Développement d’un simulateur numérique pour le comportement des aéronefs au sol de l’Aéroport international Montréal-Trudeau

Deshayes, Chloé (2026). Développement d’un simulateur numérique pour le comportement des aéronefs au sol de l’Aéroport international Montréal-Trudeau. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La croissance du trafic aérien met sous pression les aéroports, dont la capacité physique n’augmente pas au même rythme que le nombre d’opérations. Les opérations au sol, soit les manoeuvres réalisées entre la piste et la porte d’embarquement, constituent un enjeu opérationnel et environnemental majeur. Or, aucun outil de simulation existant n’intègre, au sein d’un même environnement, le rejeu de trajectoires historiques, le routage coopératif d’aéronefs et l’estimation environnementale en temps réel. Ce mémoire présente le développement d’un simulateur numérique géoréférencé des opérations au sol de l’aéroport international Montréal-Trudeau (CYUL), implémenté en C++ dans Unreal Engine 5 (UE5). L’environnement 3D, à échelle réelle, permet de rejouer des trajectoires reconstruites à partir de données issues de l’Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS B). Des aéronefs contrôlables y sont également routés à l’aide d’un algorithme Windowed Hierarchical Cooperative A* (WHCA*) sur un line graph encodant les contraintes opérationnelles. Un modèle basé sur la méthode Boeing Fuel Flow 2 (BFFM2) calcule et affiche en temps réel la consommation de carburant et les émissions polluantes de chaque aéronef. La validation fonctionnelle a confirmé la cohérence des trajectoires rejouées, l’efficacité du routage coopératif pour éviter les conflits et la fiabilité du modèle environnemental. Le simulateur constitue donc un outil d’analyse et d’aide à la décision pertinent, bien que sa validation demeure limitée au cas de CYUL et repose sur des ordres de grandeur plutôt que des mesures réelles. Des travaux futurs sont recommandés pour affiner le modèle dynamique des aéronefs, valider le modèle environnemental par des mesures réelles et tester la généralisation du simulateur à d’autres aéroports.

Titre traduit

Development of a simulation platform for aircraft surface operations at Montréal-Trudeau International Airport

Résumé traduit

The continuous growth of air traffic is placing increasing pressure on airports, as their physical capacity is not expanding at the same rate as the number of operations to be handled. Ground operations, defined as the maneuvers performed by an aircraft between the runway and the gate, represent a major operational and environmental challenge. Yet no existing simulation tool combines, within a single environment, the replay of historical trajectories, cooperative routing of aircraft, and real-time environmental estimation. This work presents the development of a georeferenced digital simulator of ground operations at Montréal-Trudeau International Airport (CYUL), implemented in C++ within Unreal Engine 5. The full-scale 3D environment allows historical trajectories reconstructed from Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) data to be replayed. Controllable aircraft are also routed on a line graph encoding the airport’s operational constraints, using a Windowed Hierarchical Cooperative A* (WHCA*) algorithm. A model based on the Boeing Fuel Flow Method 2 (BFFM2) computes and displays, in real time, the fuel consumption and pollutant emissions of each aircraft. Functional validation confirmed the consistency of the replayed trajectories, the effectiveness of cooperative routing in avoiding conflicts, and the reliability of the environmental model. The simulator therefore constitutes a relevant analysis and decision support tool, although its validation remains limited to the CYUL case and relies on comparisons rather than real measurements. Future work is recommended to refine the aircraft dynamics model, validate the environmental model against real measurements, and test the generalization of the simulator to other airports.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie aérospatial". Comprend des références bibliographiques (pages 83-85).
Mots-clés libres:	simulation aéroportuaire, trafic au sol, routage multi-aéronefs, WHCA*, rejeu de trajectoires, émissions polluantes, BFFM2
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Ghazi, Georges
Codirecteur:	Codirecteur(-trice) de mémoire/thèse Botez, Ruxandra
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	03 sept. 2026 23:45
Dernière modification:	10 sept. 2026 18:10
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/4083

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