jeudi 7 septembre 2017

Armées - La preuve par A + B que les réductions de la taille des flottes d'appareils ont de multiples conséquences (Julien Maire)

Quelles conséquences court/moyen terme à la réduction des flottes d’appareils, hélicoptères ou avions, notamment dues aux coupes budgétaires ? Quels impacts des étalements de livraisons (également dues à ces coupes) sur ces mêmes flottes ? En se basant sur un modèle théorique aussi exact que possible, Julien Maire, spécialiste des questions industrielles de Défense et auteur du blog European Military Aircrafts, apporte des réponses à chacune de ces deux questions. N'ayez pas peur des chiffres, cela va bien se passer.

Cette première partie illustre les impacts déjà notables avec une réduction de flotte de seulement 10%. Dans les faits de la précédente Loi de Programmation Militaire (LPM), les réductions de flottes (à terminaison ou à certains points d'étapes) sont bien plus souvent de l’ordre de -20% / -30% (Tigre, NH-90, A400M, etc.) , en premier lieu parce qu’une réduction de seulement 10% du nombre d’appareils commandés n’est pas rentable dans la renégociation de contrat entre l'Etat et les industriels (et donc non source d'économies à court terme).
 
 
  • Considérons pour notre exemple, pour une flotte d’appareils, un besoin d’emploi de 3.200 heures de vol (HDV) / an.
  • Le matériel pour cette flotte a une maintenance tous les 400 HDV ou 2 ans (un peu comme si votre voiture a une révision à fréquence de 30.000 km ou 5 ans).
  • Cette maintenance périodique dure 6 mois.
Notez que si vous êtes en cas de sous-emploi, c’est la maintenance calendaire (tous les 2 ans) qui fera le cycle critique, ce qui n’est pas judicieux, car vous n’aurez pas utilisé tout votre potentiel. A l’inverse, si vous êtes en cas de sur-emploi, ce sont les heures de vol qui détermineront le cycle critique, et là non plus, ce n’est pas judicieux car vous augmentez la fréquence de vos maintenances et donc les immobilisations techniques (les fameux 6 mois incompressibles). Le point optimal se situe donc à la jonction des 2.

Dans notre exemple, quel est le potentiel annuel d’heures de vol, au point optimal ? Qu’apporte un appareil ? Réponse, 160 HDV. Ceux qui ont pensé 200 HDV ont tort : en calendaire, l’appareil recapitalise 400 HDV tous les … 2 ans 1/2 : 2 ans de cycle calendaire + 6 mois d’immobilisation, donc 400 / 2,5 = 160 HDV / an en optimal.

Ainsi, le dimensionnement d’une flotte se calcule comme il suit :
HDV d’emploi par an / Potentiel annuel d’une machine = nombre d’appareils nécessaires.
Ici 3.200 / 160 = 20 appareils.

Notons que le calcul n’est pas tout à fait exact, car il existe des “grandes visites”, par exemple tous les 1.600 HV / 10 ans (soit environ, toutes les 4 visites périodiques), et d’une durée plus longue que 6 mois, supposons 1 an. Néanmoins, pour faciliter la compréhension du mécanisme, nous ferons fi de cette variable, qui ne fait qu’amplifier le phénomène observé.

Avec 20 appareils, à un emploi de 3.200 HDV / an, un appareil va faire une entrée en visite tous les 2.5 ans (soit 30 mois). En somme, sur 5 ans, la flotte de 20 appareils aura vécu 40 visites périodiques, soit 2 par machine. Sur 20 ans, une machine aura vécu 6 maintenances périodiques (et 1 grande visite, ici non prise en compte).

En conséquence, la machine, sur 20 ans, aura subi (au minimum) un total d’immobilisation technique de 4 ans (6 x 0.5 + 1 x 1), soit 20% de son cycle de vie. Cela veut dire également que nous aurons au minimum 20% de votre flotte indisponible en moyenne, soit 16 appareils disponibles maximum.

