Prévisions de performances de vol : espoirs et réalité

Fridolin Fritz, Innsbruck

Ce document a été remis, à l'occasion du 3e Championnat du monde de vol à voile radiocommandé à Sacramento, aux États-Unis, aux membres du sous-comité de vol à voile radiocommandé du CIAM, aux officiels du CIAM qui ont siégé au jury du championnat du monde, au président du CIAM, ainsi qu’au secrétaire technique du CIAM et aux équipes F3B intéressées par le sujet.

Les écarts de points excessifs dans le bilan de performance ont suscité du mécontentement et une insatisfaction générale à l'égard de la procédure d'évaluation ouverte. La procédure d'évaluation ouverte serait peu objective, car l'influence apparemment prépondérante des conditions météorologiques sur les performances de vol («loterie météo») conduirait à une évaluation des performances inéquitable, faussant la réalité.

Lien logique entre les conditions météorologiques et les performances de vol : le modèle de vol, en tant que « générateur de performances » dans un espace aérien soumis aux conditions météorologiques, fournit des indicateurs de performance influencés par celles-ci. L'ampleur de l'influence des conditions météorologiques sur les performances de vol est toutefois difficile à déterminer directement en raison de nombreuses autres dépendances (pilote, météo, infrastructure) et des interdépendances qui en découlent. Une observation minutieuse et exhaustive du déroulement de la compétition fournit la clé pour établir des conclusions quantitatives.

Le succès de ces observations n’est toutefois possible qu’à l’aide de méthodes d’observation adaptées au problème. Ces méthodes découlent du modèle d’organisation naturel des structures apparaissant dans le processus de compétition (et météorologique).

Les phénomènes météorologiques, en tant que processus d'échange d'énergie atmosphérique, sont déterminés par un système interactif très complexe et pratiquement incalculable de facteurs d'influence.

La turbulence est le phénomène grâce auquel l'atmosphère boucle son cycle énergétique.

En raison de ces innombrables facteurs, les systèmes de turbulence – et donc les phénomènes météorologiques – ne peuvent être modélisés de manière déterministe.

Les phénomènes de ce type sont ce qu’on appelle des processus stochastiques (aléatoires), dont la description n’est possible qu’à l’aide des outils de la statistique et du calcul des probabilités.

Le temps présente une structure statistique.

En raison de la dépendance, au moins partielle, des performances de vol vis-à-vis des conditions météorologiques, tout bilan de performances présente une structure statistique. Le caractère aléatoire des phénomènes météorologiques implique que chaque performance individuelle doit être considérée comme la réalisation d’une variable aléatoire, chaque valeur de réalisation s’écartant de la (non influencée par les conditions météorologiques) dans la mesure où les conditions météorologiques déterminant la performance sont marquées par des systèmes de turbulence plus ou moins structurés.

Les affirmations concernant les variables aléatoires gagnent en fiabilité à mesure que le nombre d’observations individuelles sous-jacentes augmente (loi des grands nombres).

L’ampleur de l’influence météorologique dépend en fin de compte de deux facteurs : 1. la structure et le contenu énergétique de la turbulence et 2. le nombre de passages (résultats de performance individuels) lors de la compétition.

Une compensation statistique n’est possible que si 1. au moins deux performances individuelles sont disponibles, lesquelles 2. doivent être statistiquement exploitables (réalisées sans limitation de performance !).

Comme les compétitions F3B comportent généralement plus de deux manches, une compensation statistique considérable est déjà possible (voir diagramme).

Conclusion : l’influence de la météo est certes considérable lorsqu’un seul passage est effectué, mais elle diminue considérablement à mesure que le nombre de passages exploitables augmente.

Dans la mesure où chaque pilote a la possibilité d’effectuer le même nombre de vols comptant pour le classement (manœuvres), ils se situent tous dans la fourchette de variation des conditions météorologiques dominantes. Des écarts de points extrêmes, dus aux conditions météorologiques, ne sont donc possibles que dans les limites de la dispersion météorologique (qui est approximativement la même pour tous).

