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Descendre

Mon grand père disait : quand tu pousses sur le manches, les maisons deviennent plus grosses. Quand tu tires sur le manches, les maisons deviennent plus petites. Sauf si tu tires suffisamment longtemps : alors elles redeviennent plus grosses. En dehors de cette plaisanterie, je me suis aperçu que la descente était finalement peu enseignée au PPL. Et pour cause : pour descendre, il faut être monté. Et les brèves navigations de la formation PPL ne laissent pas le temps de monter. Alors pilotes privés, n’ayez plus peur de monter, à condition d’anticiper la descente !

Géométrie de la descente

Lors d’une de mes premières « grandes » navigations en tant que pilote privé, j’ai dû expérimenter seul la montée en niveaux de vol. J’ai pu constater le confort d’avoir « de l’eau sous la quille », la navigation grandement facilitée par la portée visuelle augmentée en altitude. Si le problème me parait être une évidence aujourd’hui, à l’époque je n’y avais pas pensé : quand débuter la descente ? Et comment descendre ? Arrivé bien trop haut au dessus de mon aérodrome de destination, j’ai dû faire quelques 360° en descente pour atteindre une altitude convenable pour faire la verticale du terrain puis intégrer le tour de piste. Une fois au sol, moteur éteint et casque retiré, je me suis aperçu que je n’entendais plus rien, oreilles bouchées par le taux de descente excessif.

Top Of Descent

Le Top Of Descent, ou TOD en abrégé, correspond au point de début de descente. Plus vous volez haut, plus il faudra anticiper ce point de début de descente.

Quelque soit la méthode utilisée, il vous faut connaitre la différence entre votre altitude actuelle et l’altitude visée. En arrivant à la verticale de l’aérodrome de destination, vous devrez (sauf cas particuliers) survoler la zone suffisamment haut pour ne pas interférer avec le tour de piste (donc typiquement 500 pieds plus haut que ce tour de piste).

Méthode « simple » : le TOD est un temps

Divisez l’altitude à perdre par le taux de descente prévu, et vous obtiendrez la durée de la descente.

Exemple : vous volez au FL65, vous avez prévu la fin de descente à 1500 pieds. Vous avez donc environ 5000 pieds à perdre. Vous avez prévu de descendre à 500 pieds par minute, votre TOD se situe donc 10 minutes avant l’arrivée.

Cette méthode est simple, mais elle présente des inconvénients. En effet, on profite en général de la descente pour gagner du temps en laissant l’avion accélérer. Il faut en tenir compte dans l’estimée. En outre, au court de votre descente, votre vitesse propre (ou TAS) va diminuer, l’effet du vent va changer, si bien que vous aurez du mal à contrôler votre position par rapport au plan de descente.

Méthode « pro » : le TOD est une distance

Divisez la tranche d’altitude par votre plan de descente (en degrés), vous obtiendrez la longueur de votre descente, en nautiques. C’est la méthode utilisée par les équipements avionique capables d’afficher le TOD.

TOD Airbus (flèche blanche)
TOD Airbus (flèche blanche)

Les avions pressurisés descendent le plus souvent sur un plan à 3°. Un tel plan impose des taux de descente assez forts, qui peuvent faire mal aux oreilles. C’est la raison pour laquelle, sur un avion non pressurisé, il est plutôt recommandé de descendre sur un plan à 2°. Le calcul est alors simple :

TOD(nm) = niveaux de vol à perdre / 2

Reprenons l’exemple précédent : volant au FL65 et souhaitant descendre à 1500 pieds, nous avons 5000 pieds à perdre, soit 50 niveaux de vol. Il nous suffit de diviser par deux : nous commencerons la descente 25 nautiques avant l’arrivée.

La question se pose alors du taux de descente à adopter. Dans tous les cas, retenez qu’un taux de descente supérieur à 500 pieds minutes ne laisse pas le temps à l’oreille de « compenser », ce qui peut se traduire par au mieux des oreilles bouchées, au pire des douleurs. Lors de ma formation de pilote pro, si je dépassais un taux de 500 pieds par minutes, mon instructeur disait toujours : « Tu vas faire pleurer les bébés » ! C’est une formule que j’ai retenue et ré-utilise à mon tour avec mes élèves.

Pour calculer un taux de descente (Vz) en fonction d’un plan, il faut multiplier la vitesse sol (Gs) par le plan en %. Un plan de 3° correspond à 5%. Un plan de 2° correspond à 3.5%.

Vz = Gs x Plan%

Ce plan de 2° / 3.5% permet de rester sous les 500 pieds par minute jusqu’à une vitesse sol de 143 kt. A une vitesse sol typique de 120 kt, vous devrez adopter un vario de 400 pieds par minutes. On ne recherche pas la précision à 20 ft/min près, vous ne seriez de toute façon pas capable d’une telle précision de pilotage.

La photo ci dessous représente l’écran de navigation d’un CitationJet (Cessna Cj1+). Le point de début de descente calculé automatiquement par le système apparait en vert sur la route, accolé au label « TOD ».

PFD Cj1
PFD Cj1
Contrôle du plan

Vous avez commencé votre descente et souhaitez vérifier la bonne tenue de votre plan : rien de plus simple, il suffit d’une multiplication x2.

Exemple : vous avez débuté la descente de l’exemple précédent, pour mémoire vous prévoyez d’arriver à 1500 pieds au dessus de votre destination. Vous êtes à 10 nautiques de l’arrivée. 10 x 2 = 20 : vous devriez être 2000 pieds au dessus de l’altitude visée à l’arrivée, donc à 3500 pieds. Si vous êtes plus haut, c’est que vous avez adopté un taux trop faible, augmentez le légèrement et refaites un contrôle quelques minutes plus tard.

Avioniques

La grande majorité des GPS embarqués sur les avions légers intègrent une fonction de navigation verticale permettant de contrôler un plan de descente. Ces fonction s’appellent parfois TOD, parfois VNAV, reportez vous au manuel de votre avionique.

Les applis pour iPhone et tablettes, à ma connaissance, ne calculent pas la descente en fonction d’un plan mais seulement en fonction du taux de descente configuré dans le profil de votre avion. Celui ci ne tient donc pas compte de votre vitesse réelle en descente pour le calcul du TOD.

Altimétrie

Si vous voyagez haut, vous voyagez en niveaux. La descente se faisant vers une altitude QNH, je vois venir d’ici la question : pour le calcul du TOD ou du plan de descente, dois je convertir mon niveau en altitude QNH ou mon altitude QNH en niveau ? La réponse est NON ! Le pilotage du plan de descente ne nécessite pas une telle précision.

Si vous partez du FL65 puor descendre vers 1500 ft QNH, considérez simplement que vous descendez vers le FL15, ce qui fait 50 niveau à perdre. Point barre.

