Pourquoi les avions ne volent-ils pas en ligne droite ?

La plupart des cartes que nous regardons aplatissent la Terre à l'aide de projections comme celle de Mercator, qui exagèrent les hautes latitudes. Dans cette représentation, la distance la plus courte entre Madrid et New York ressemble à une ligne horizontale, mais sur le globe réel, le trajet minimal est un arc de grand cercle, celui obtenu en coupant la sphère par un plan passant par son centre. Cet arc s'incurve vers le nord dans l'hémisphère nord, si bien qu'un vol transatlantique passe au-dessus de Terre-Neuve et longe le Groenland. Sur une carte plate, ce trajet est perçu comme une courbe, même si pour l'avion il s'agit de la trajectoire la plus directe possible. Les économies ne sont pas négligeables : sur les longues routes, la différence entre le grand cercle et la ligne droite sur la carte dépasse facilement plusieurs centaines de kilomètres.

Même avec cette correction géométrique, presque aucun vol commercial ne suit exactement le grand cercle. L'espace aérien est organisé en voies aériennes, des corridors définis par des aides à la radionavigation et des points de report à cinq lettres, ainsi qu'en procédures de départ et d'arrivée qui canalisent le trafic vers les aéroports. Le plan de vol enchaîne ces segments entre eux, et le contrôle aérien peut ajouter des attentes, des vecteurs radar ou des changements de niveau pour maintenir la séparation. Au-dessus des océans, où il n'y a pas de couverture radar continue, des systèmes de routes organisées sont publiés chaque jour, regroupant le trafic en voies parallèles ; les routes de l'Atlantique Nord changent chaque jour selon la position du courant-jet.

Un avion de ligne croise à environ 900 km/h (485 kt) par rapport à l'air, mais ce qui compte, c'est la vitesse par rapport au sol. Le courant-jet, une bande de vent à 9-12 km d'altitude pouvant dépasser 250 km/h, rend intéressant de dévier de dizaines ou de centaines de kilomètres pour le chevaucher vers l'est ou l'éviter vers l'ouest. Les agents de régulation calculent chaque jour la route la moins coûteuse en combinant le temps, le carburant et les redevances de survol, et cette route correspond rarement à la géodésique. Les zones de turbulence prévue, les orages convectifs et les cendres volcaniques sont également contournés, parfois avec des déroutements planifiés des heures avant le décollage.

L'espace aérien n'est pas uniforme. Il existe des zones militaires, des zones interdites, et des pays dont le survol est fermé en raison de conflits ou de décisions diplomatiques, obligeant à des détours qui allongent les routes entre l'Europe et l'Asie. Les avions bimoteurs, qui constituent aujourd'hui la grande majorité des avions de ligne long-courriers, doivent aussi rester dans un temps de vol maximal vers un aéroport de dégagement avec un moteur en panne, les règles dites ETOPS. Dans les zones reculées du Pacifique ou de l'Arctique, cette exigence déplace la route vers des îles ou des côtes disposant de pistes adaptées. Le résultat de toutes ces couches, géométrie, trafic, vent et réglementation, est une trajectoire qui paraît fantaisiste sur la carte mais qui suit la logique de la sécurité et du coût par mile parcouru.