Supposons maintenant, que la Loi de Programmation Militaire (LPM) et/ou les coupes budgétaires au fil de obligent finalement le parc d’être réduit à 18 appareils (soit une baisse de 10%). Quelles conséquences ?

A 18 appareils avec le même besoin par an (3.200HDV), la fréquence des visites périodiques est de 27 mois (18 appareils x 400 HDV / 3.200 HDV). Sur 5 ans, la flotte aura vécu 40 visites périodiques, soit 2.22 par machine. Sur 20 ans, une machine aura vécu 6 maintenances périodiques et 2 grandes visites. En conséquence, chaque machine, sur 20 ans, aura subi (au minimum) un total d’immobilisation technique de 5 ans (6 x 0.5 + 2 x 1), soit 25% de son cycle de vie. Donc, in fine, 25% de votre flotte indisponible en moyenne, soit 13 appareils disponibles maximum.
 
 
Notons, qu’en cas de sur-emploi (au hasard…), le nombre de maintenances périodiques sur une période donnée n’est pas fonction du nombre de machines, mais du nombre d’heures de vol effectuées. Peu importe que vous ayez 20, 18 ou 10 appareils, à 3.200 HDV, vous effectuerez, sur 5 ans, 40 visites périodiques (c’est évidemment différent sur des durées plus longues). Ce nombre de visites (tant que c’est le cycle horaire qui fait le chemin critique, et non une durée) n’est pas fonction de la taille de votre flotte, mais bien de votre niveau d’emploi.
 
Ce calcul a cependant 3 limites :
  • Au point optimal (ici, 20 appareils), c’est la maintenance calendaire (tous les X années) qui fera le cycle critique, et le nombre de maintenances sera en fonction du nombre d’appareils ;
  • La fréquence des opérations de maintenances ne peut pas tomber en-dessous du cycle des visites périodiques + d’un cycle minimum pour effectuer les heures périodiques. Ici, 6 mois (durée la visite périodique) + nombre de jours minimum pour effectuer 400 HDV (et la maintenance quotidienne), soit, au bas mot, 2 mois minimum pour « consommer » les heures de vol et effectuer les opérations de maintenance directes après chaque vol… Donc 8 mois au total (durée très théorique), ce qui fait 5 appareils minimum affectés ;
  • Enfin, le présent calcul se limite aux visites périodiques, hors « grandes visites » (cf. ci-dessus).
Mais revenons à notre sujet.
Avec 20 appareils employés sur 20 ans, nous avons 20 x (20 x (1 - 20%)) = 20 x 20 x 0.8 soit 320 années cumulées de disponibilité (au maximum).
Avec 18 appareils sur 20 ans, nous avons 18 x (20 x (1 - 25%)) = 18 x 20 x 0.75 soit 270 années cumulées de disponibilité (au maximum).
 
Soit, en réalité, une baisse capacitaire de plus de 15% à terminaison, entrainant à long terme d’incontournables carences capacitaires. En effet, à 20 appareils, vous avez une immobilisation technique (minimale) de 20%, soit un potentiel opérationnel de 18 appareils. En revanche, à 18 appareils, vous avez une immobilisation technique de 25%, soit un potentiel opérationnel de 13.5 appareils (18 x 75% = 13.5). Ainsi :
  • Aucune économie dans l’emploi (puisque nous l’avons vu, le nombre de visites périodiques n’est pas fonction du nombre de machines, dès lors que nous sommes en cas de sur-emploi comme c’est le cas depuis 15 ans) ;
  • Une hausse des coûts par machine, par l’augmentation de la fréquence des immobilisations techniques (couteuses), 25% plus importante (avec des immobilisations qui passent de 20 à 25%) ;
  • Un vieillissement prématuré de 10% (les fréquences des visites passent à tous les 27 mois au lieu de tous les 30 mois). Ce qui aura pour conséquence de nécessiter le renouvellement des moyens plus tôt. En effet, à besoin similaire (3.200 HDV / an), votre appareil de la flotte de 18 appareils effectuera au bout de 36 ans le même nombre d'HDV que votre appareil de la flotte de 20 appareils.  Or un appareil est généralement prévu / certifié pour un nombre optimal d'HDV (à partir duquel il n'est plus viable ni économiquement ni opérationnellement). Cela oblige ensuite à des surcoûts pour prolonger la durée de vie des matériels (un aspect en partie inconnu avec des cellules en composites, utilisées par les nouvelles générations d’hélicoptères par exemple, pour lesquelles nous manquons de retours d’expérience sur le vieillissement).
 