Je ne parle que de calcul là. Bien évidemment au cours de la descente il vous faudra caler correctement votre altimètre. Et alors, quand repasser en QNH ? Les livres vous apprennent qu’en espace aérien contrôlé vous devez voler au QNH sous 3000 pieds ou sous l’altitude de transition donnée par l’ATIS si vous êtes dans une classe D. En pratique, l’essentiel est de ne pas oublier de faire le changement !! Donc mon conseil qui n’engage que moi : quand vous montez vers un niveau de vol, calez votre altimètre sur 1013, quand vous descendez vers une altitude, calez votre altimètre sur le QNH. Celui ci peut vous être transmis par l’ATIS du terrain de destination ou d’un terrain proche, éventuellement un METAR (merci les applis iPhone type Aeroweather), ou à défaut : si votre terrain d’arrivée ne peut pas vous transmettre le QNH précis, demandez à n’importe quel organisme du contrôle aérien, à un SIV,  le QNH régional de votre arrivée.

Pilotage de la trajectoire

Mise en descente initiale

Au risque d’enfoncer des portes ouvertes, la mise en descente est réalisée par la diminution de l’assiette de l’avion, par une action à piquer sur le manche.

Ce blog étant destiné aux pilotes PPL volant à vue, vous devez adopter la bonne assiette en fonction d’un repère extérieur. On parle typiquement du repère pare brise, dessiné au feutre lors de vos premières leçons de pilotage ou simplement imaginé. Pour mémoire, voici un repère pare brise (RPB) sur un avion en palier :

RPB palier

Pour la mise en descente, diminuez l’assiette jusqu’à voir le RPB sous l’horizon, de façon à pouvoir placer deux doigts entre le repère et l’horizon :

RPB Descente

Cette assiette vous donnera un taux de descente d’environ 400 ft/min, votre vitesse augmentant d’environ 10 kt. A cette étape, il n’est pas encore temps de compenser l’avion.

Pilotage du taux de descente et de la vitesse

La montée se pilote au badin, la descente se pilote au variomètre. Vous avez déjà dû l’entendre. Votre avion volant à 120 kt de vitesse sol, vous avez décidé de descendre sur un plan à 2° (3.5%) à 400 ft/min (120 x 3.5 = 420 ft/min). Après la première approximation d’assiette vue ci dessus, peaufinez pour obtenir le taux de descente voulu, mesuré au variomètre.

vsi-400

Concernant la vitesse, vous pouvez soit conserver votre vitesse de croisière, soit profiter de l’énergie de la descente (le poids de l’avion aidant la traction de l’hélice) pour voler plus vite. Quelque soit la vitesse que vous choisissez, c’est avec la puissance du moteur que vous ferez varier votre vitesse. Si vous devez réduire la puissance, et que votre moteur est équipé d’un carburateur, n’oubliez pas de tirer la réchauffe avant de réduire la puissance !

  • Si vous choisissez de maintenir la vitesse de croisière : la navigation se retrouve facilitée, rien à recalculer. En revanche, vous devrez réduire la puissance du moteur
  • Si vous choisissez d’augmenter la vitesse : il vous faut recalculer votre taux de descente en fonction de la nouvelle vitesse sol. Il faut aussi reconsidérer vos estimes. En air turbulent, vous pourrez laisser l’avion accélérer jusqu’à la VNO ou une marge acceptable sous cette VNO (comme sur l’illustration ci dessous). En effet, pour mémoire, en air turbulent, vous ne devez pas voler dans l’arc jaune du badin ! En air calme, vous pourrez voler au delà de la VNO, avec précaution.

2000px-True_airspeed_indicator.svg

Une fois les paramètres stabilisés, compensez votre avion !

Et n’oubliez pas de regarder dehors. L’élément central de votre circuit visuel, c’est l’horizon réel. Votre circuit visuel doit donc être le suivant : Extérieur -> Variomètre -> Extérieur -> Vitesse -> Extérieur -> Compte tour -> Extérieur -> Altimètre, etc…

Au début de descente, vous n’avez pas à surveiller l’altimètre à chaque tour du circuit visuel. En revanche, en approchant l’altitude visée, vous devrez regarder de plus en plus souvent votre altimètre.

Stabilisation de l’altitude

La mise en palier nécessite une anticipation, sous peine de descendre sous l’altitude visée. Une bonne anticipation consiste à débuter la mise en palier à une hauteur de 10% du vario avant l’altitude visée. Exemple : vous descendez à 400 pieds par minutes vers l’altitude de 1500 pieds, vous pouvez commencer la mise en palier à 1540 pieds.

Effectuez une ressource avec souplesse, en ramenant votre repère pare brise sur l’horizon. Et sans plus attendre, affichez votre puissance de croisière en n’oubliant pas de repousser la réchauffe carbu. Une fois la trajectoire stabilisée, compensez votre avion.

Gestion du moteur

Pas variable

La question de la gestion du moteur en descente est complexe, dépend du type de moteur, d’hélice, et un suivi rigoureux des procédures constructeur est indispensable.

Risque de choc thermique

En descente, la réduction de puissance conduit à un refroidissement des culasses. Ce refroidissement est d’autant plus important que la vitesse est élevée, puisque les cylindres sont refroidis par le vent relatif.

Il est donc indispensable pour un bon vieillissement du moteur de maintenir une certaine puissance pour que ce dernier reste chaud ! Lisez le manuel de votre avion !! Certains moteurs à pistons parfois turbocompressés sont très sensibles à ce problème. J’ai déjà été témoin, en aéroclub, de casses de moteurs puissants dues à une utilisation peu soigneuse de ces moteurs, avec des notamment criques à moins de la moitié du potentiel du moteur.

Le manuel du Robin HR200 par exemple préconise une « remise de gaz » (comprendre une forte augmentation temporaire de la puissance) tous les 1500 pieds pour réchauffer le moteur et éviter l’encrassement des bougies. Sur Aquila, il est simplement écrit de surveiller la température des culasses (CHT).

Enfin, certains avions très performants (Mooney, Lancair, Piper Malibu,..) sont équipés d’aérofreins. Ces derniers permettent de casser la portance de l’aile, donc aider l’avion à conserver un taux de descente convenable malgré la puissance délivrée par le moteur. On peut ainsi maintenir une puissance élevée pour sauvegarder la température du moteur, sans toutefois trop accélérer en descente.

Réchauffage Carburateur

 

RC HR200

Je vous invite à lire ou relire mon article sur le givrage du carburateur. Les avions à carburateurs sont particulièrement sensibles au givrage pendant la descente (air froid, papillon des gaz fermé). N’oubliez donc pas de tirer la réchauffe avant de débuter la descente.

Hélices à pas fixe

Dans le cas des hélices à pas fixe, comme celles qui équipent la majorité des avions de club, la mise descente va induire une augmentation du régime. Vigilance à la mise en descente : le régime peut dépasser les limites (surrégime) dans un délai très court. Un trait rouge vous indique sur le compte tour le régime à ne jamais dépasser. Vous pouvez forfaitairement retirer 300 RPM dès la mise en descente, puis surveiller et peaufiner par la suite.

Hélices à pas variable

Dans le cas des hélices à pas variable (hélices dites « constant speed »), la mise en descente va provoquer une régulation de l’hélice qui, en calant automatiquement son pas, va maintenir la même vitesse de rotation.

