flottes mais elles sont toujours déterminées par le relief cloisonné de l’île qui a l’originalité de disposer de sept ports et quatre aéroports afin de mieux desservir les territoires. Le trafic des marchandises est modeste et déséquilibré, les entrées étant très supérieures aux sorties ; celui des passagers a été décuplé en soixante ans, sa répartition est très inégale dans l’année et entre les ports et aéroports. ; la part de l’avion se rapproche de celle du bateau. Les touristes sont majoritaires chez les passagers mais sont beaucoup moins nombreux que ceux des îles concurrentes. Les tarifs ont été nettement réduits pour les résidents mais restent élevés pour les autres usagers, ce problème devra être résolu pour améliorer la continuité territoriale. / Corsica is the northernmost of the big western Mediterranean islands, as well as the smallest (3680 km2) and the less populated (330 000 inhabitants). Even if Corsica is nearer from Italian coasts than French ones, it takes part fully of French mainland where a significant diaspora lives and creates tight trades.Since Antiquity, Corsica had business relations with the mainland. It started with Italian peninsula, and went on with mainland France after its annexation in 1768.Two main technological revolutions promoted a huge increase in the trade relations: the emergence of steamboats in 1830 followed by the plane in the 20th century.Technological improvements are still continuing to reduce time of flights and sea crossings, increasing thus transport capacity.Territorial collectivity of Corsica is in charge of transports and delegates public services to the airlines and shipping companies. While French state progressively withdraws, European Union is more and more involved to impose free market.Even if infrastructures evolved with the fleet changings, they are still determined by the compartmentalized relief of the island which led to the construction of seven ports and four airports in order to serve better the different territories.Goods’ traffic is of modest size and unbalanced (entries rather higher than exits), whereas passengers’ one has increased tenfold in sixty years. For this last one, an inequality of distribution along the year is observed (seasonal variations), as well as between ports and airports. Progressively the plane’s part gets closer to the boat’s one. Passengers are mainly tourists that remain less numerous than those of the competing islands.Fares have been reduced significantly for Corsican residents, but still remain high for the other passengers. This problem will have to be solved to improve territorial continuity.