 
Nous avons volontairement éludé ici tout aspect non lié à la réduction de parc et qui pourtant influencent le calcul du parc optimal :
  • Les calculs sont réalisés avec une charge linéaire (stable et lissée, donc très théorique), excluant tout aspect de volatilité de la charge ;
  • Un éventuel emploi en opérations extérieures qui suppose généralement des visites périodiques plus lourdes et plus longues, du fait d’une usure prématurée des appareils : corrosion, abrasion, etc. ;
  • Les pannes et le maintien en condition opérationnelle (MCO) quotidien : maintenance sur vol dite directe (réalisée de manière récurrente ou après x HDV ou tant de jours sur certaines pièces par les maintenanciers de 1er niveau, avec plus ou moins, dans les faits, 5 heures de maintenance pour 1H de vol, ou moins si plusieurs maintenanciers agissent en même temps), disponibilité des pièces de rechanges (cycles de leur changements), etc. ;
  • Le retrofit à mi-vie (qui sera abordé dans la 2nd partie) ;
  • Lors de l’existence de plusieurs variantes (type NH-90 version maritime ou terrestre, Tigre HAP ou HAD, etc.), les éventuels rétrofits et changements de standard.
Vous l'avez compris (du moins nous l'espérons...), le cœur de la problématique se situe autour du taux de disponibilité (maximale, et très théorique, cf. ci-dessus). Mais comment se calcule-t-il ?
Taux Disponibilité :
= 1 – [Taux Indisponibilité]
= 1 - [Cycle_Visite / Fréquence_Visites]
= 1 - [ Cycle_Visite / (Capacité_Hrs_Flotte / Charge_Hrs_Emploi)]
= 1 - [ Cycle_Visite / (Nb_Appareils x Potentiel_H_App / Charge_H_Emploi) ]

Soit dans notre exemple à 20 appareils :
1 - (6 mois / (20 appareils x 400 HDV / 3.200 HDV))
1 - (0.5 / (20 x 400 / 3200))
= 1 - (0.5 / 2.5)
= 1 - 0.2
= 80%

Soit dans notre exemple à 18 appareils :
1 - (0.5 / (18 appareils x 400 HDV / 3.200 HDV))
= 1 - (0.5 / 2.25)
= 1 - 0.222222
= 78%
« Seulement 2% de différence » ? Oui, mais 2% d’une flotte plus petite et 78% de 18 = 14.04 soit en gros 14 appareils de disponibles au maximum.