Pour éviter que l’avion n’accélère, il faudra donc réduire la pression d’admission. Parfois les constructeurs préconisent un régime à adopter pendant toute la descente (2400 RPM sur Mooney par exemple). Parfois, comme sur Aquila, le constructeur indique une large plage de régimes possibles, vous pourrez conserver le même réglage qu’en croisière. Dans tous les cas, reportez vous au manuel de vol de votre avion.

Les avions équipés d’hélice à pas variable ont le plus souvent une indication de CHT (Cylinder Head Temperature pour Temperature de Têtes de Cylindres). Les manuels de vol vous recommanderons de surveiller cette température, et de la maintenir dans la plage verte en faisant varier la pression d’admission.

CHT

Mixture

Le sujet de la mixture mérite un article en lui même. Là encore, fiez vous au manuel de vol de votre avion. Sur HR200, si vous avez appauvri le mélange en croisière (ce qui est recommandé par le manuel de vol au delà de 5000 pieds), il n’est pas demandé d’y toucher au cours de la descente. Le réglage plein riche devra être appliqué en début d’approche (en vent arrière par exemple).

Sur d’autres avions, il est recommandé d’enrichir progressivement le mélange au fur et à mesure de la descente, sans plus d’explication.

Enfin, pour les gros moteurs qui de toute façon nécessitent une puissance importante en descente pour éviter les chocs thermiques, le mixturage doit se faire en descente comme il a été fait en montée et en croisière : en surveillant l’EGT et/ou le débit de carburant (Fuel Flow).

Déroutement

Un déroutement réussi repose essentiellement sur l’utilisation d’une méthode. De nos jours, la majorité des pilotes privés utilisent un GPS (et ceux qui me connaissent ou suivent ce blog depuis longtemps savent pour moi le GPS est une très bonne chose). Cependant, même aidé d’un GPS, le déroutement nécessite de la méthode.

D’apparente facilité grâce au GPS, ou apparente difficulté pour l’élève pilote qui craint cet exercice redoutable lors du test PPL, le déroutement nécessite toujours une procédure rigoureuse pour ne rien oublier.

Rappel réglementaire

Depuis l’avènement de la réglementation européenne PART-NCO, la préparation d’un dégagement à l’arrivée est obligatoire pour les navigation VFR (ainsi que pour les vols locaux pour lesquels vous perdez l’aérodrome de vue). Cela signifie que vous devez prévoir le carburant, la navigation, les cartes nécessaires pour vous dérouter si vous ne pouvez pas atteindre l’aérodrome de destination prévu.

Le matériel nécessaire

Tout d’abord, vos doigts ! Connaissez la largeur de vos doigts en nautiques sur une carte. Sur la 1/500 000ème, un doigt « moyen » mesure généralement environ 5 nm. La mesure de distance avec les doigts permet une bonne approximation pour le calcul de l’heure estimée d’arrivée.

En supplément, si vous avez le temps de peaufiner la navigation, vous pourrez tracer un trait sur la carte (il faut donc un crayon). Pour garantir un trait droit, et pour mesurer la distance, et le cap, je vous recommande de toujours emporter avec vous un rapporteur de navigation carré. En voici un modèle que j’affectionne particulièrement (cliquez sur le lien pour aller vers une boutique, mais ce n’est pas du placement de produit, je n’ai aucun intérêt vis à vis du vendeur ni du fabricant.. vous pourrez trouver ce modèle sur plusieurs sites web) :

raporteur-carre_big_6Le trou central permettra d’y glisser une ficelle tenue par un nœud, utile pour mesurer des caps ou des relèvements VOR. Les bords droits du rapporteur carré permettent de se caler facilement par rapport aux méridiens ou aux parallèles pour les mesures de cap précises. Enfin, ce modèle comporte une échelle graduée en nautiques ainsi qu’en minutes de vol. D’autres rapporteurs possèdent l’échelle de distance sur la couronne extérieure et la mesure d’angle sur la couronne intérieure (donc inversés par rapport à ce modèle), mais personnellement je préfère la configuration ici en photo.

La méthode TRACER

C’est la technique de déroutement que j’utilise et que j’enseigne, mais vous pouvez en choisir une autre, l’essentiel est d’avoir une méthode !

Elle consiste à TRACER le déroutement sur la carte, et puis à suivre les étapes une à une de l’acronyme TRACER.

Tracez la route à partir d’une position connue. Il faut identifier un point remarquable à proximité de votre position, dessiner le trait à partir de ce point, puis effectuer le déroutement.

T : Top Chrono

Si vous avez un chrono, vous pouvez le lancer. Mieux encore : noter l’heure de début de déroutement sur un coin de papier.

R : Route

Estimez le cap grossièrement, puis prenez ce cap. Vous l’affinerez plus tard.

A : Altitude

Dans certaines régions (en région parisienne, par exemple), un changement de cap peut rapidement vous approcher de zones ou d’espaces de classe A. Vérifiez que votre altitude est compatible avec les espaces aérien qui vont être rencontrés.

Dans d’autres cas (vol de nuit, région montagneuse, etc.) il faudra vous préoccuper de l’altitude de franchissement des obstacles.

C : Carburant

Le carburant restant à bord vous permet il d’arriver sur votre terrain de dégagement ?

E : Estimée

Mesurez la distance avec vos doigts. Sur une carte 1/500 000, 1 doigt = 5 nautiques. Sur un avion école volant à 100 kt (Fb = 0.6), un doigt = 3 minutes de vol. Connaissez la largeur de vos doigts en distance et en temps de vol pour votre avion. Si vous utilisez une carte 1/250 000 (comme la carte région PACA ou région parisienne), il faudra diviser ces valeurs par deux.

R : Radio/Radionav + Réglages

Les premières étapes effectuées, l’essentiel du déroutement est fait. Le dernier R de la méthode TRACER, c’est le peaufinage.

Radio : préparez vos moyens radio. Peut être devrez vous écouter un ATIS, contacter une fréquence avant de pénétrer une TMA,… Si vous étiez en contact avec un SIV, informez le de vos intentions

Radionavigation : utilisez tous les moyens à votre disposition !! Si votre avion est équipé d’un VOR, d’un ADF, d’un GPS.. utilisez les ! Faites vous « tirer » pas la balise s’il y en a une sur votre terrain de déroutement. Sinon placez un flanquement VOR pour confirmer votre position en arrivant à proximité de l’aérodrome. Enfin, vous pouvez faire confirmer votre position par un radial gonio ou grâce à un radar (SIV, fréquence d’approche,…)

Réglages : recalez votre conservateur de cap, ajustez le QNH de votre altimètre si vous avez pu obtenir le QNH de l’arrivée. Réglez correctement votre moteur. Enfin, parmi les réglages, il y a ceux de votre navigation : vous pouvez à cette étape mesurer plus précisément la distance et le cap, et ainsi peaufiner votre arrivée

Le Vent

Ne perdez pas trop de temps à pinailler avec le vent. Vous devez toujours connaitre « à peu près » l’orientation et la force du vent.