Tout vol dépassant la limite de performance de 12 tours n'est pas pris en compte dans le traitement statistiquement correct.

Si de tels vols « tronqués » sont néanmoins pris en compte dans le calcul des performances (formation du jugement de valeur), ils faussent l'évaluation des performances (la distorsion renforce le caractère non objectif du jugement de performance).

Les jugements de valeur sont d’autant plus faussés que 1. les conditions météorologiques moyennes de vol sont favorables et que 2. les performances du pilote, de son modèle et de son infrastructure sont élevées.

Les circonstances décrites conduisent à la situation actuelle, dans laquelle plus de 40 à 80 %, voire dans certains cas extrêmes jusqu’à 100 % de tous les concurrents, effectuent plus de 12 tours. Conséquence : insatisfaction ; mécontentement face à l’absence de possibilité de sélection ; la compétition devient une course à vide et est tout simplement réduite à l’absurde.

Conséquences : le « bon » (le plus performant) est pénalisé ; d’autant plus qu’il est bon (progression des pénalités, dispersion des classements). Il en résulte une double norme : les mauvais, à qui est accordé le droit d’exprimer pleinement (sans restriction) leurs performances ; les bons, à qui ce droit est retiré (ils doivent en effet se contenter de résultats de performance faussés !). Le principe général « même droit pour tous » est bafoué ! L'influence des conditions météorologiques s'en trouve considérablement accrue (à l'opposé de ce que l'on souhaitait obtenir en introduisant la limitation des performances !) en raison de la réduction du nombre de vols qui peuvent être pris en compte à juste titre dans la procédure d'évaluation (en tant que « vols non limités »).
Toute forme de limitation des performances arbitraire et statistiquement injustifiée doit être rejetée.

A : $\Sigma 170$ 8,00 (0,9 $\hat{=} 11,5 \% \bar{x}$ )

groupe A (le groupe des « pauvres »)

B : $\Sigma 170$ 10,00 (0,9 $\hat{=} 9,2 \% \bar{x}$ )

groupe B (le groupe des « bons »)

AB : $\bar{x} = 9,00$ (1,4 $\hat{=} 15,1 \% \bar{x}$ )

groupes A et B en superposition, d’où le champ de performance complet à tester

$\Sigma 340$ 9,09 (3,5 $\hat{=} 38,8 \% \bar{x}$ )

le champ de performance complet après perturbation due aux conditions météorologiques
(coefficient de variation : 33,3 %)

$\Sigma 170$ 7,97 (2,8 $\hat{=} 34,8 \% \bar{x}$ )

groupe A après déplacement
(série 1)

$\Sigma 170$ 10,21 (3,8 $\hat{=} 37,6 \% \bar{x}$ )

groupe B après déplacement
(essai 1)

parties décalées du champ de performance d’origine et non influencé par les conditions météorologiques
(essai 1)

le résultat d’une autre série avec le même coefficient de variation (série 2) montre le même effet

Comparaison entre la série 1 et la série 2. Bien que les deux soient stochastiques, de légères différences apparaissent

les groupes A et B en superposition

les deux groupes présentent une distribution symétrique !

$\Sigma 340$ 9,09 (3,5 $\hat{=} 38,8 \% \bar{x}$ )

le champ de performance complet après décalage dû aux conditions météorologiques. La partie hachurée indique le décalage du groupe B uniquement

$\Sigma 170$ 7,97 (2,8 $\hat{=} 34,8 \% \bar{x}$ )

groupe A après décalage
(en noir : victime de la limitation à 12 tours)

Moyenne biaisée 7,92 (2,6 $\hat{=} 33,4 \% \bar{x}$ )

$\Sigma 170$ 10,21 (3,8 $\hat{=} 37,6 \% \bar{x}$ )

groupe B après relocalisation

coefficient de variation météorologique $
\bar{\sigma}_x = 33,3 \%$

Moyenne biaisée 9,39 (2,8 $\hat{=} 30,1 \% \bar{x}$ )