Ainsi, le jeu en vaut-il vraiment la chandelle ?
  • Financièrement, d’abord :
Nous l’avons vu, dans un cas de sur-emploi, le coût d’emploi du parc n’est pas fonction de sa taille, mais de son niveau d’emploi (peu importe que vous ayez 18 ou 20 appareils, au final vous effectuez 3.200 HDV / an et effectuez 40 visites périodiques sur 5 ans). Par ailleurs, vous économisez "juste" le coût d’appareils neufs, toute proportion gardée des coûts non-réductibles (ceux de développement par exemple) et des éventuels frais de renégociation de contrat. Si nous suivons ces logiques basées sur des modèles théoriques, autant réduire les parcs à leur strict minimum (5 appareils).
  • Par appareil ensuite :
Le ratio coût à l’heure de vol (opérations de MCO comprises) / coût d’achat encourage là encore à réduire le parc, d’autant que la LPM ne se projette que sur une période limitée (5 ou 6 ans) et non pas à terminaison (15, 20 voire 25 ans). Cependant, une telle projection de long terme se traduit par une plus faible disponibilité par appareil sur la longue période et donc sur la flotte en générale. 
  • Opérationnellement :
Le sur-emploi entraine des risques de carence capacitaire du fait d’une fréquence accrue d’immobilisations techniques et donc d’une aggravation de la réduction du parc opérationnel disponible. Jusqu’à atteindre un point de rupture, où votre potentiel ne permet pas de satisfaire votre besoin et entraine donc des carences capacitaires comme cela a pu être vécu ces dernières années sur certaines flottes d’hélicoptères (et donne donc « un cercle vicieux »).
Le risque de carence capacitaire peut entrainer la perte de qualifications d’équipages, ne pouvant s’entrainer suffisamment et effectuer leur nombre d’heures de vol annuel requis, ou l’incapacité à former de nouveaux équipages en mettant la priorité sures équipages déjà qualifiés, et/ou, pour modérer cet effet, un sous-dimensionnement des moyens disponibles en opérations extérieures.
Les appareils n’ayant pas encore le don d’ubiquité, leur réduction, aggravée par leur sur-emploi, peut entrainer des carences opérationnelles sur certains théâtres, même si vous disposez pourtant théoriquement du potentiel d’heures de vol annuel. Ainsi, c’est parce que la conversion progressive des hélicoptères Tigre HAP en HAD permet de n’employer « en théorie » que 3 appareils au lieu de 4 sur un site pour effectuer le même périmètre de missions, que la flotte de Tigre a pu être réduite de 80 à 60 appareils, avant d’être remontée à 67.
  • Enfin, à terminaison :
Ce sur-emploi entraîne une accélération du besoin de renouvellement de la flotte, dont, par ailleurs, son potentiel chutera drastiquement (à l’image des actuels hélicoptères de manœuvre Puma). Cela se traduira par une accélération des besoins en crédits, en totale contradiction avec la logique de réductions budgétaires qui demande aux matériels de tenir plus longtemps.
Ainsi, les réductions budgétaires de ces 15 dernières années expliquent en partie le besoin d’urgent d’un budget porté à 2% du PIB d’ici 2025. Elles le sont d’ailleurs doublement, du fait des reports de livraisons (cf. la seconde partie de cet article) mais également par l’accélération du besoin de renouvellement des moyens, du fait de la chute brutale de disponibilité des flottes en fin de vie.
Bien avant la terminaison, les rétrofits à mi-vie sont nécessaires, mais, du fait de l’accélération du vieillissement, ne sont plus faites à un temps optimum pour la flotte, mais nous le verrons dans le prochain article.
 
A suivre...

5 commentaires:

Unknown a dit…

20x(1-20%)=16..

F. de St V. a dit…

Bonjour.
Où ça ?

Anonyme a dit…

La formule est juste.
20 x 20 x (1-20%) = 20 x 20 x 0.8
Rien à corriger

Aerendil62 a dit…

Très bel article qui décrit un modèle pertinent et qui correspond à celui que fait tourner la SIMMAD,responsable dunMCO aéronautique. L'optimisation de niveau strategique qu'il convient de réaliser est bien entre le maintien en condition operationnelle et le maintien en condition capacitaire, deux domaines qui se partagent le parc en exploitation, le premier pour maximiser la disponibilité d'aujourd'hui , l'autre pour améliorer les capacités futures. La clef est bien dans le couple et dans l'équilibre et construit dans la durée avec les industriels...
PdF.

Anonyme a dit…

Bon article, simple et didactique. En matière de politique d'acquisition comme dans d'autres domaines (maintenance des réseaux routiers et ferroviaires par exemple) le sous-investissement permettant des économies à court terme se traduit systématiquement par des surcoûts à moyen et long terme.