Si le vent est de face ou de dos, ou presque (plus ou moins 15°), considérez la composante de face ou de dos comme égale au vent effectif et négligez la dérive.

Si le vent arrive quasi plein travers (plus ou moins 15°), considérez la composante de face ou de dos comme nulle, et le vent travers égal au vent effectif.

Dans tous les autres cas, considérez vent de face (ou de dos) = vent travers = la moitié du vent effectif.

Cette approximation est bien suffisante. Encore une fois, l’essentiel est de savoir d’où vient le vent, effectuer une correction approximative. Mieux vaut ne pas faire de correction du tout, que de se tromper de sens !!!

Exemple : vous volez à 100 kt (facteur de base 0.6). Vous avez un vent de 20 kt qui arrive de face sur votre droite. Vous ne connaissez pas l’angle exact mais vous saurez que votre vitesse sol est légèrement pénalisée et que vous dérivez vers la gauche.

Considérez vent de face = vent de travers = moitié du vent effectif = 10 kt.

Votre pénalisation en terme d’estime sera 10 kt x Fb (0.6) = 6 secondes de retard par minute de vol. Si vous estimiez sans vent un temps de vol de 10 minutes entre le début de votre déroutement et l’arrivée, vous pouvez vous attendre à avoir 60 secondes, donc 1 minute de retard (donc prévoir un temps de vol de 11 minutes).

Votre dérive sera de la même valeur, donc 6°. A corriger du bon côté !!

Briefing arrivée

Vous avez pris votre cap, l’heure d’arrivée est estimée, vous avez terminé votre « T.R.A.C.E.R ». Vous sentez la charge de travail s’alléger enfin ? C’est certainement que vous avez oublié quelque chose !!

Une arrivée réussie se prépare. Restez loin devant votre avion, le travail ne s’arrête pas après une estimation de cap et d’estimée, même si vous avez un GPS à bord !

Le briefing arrivée vous permettra d’anticiper des éléments essentiels, rester devant l’avion, éviter de se poser des questions au dernier moment. Vous devrez au préalable écouté l’ATIS. S’il n’y a pas d’ATIS, peut être pourrez vous obtenir des informations auprès du SIV ou en veillant la fréquence de l’aérodrome. Ce briefing doit être dicté oralement (même si vous êtes seul dans votre avion), et se dérouler chronologiquement. Il ne doit pas comporter trop d’items. La situation étant inhabituelle, ne rien inventer ce jour là, pas de fantaisie (ce n’est pas le moment d’expérimenter une configuration de volets jamais essayée auparavant, etc.)

Exemple :

  • Quand vais je débuter la descente ?
  • Quelles sont les prochaines fréquences radio ?
  • A quelle altitude vais je effectuer la verticale de l’aérodrome ?
  • Sur quelle piste vais je me poser ?
  • Comment vais je arriver sur l’aérodrome (en terme de route), quelle sera ma trajectoire pour intégrer le circuit de piste ?
  • Quelle sera ma vitesse d’approche ?
  • Quelle sera ma trajectoire en cas de remise de gaz ?

Vitesses (indiquée, propre, sol, etc)

Heureux sont les terriens qui n’ont à tenir compte que d’une seule vitesse, celle indiquée sur le tableau de bord de leur véhicule. Ça parait tellement simple : la vitesse est le rapport entre une distance parcourue et le temps nécessaire pour parcourir cette distance.

En aviation, il existe beaucoup de vitesses différentes. Trois d’entre elles doivent être impérativement maitrisées par le pilote privé. Mais il en existe bien d’autres (CAS, EAS, Mach..).

Quelque soit la vitesse, elle peut s’exprimer en kilomètres par heure (essentiellement sur les avions français), en miles par heure mph (essentiellement sur les avions américains anciens), ou bien plus conventionnellement en noeuds (Knot, Kt en abrégé). Souvenez vous que 1 Kt = 1.852 km/h

Vitesse indiquée

La vitesse indiquée, notée Vi, est souvent désignée par son acronyme anglais IAS (Indicated AirSpeed).

MD25-200-2

Comme son nom l’indique, il s’agit de la valeur de vitesse indiquée directement au tableau de bord par l’anémomètre (ou badin dans le jargon, du nom de son inventeur). L’instrument affiche cette vitesse en mesurant la pression de l’air dynamique, via le tube Pitot. Le fonctionnement et l’utilisation de l’instrument seront détaillés dans un autre article.

Parfois, à l’acronyme anglais IAS vient s’ajouter un K (KIAS – Knot IAS), pour préciser qu’il s’agit d’une vitesse indiquée en nœuds.

Avantage indéniable de cette vitesse indiquée : elle est bien représentative de la quantité d’air soufflant les ailes, et permet donc de savoir où l’on se trouve par rapport aux limites basse (décrochage) et haute (survitesse).

L’inconvénient de cette vitesse indiquée brute, est tout simplement qu’elle est fausse.  Son inexactitude est tolérable dès lors que vous volez à basse altitude, à des températures proches du standard. Dès que vous vous aventurerez à des altitudes plus confortables pour le voyage, la vitesse indiquée sous-estimera votre « vitesse air » réelle.

Vitesse Propre

Ce terme de Vitesse Propre (Vp) est de moins en moins usité, au profit de la vitesse vraie, ou plutôt de sa version anglo-saxonne : la True AirSpeed (TAS).

La Vp (ou TAS) est une vitesse dérivée de la vitesse indiquée (Vi ou IAS), à laquelle on a appliqué des corrections de température et de pression. Elle est la véritable vitesse à laquelle l’avion se déplace dans la masse d’air. Corrigée du vent, elle permettra de connaitre la vitesse par rapport au sol.

La TAS par le Calcul

La conversion de vitesse indiquée (IAS) vers la vitesse propre (TAS) se fait en deux étapes :

  1. Ajouter 1% à l’IAS par tranche de 600 ft d’altitude. Exemple : volant à 120 kt indiqués à 6000 ft, ajouter 10% de 120kt, soit 12 kt, ce qui nous donne une TAS de 132 kt.
  2. Puis ajouter 1% à l’IAS pour +5°C d’écart de température par rapport à la température standard.

Il faudra toujours corriger d’abord l’altitude, puis la température.

Exemple complet de calcul : vous volez à 6000 ft, la température extérieure mesurée à cette altitude est de 10°C, votre vitesse indiquée 110 kt.

Corrigez d’abord l’altitude : pour 6000 ft, il faut ajouter 10%, donc la vitesse indiquée corrigée de l’altitude est de 121 kt. Ensuite on souhaite connaitre l’écart entre la température extérieure mesurée et la température standard ISA. Cet ISA est de 15°C au sol, et la variation moyenne est de 2° C pour 1000 ft. La température standard à 6000 ft est donc de
15°C – 2°C x 6 milliers de pieds = 15 – 12 = 3°C
L’écart entre la température mesurée (13°C) et la température standard théorique (3°C) est donc de +10°C. Il faudra donc ajouter 2% à la vitesse précédemment calculée. 2% de 121kt = 2.5 kt, on peut arrondir à 2kt. La TAS dans notre cas est donc de 123 kt.

Le calcul est faisable en vol mais occupe bien trop l’esprit et augmente la charge de travail. C’est un exercice apprécié des instructeurs en école de pilotage professionnelle, mais on ne demandera jamais à un pilote privé de faire un tel calcul de tête, et même pour les pilotes professionnels, il existe des outils qui facilitent le travail et sont donc plus opérationnels.

La TAS affichée au tableau de bord

Certaines avioniques totalement intégrées comme le Garmin G1000 indiquent directement la vitesse propre (TAS). Certains GPS intègrent aussi une fonction de calcul de la TAS mais, s’ils ne connaissent pas votre vitesse indiquée, c’est à vous de la renseigner. Enfin, il existe des applications pour tablettes et smartphone qui font le calcul pour vous, mais il vous faut encore entrer les données.

g1000 tas
La vitesse indiquée (Vi ou IAS) est ici de 146 kt pour une vitesse propre (Vp ou TAS) de 180 kt

Sur les avions à cockpit conventionnel (à aiguilles), il existe une solution simple pour le calcul de la vitesse propre : il s’agit des anémomètres à échelle mobile, comme celui ci dessous

2000px-True_airspeed_indicator.svgSur ce badin, vous pouvez voir deux fenêtre. Celle en haut permet d’afficher l’altitude, en la plaçant en face de la température extérieure indiquée sur l’échelle fixe. Dans l’exemple, le pilote vole peut-être à une altitude de 6000 ft avec une température extérieure de 25°C, ou à 8500 pieds avec une température de 0°C. Vous faites tourner la couronne à l’aide du bouton situé en bas à droite de l’instrument.
La fenêtre en bas à gauche de l’instrument affiche alors la vitesse propre (TAS). Ici, l’avion vole à une vitesse indiquée de 175 kt, qui lui donne une vitesse propre de 202 kt environ.

Attention : les vitesses caractéristiques (VNO, VNE) sont des vitesses indiquées, et non des vitesses propres. En volant à 175 kt indiqués, soit plus de 200 kt de TAS, l’avion présenté ici n’est pas dans l’arc jaune, il peut voler à cette vitesse en air turbulent !

 Vitesse sol

La vitesse sol est cette vitesse affichée sur le tableau de bord de votre voiture. Elle représente réellement la distance que vous parcourez en une heure. Si elle est la plus facile à comprendre pour le commun des mortels, elle n’est pas simple à obtenir en vol.

Connaissant la vitesse propre Vp (ou vitesse vraie TAS, on a vu que c’était la même chose), il faudra tenir compte du vent pour en déduire la vitesse sol. Ainsi, volant à 110 kt de TAS avec un vent de face de 10 kt, vous obtenez une vitesse sol de 100 kt.

Inversement, 110 kt de TAS avec 10 kt arrière, vous obtenez 120 kt.

La vitesse sol ne présente aucun intérêt en terme de pilotage. En revanche, elle est indispensable pour la navigation. C’est à partir de la vitesse sol que vous pourrez déduire le temps de vol nécessaire pour franchir une certaine distance.

Aujourd’hui la majorité des pilotes s’aident de GPS (fixe, portable, sous forme d’appli smartphone ou tablette). Le récepteur GPS n’est justement capable de calculer que cette vitesse sol.

D’autres moyens existent de connaitre la vitesse sol : chronométrage du temps de parcours entre deux positions connues, ou encore l’utilisation du DME (Distance Measuring Equipment) qui est toutefois quelque peu renvoyé à l’age de pierre avec l’avènement du GPS.

VOR : son fonctionnement

Cet article vous présente le fonctionnement du VOR, et non pas son utilisation. Les principes du VOR ne sont pas au programme du PPL, mais une bonne compréhension de son fonctionnement aide à la maitrise de son utilisation.

Le principe du radiophare

VOR est l’acronyme de VHF Omnidirectional Range. Une expression intraduisible (littéralement « portée omnidirectionnelle VHF »), que l’on exprime parfois en français sous le terme de radiophare. .

L’image est parfaite, il s’agit bien d’un phare dont le signal radioélectrique tourne et guide les avions comme des navires. C’est le moyen de radionavigation le plus utilisé depuis 50 ans pour les courtes distances.

Rappel : Formule de la portée optique VHF
1.23 \sqrt{hauteur avion}

avec la portée en nautiques et la hauteur en pieds.

Le principe est donc le suivant :

Imaginez qu’une ile est équipée de deux lumières. Il y a un phare, et son faisceau qui tourne. Au sommet du phare, une autre lumière éclaire dans toutes les directions mais son intensité oscille. Elle s’allume de plus en plus fort, visible depuis toutes les directions en même temps, puis elle diminue jusqu’à s’éteindre, puis le cycle reprend. Cliquez pour agrandir l’image :

phareetomni

L’association du phare et de la lumière oscillante est prévue de sorte que le faisceau du phare pointe vers le nord quand la lumière oscillante éclaire à son maximum.

Ainsi, un avion qui voit les deux lumières à leur intensité maximum en même temps, se trouve forcément au nord de l’ile. C’est exactement le principe du VOR. Sauf qu’au lieu de lumières, la balise VOR émet des ondes VHF.

Le Principe appliqué au VOR

Le récepteur embarqué dans l’avion « écoute » le signal de référence, envoyé de façon omnidirectionnelle par le VOR. Ce signal oscille, et tous les avions l’entendent en même temps, avec la même intensité, où qu’ils se trouvent.

La balise VOR émet un second signal, qui lui est d’intensité constante mais tourne autour de la balise. C’est le faisceau tournant de notre phare. Auparavant, sur les balises VOR de première génération, il y avait réellement une antenne qui, montée sur un moteur électrique, tournait dans la balise ! Aujourd’hui ce mécanisme est remplacé par des systèmes fixes, plus fiables.

Quand le faisceau du « phare » passe devant l’avion, le récepteur entend son signal au plus fort, puis le faisceau s’éloigne et le récepteur l’entend de moins en moins. Le récepteur dans l’avion écoute, et mesure la phase (le décalage) entre le signal tournant et le signal de référence. De cette mesure de phase, il en déduit le radial sur lequel se trouve l’avion.

Phase

En physique, la phase est la situation instantanée d’un phénomène cyclique, par rapport à une référence. Elle peut se mesurer en degrés. Facilement matérialisable avec le phare : quand son faisceau pointe vers le nord, sa phase est nulle. Quand il pointe vers l’est, sa phase est de 90°. Quand il pointe vers le sud, sa phase est de 180°, etc.. On parle bien de phase par rapport à une référence, ici par rapport au nord.

Dans le cas du VOR, on mesure la phase du signal tournant en référence au signal omnidirectionnel.

Signaux en phase

Dans l’exemple ci dessous, les deux signaux sont en phase. La réception du signal tournant (bleu) correspond exactement au signal de référence omnidirectionnel (rouge) : l’avion se trouve au nord de la balise.

phase0

Signaux en opposition de phase

Sur la courbe ci dessous, c’est exactement l’inverse : les signaux sont en opposition de phase, ou déphasés de 180°. Quand le récepteur reçoit l’intensité maximum du signal tournant (bleu), il ne recoit plus le signal de référence (rouge). L’onde radioélectrique tournante est passée devant l’avion au moment où le signal omnidirectionnel était le plus faible : l’avion se trouve au sud de la balise

phase180

Autres déphasages

Dans ce troisième cas ci dessous, le signal tournant (bleu), est en retard par rapport au signal de référence (rouge). Quand le signal tournant (le faisceau du phare) arrive, le signal omnidirectionnel a déjà passé son maximum et son intensité rediminue. Dans notre exemple, ce retard est de 90°, l’avion se trouve donc plein est par rapport à la balise.

phase90

Dans ce dernier exemple ci dessous, à l’inverse le signal tournant (bleu), est en avance par rapport au signal de référence (rouge). Le signal tournant (le faisceau du phare) arrive à son maximum d’intensité avant le maximum du signal de référence. Dans l’exemple ci dessous ce déphasage est de 270°, donc l’avion est à l’ouest de la balise.

phase270

L’application réelle

A bord, le pilote sélectionne la fréquence de la balise VOR. Le pilote souhaite connaitre sa position par rapport à la balise, et en particulier son écart par rapport à un radial qu’il a choisi.

Sur avions d’aéroclubs, l’indicateur du VOR est le plus souvent un OBI (Omnidirectional Bearing Indicator ) :

OBI2

Cet indicateur est en réalité un phasemètre qui indique le déphasage, en degrés, entre le signal de référence omnidirectionnel et le signal tournant. Si les deux signaux sont en phase, l’aiguille est centrée. Sinon, l’aiguille se déplace, indiquant en degrés la valeur du déphasage (2 degrés par point de déviation).

Oui mais, me direz vous, le signal de référence est calé de sorte que les deux signaux sont en phase lorsque l’avion se trouve au nord de la balise. C’est là l’objet du bouton OBS, qui permet de faire tourner la couronne de l’instrument. On choisit le radial de référence (ici un radial 171). L’instrument décale lui même le signal de référence reçu afin de se créer une nouvelle référence, qui sera comparée au signal « tournant ».

Pour aller plus loin

J’ai bien conscience de la complexité de cet article pour les néophytes. Si vous avez eu du mal avec ce qui précède, n’allez pas plus loin. Sinon, vous pouvez lire la suite.

Donc voici quelques précisions pour les curieux.

Fréquences

Le VOR utilise une gamme de fréquences VHF allant de 108 à 118 MHz. Toutefois il partage les fréquences de 108 à 112 MHz avec les ILS. Sur cette plage de fréquence partagée, les VOR n’utilisent que les fréquences dont les centaines de kHz sont paires (108.0, 108.2, 108.4, etc.). Les autres fréquences (108.1, 108.3, 108.5,..) étant réservées aux ILS.

Signaux

Comme nous l’avons vu précédemment, la balise émet deux signaux que j’avais nommés « référence » et « signal tournant ». En réalité, ce signal tournant porte le nom de variphase.

Ces deux signaux ont une fréquence de 30 Hz (le variphase effectue 30 tours par minute, et donc la référence 30 oscillations pour suivre le variphase). Sur un VOR traditionnel (ancienne génération) variphase est modulé en amplitude (AM), tandis que le signal de référence est modulé en fréquence (FM). Sur un VOR doppler, plus récent, c’est l’inverse. Après démodulation des deux signaux, leur déphasage est mesuré par le récepteur afin de connaitre le radial sur lequel se trouve l’avion.

Diagramme Polaire

Le diagramme polaire d’émission du variphase est un limacon. Voilà une phrase à retenir pour la placer au bon moment lors de votre prochain diner mondain.

561px-CardioidCircleEnvelope.svg

On parle parfois de cardioïde.. en raison de sa forme de coeur. Je ne rentrerai pas ici dans des considérations mathématiques qui me dépassent, sachez simplement que les VOR émettent bien un limacon, l’équation d’une cardioïde étant différente.

Donc ce limacon tourne autour de la balise. Quand le récepteur se trouve face au « creu » du limacon (ici à droite), il ne reçoit aucun signal. Quand à l’inverse il se trouve de l’autre côté, il reçoit l’intensité maximum du signal.

Cône de silence

Appelé cône de confusion en anglais. C’est un volume conique situé au dessus du VOR dans lequel le signal n’est pas reçu. Dans le cône de silence, le VOR n’est plus utilisable !

cône of silence

L’angle formé entre les bords de ce cône et la verticale est typiquement de 40° à 50°, l’OACI fixant une limite réglementaire de 50°.

On peut donc facilement calculer le rayon de la zone de silence en fonction de l’altitude : rayon = altitude (en nm) x tan(angle). Le calcul peut être simplifié par rayon ) altitude (ft) x2 /10’000

Considérant un cône de silence de 50° d’angle, on trouve donc les rayons suivants :

AltitudeRayon de la zone de silence
1'000 ft0.2 nm
2'000 ft0.4 nm
3'000 ft0.6 nm
4'000 ft0.8 nm
5'000 ft1 nm
8'000 ft1.6 nm
10'000 ft2 nm
15'000 ft3 nm
20'000 ft4 nm
25'000 ft5 nm
30'000 ft6 nm

Aux altitudes volées en avion léger, le rayon du cône de silence est très limité. Plus on s’approche de la balise, plus l’indication devient imprécise et difficile à utilisée. Ne soyez pas surpris de perdre totalement le signal à environ 1 nautique de la balise. Conservez votre cap actuel et attendez d’être sorti du cône de silence avant de considérer de nouveau l’indication VOR.

En formation IFR, on apprend à voler au cap dès lors que l’on s’approche de la verticale du VOR. Une fois passée la verticale, on lance un chrono et on attend au minimum une minute avant de considérer de nouveau les indications du VOR.

Sur avion équipé d’un pilote automatique assez élémentaire, il faut penser à utiliser le mode de maintient de cap (heading) à l’approche de la balise. Sur les pilotes automatiques les plus sophistiqués, le cône de silence est automatiquement détecté et l’appareil passe en mode « dead reckoning » (le guidage VOR reste le mode activé mais le pilote automatique maintient un cap jusqu’à sortir du cône de silence). Cela qui évite une action du pilote.  Et bien évidemment, cette utilisation du pilote automatique en guidage VOR se fait de plus en plus rare (hormis en approche) puisqu’en règle général, les avions suivent des routes GPS ou FMS.

Erreurs et précision

La réglementation impose aux balises VOR une précision de plus ou moins 5° dans 95% du temps.

L’instrument, affiche une précision de plus ou moins 3° dans le pire cas. La précision moyenne du VOR en utilisation réelle est d’environ 1.5°.

Un VOR de navigation en route, d’une puissance de 200 watts, possède une portée maximum d’environ 200 nautiques. Les VOR courte portée, tels qu’utilisés pour les approches aux instruments, ont une portée d’une cinquantaine de nautiques. Comme dit précédemment, cette portée est optique, d’autant plus grande que l’altitude est grande, et limitée par les obstacles physiques.

Les VOR/D (doppler) sont plus modernes, plus fiables, mais aussi plus complexes et plus couteux. Ils ont l’avantage de réduire par facteur 5 les erreurs de propagation.

Les RADAR

RADAR est un acronyme pour RAdio Detection And Ranging. Un radar est un émetteur qui envoie des impulsions. Ces impulsions sont reflétées par des objets et un écho revient vers l’antenne radar. Le temps de l’aller retour entre l’impulsion et son écho permet de déduire la distance de l’objet détecté.

Parfois, par effet doppler ou par calcul de différence de distance entre deux échos, le RADAR peut aussi calculer la vitesse de déplacement de l’objet détecté.

Nous allons étudier dans cet article les deux types de RADAR utilisés au sol par les contrôleurs aériens : le radar primaire et le radar secondaire.

A noter que les avions civils ne disposent JAMAIS de radars embarqués capables de détecter d’autres avions. Ils peuvent embarquer un radar météo (qui fera l’objet d’un article dédié), mais pour la détection des aéronefs conflictuels les avions civils sont équipés du système TCAS (voir l’article sur les transpondeurs)

RADAR Primaire

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L’antenne du radar primaire est reconnaissable par sa forme incurvée. Plus le radar tourne lentement, plus sa portée est grande.

Le radar primaire correspond à la définition exacte du radar donnée au début de cet article. Il reçoit les échos de ses propres émissions. Il peut ainsi détecter des objets, estimer leur distance et leur gisement, donc leur position. Il peut aussi calculer leur vitesse de déplacement.

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Avantages :

  • Hormis les avions furtifs, rien n’échappe au radar primaire. Il présente donc un intérêt stratégique particulier pour le contrôle militaire
  • Il ne nécessite aucun équipement à bord des avions

Inconvénients :

  • Hormis dans le cas particulier des radars militaires tridimensionnels, le radar primaire ne permet pas de connaitre l’altitude d’un avion
  • Il ne permet pas d’identifier un avion, uniquement de connaitre sa présence
  • Il affiche des échos parasites (relief, précipitations, etc.)

A noter un cas particulier de radar primaire : le radar d’approche de précision (PAR ou GCA) : ces radars équipent les aéroports militaires. Ils permettent de guider les avions sur une trajectoire d’approche aux instruments. Le contrôleur parle en flot continu, pour indiquer au pilote sa position et les corrections à apporter. Le pilote ne doit pas collationner les messages du contrôleur. Exemple : « Vous êtes sur l’axe, sur le plan, sur l’axe, sur le plan, légèrement à gauche de l’axe prenez un cap 010, sur l’axe cap 360, sur le plan, sur l’axe, sur le plan, trop haut augmentez le taux de descente, vous êtes sur l’axe et de nouveau sur le plan , etc. »

RADAR Secondaire

Le radar secondaire est reconnaissable à son antenne plate

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Parfois un radar primaire et un radar secondaire peuvent être associés :

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Je vous invite à relire l’article sur le transpondeur.
Le radar secondaire émet des interrogations. Les transpondeurs qui équipent les avions répondent à ces interrogations en envoyant une impulsion codée qui sera détectée et décodée par le radar secondaire. Ces données décodées sont alors affichées sur l’écran du contrôleur aérien (code d’identification, altitude, voire plus dans le cas d’un transpondeur et d’un radar mode S).

Avantages :

  • Nombreuses informations immédiatement disponibles pour le contrôleur
  • Avion identifié
  • Possibilités nombreuses pour le contrôleur (filtrage, calcul de trajectoire, etc.)

Inconvénient :

  • Les avions non équipés de transpondeur ne sont pas détectés

radarcdg cliquez pour agrandir l’image

Voici l’image présentée par le radar secondaire au contrôleur d’approche de Roissy CDG. Sans entrer dans le détail, on voit immédiatement les possibilités de tri et de filtrage avec en rose les avions à l’arrivée, en bleu les avions au départ, et en noir les avions non concernés par le contrôle d’approche (essentiellement des vols VFR). Voyons l’affichage en détail.

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Vous voyez ici un plot radar secondaire d’un avion de ligne en approche à Roissy. Le rond rose plein représente la position actuelle de l’avion. Les petits ronds vides représentent les positions précédentes. Le contrôleur voit ainsi la trajectoire parcourue par l’avion. Les informations affichées sont :

  • AFR027 : vol Air France 027
  • 029 : 2900 pieds
  • Flèche descendante : avion en descente
  • H : Heavy (avion lourd), M pour Medium, L pour Ligh, S pour Super (cas particulier de l’Airbus A380)
  • 18 : vitesse sol 180 kt
  • -10 : en descente 1000 pieds par minute

Ci dessous un autre exemple avec un vol VFR

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Cet avion est en tour de piste sur l’aérodrome d’Enghien Moisselles, situé dans la CTR de Roissy. On voit que l’avion est en virage, les points de trajectoire très rapprochés laissent immédiatement comprendre que l’avion vole à une vitesse relativement faible.

  • 7000 : code VFR standard est affiché au transpondeur de cet avion
  • 004 : l’avion vole à 400 pieds
  • – : vol stabilisé (probablement en étape de base)
  • 07 : vitesse sol 70 kt
  • 00 : vitesse verticale nulle

Souvent, l’écran radar secondaire est capable d’afficher l’information Gonio. Un axe se dessine pour représenter le radial sur lequel se trouve l’avion émettant à la radio VHF, ce qui permet au contrôleur de localiser immédiatement l’avion émetteur sur son écran radar.

Enfin, il vous faut savoir que tous les aéroports ne disposent pas de radar. Néanmoins un réseau d’antennes radar permet un affichage déporté. Ainsi de nombreuses tour de contrôle disposent d’une image radar alors qu’aucune antenne n’est installée sur l’aéroport. C’est le cas de Pontoise, Toussus le Noble, Merville, etc etc.

En cas de trajectoire conflictuelle entre deux aéronefs, une alarme se déclenche sur le radar pour avertir le contrôleur. C’est le filet de sauvegarde.

 

Le Transpondeur

Description

Pour rappel, un radar primaire civil (bi-dimensionnel) permet de connaitre la position d’un avion en gisement et en distance. Mais ce radar « basique » ne permet pas d’identifier un avion ni de connaitre son altitude.

Le radar secondaire a été inventé pour répondre à ce problème. Ce radar secondaire envoie des « interrogations » autour de lui, auxquels répondent les transpondeurs.

Le transpondeur est donc un équipement embarqué à bord des aéronefs. Il permet d’être détecté et identifié par les radars secondaires ainsi que par les T-CAS (prononcer « ticasse »), équipements embarqués dans les avions commerciaux pour éviter les collisions en vol.

Les transpondeurs aéronautiques civils fonctionnent selon trois modes :

  • Mode A (Alpha) : le transpondeur envoie au radar secondaire à code à 4 digits permettant d’identifier l’avion ou de transmettre certaines informations au contrôle aérien.
  • Mode C (Charlie) : le transpondeur transmet au radar secondaire le niveau de vol de l’avion grâce à un alticodeur. L’alticodeur peut être intégré au transpondeur (capsule barométrique incluse dans le transpondeur) soit déporté (information altimétrique prise sur un altimètre)
  • Mode S (Sierra) : S pour Sélectif. Le mode S est une amélioration récente du transpondeur permettant d’envoyer des informations supplémentaires et d’améliorer la transmission des données (notamment grâce à une nouvelle localisation des antennes qui optimise la communication même en virage). Il fonctionne selon deux niveaux possibles :
      • Mode S basique : le transpondeur transmet un code d’identification unique ainsi qu’un identifiant configurable par le pilote (numéro de vol pour un avion de ligne, immatriculation pour un avion léger)
      • Mode S enrichi : couplé à l’ADS-B, le transpondeur mode S enrichi permet d’envoyer une multitude d’informations utiles au contrôleur (vitesse indiquée, cap, altitude sélectionnée, taux de montée ou de descente, etc.)

En plus de ces trois modes, le pilote peut, sur demande du contrôle, activer la fonction « ident » (identification). Une pression sur le bouton ident permet d’envoyer un code particulier, grâce auquel l’avion apparait de façon évidente sur le radar du contrôleur (clignotement). Cette fonction ident est utilisé lorsque le trafic est dense et que le contrôleur rencontre des difficultés pour identifier un appareil.

Transpondeur « traditionnel »

KT76A

Le transpondeur Bendix/King KT76A est un des modèles les plus fréquemment utilisés en aviation légère. Ce transpondeur fonctionne en mode A et C.

Bouton de mode :

  • OFF : boitier non alimenté
  • SBY : Stand-By : le boitier est alimenté en électricité mais n’émet aucune réponse aux interrogations des radars secondaires (mode éventuellement utilisé pour préchauffer le boitier transpondeur)
  • ON : Mode A uniquement (envoi du code à 4 digits)
  • ALT : Mode A et Mode C (envoi du code à 4 digits et du niveau de vol)
  • TST : Mode de test (le voyant doit s’allumer de façon permanente)

Bouton ident : pour l’identification de l’avion sur l’écran radar du contrôleur

Voyant ambre : s’allume en permanence en mode test. Clignote en mode ON ou ALT à chaque émission du transpondeur vers un radar secondaire

Transpondeur « moderne »

GTX327

Les transpondeurs modernes, comme les Garmin GTX327 (mode C) et GTX330 (Mode S), offrent souvent des possibilités accrues et parfois quelques gadgets.

Le large écran des GTX permet de visualiser le niveau de vol qui est transmis au contrôle par le mode C. La touche Cursor (CRSR) permet notamment de modifier l’immatriculation de l’appareil (pour les transpondeurs mode S). Le bouton VFR, bien utile, permet d’afficher directement le code transpondeur VFR standard tel qu’il a été configuré (7000 en Europe, 1200 aux Etats Unis..). Pour changer de code, il suffit de le taper.

Enfin ce transpondeur possède une fonction chronomètre et horamètre.

Utilisation

Généralités

Le transpondeur doit être sur OFF lors de la mise en route. En effet, le démarrage du moteur peut occasionner des parasites sur le réseau électrique de l’avion, qui pourraient endommager l’équipement.

Ensuite, au roulage, le mode dépendra de l’équipement de l’aéroport. Si un radar sol est installé, les consignes locales exigeront parfois que le transpondeur fonctionne. Si tel est le cas, vous pourrez le passer sur ON (ou ground si ce mode est disponible).

Veillez à ce que le transpondeur soit sur ALT avant le décollage.

En entrant dans un nouvel espace aérien, il peut vous être demandé de changer de code transpondeur. Dans ce cas, passez le en standby avant de modifier le code puis repassez le en mode ALT.

Codes transpondeur

Le code transpondeur est constitué de 4 digits. Chaque digit est un chiffre allant de 0 à 7.

En Europe, en dehors de toute zone contrôlée, le transpondeur doit être allumé, en mode A+C (sélecteur de mode sur ALT), avec le code 7000 affiché. Ce code 7000 est le code standard attribué aux vols VFR non contrôlés.

Avant de pénétrer un espace aérien contrôlé, le contrôleur vous transmets un code qu’il vous faudra afficher. En général, les contrôleurs disposent d’une gamme de codes allouables aux avions VFR.

Prenons un exemple : un contrôleur disposant de codes allant de 4230 à 4239 pour les vols VFR à l’arrivée. Si vous êtes le troisième avion VFR arrivant dans sa zone, il vous demandera d’afficher le code 4233.

Il existe quelques codes particuliers que vous devez connaitre. L’affichage d’un de ces trois codes provoque une alarme sur les écrans des contrôleurs aériens.

  • 7700 : c’est le code de détresse. En cas de problème grave (atterrissage d’urgence, incendie, etc.) vous pouvez déclarer votre situation d’urgence par l’envoi d’un message mayday à la radio et l’affichage du code 7700 au transpondeur
  • 7600 : Panne radio
  • 7500 : « hijacking », autrement dit un détournement par des pirates. Il y a peu de chances que ce code vous soit utile en avion léger VFR, mais vous devez le connaitre pour l’examen théorique

Quelques autres codes particuliers (inutile de les retenir pour l’examen) :

  • 1000 : vous entendrez souvent des contrôleurs demander à des avions IFR d’afficher un transpondeur 1000. C’est le code standard IFR en mode S. Lorsque le contrôle au sol est équipé mode S, le code transpondeur ne lui est pas utile car l’avion s’identifie en transmettant directement son immatriculation. Le contrôleur demande alors au pilote d’afficher le code 1000.
  • 1200 : les joueurs de Microsoft FlightSimulator le connaissent bien. Le code 1200 est le code VFR standard aux USA ! Outre Atlantique, c’est l’équivalent de notre code 7000
  • 0300 : vols VFR CAM (Circulation Aérienne Militaire)
  • 7010 : code VFR en Angleterre
  • 707x (7071, 7072, etc.) : largueurs de parachutistes

Du point de vue du contrôleur Aérien

Je vous recommande de consulter mon article sur les radars

Le TCAS

Le TCAS (Traffic Collision Advoidance System) est, comme son nom l’indique, un système d’évitement des collisions en vol. L’utilisation du transpondeur en mode ALT est absolument essentielle à la sécurité des vols, même si vous restez en vol local. En effet le transpondeur permettra que vous soyez vus par des avions souvent rapides, volant en VFR ou en IFR, grâce à leur équipement TCAS et ainsi d’éviter une collision en vol.

TCAS I

Le TCAS I est la version la plus simple du TCAS, mise au point pour les avions de tourisme ou les avions commerciaux légers (de moins de 5,7 tonnes et moins de 19 passagers).

Il s’agit d’un simple récepteur « captant » les émissions des transpondeurs autour de l’avion. Le TCAS I est donc capable de scruter le ciel et d’indiquer au pilote la proximité d’un autre aéronef dont la trajectoire pourrait être potentiellement conflictuelle.

Le TCAS I affiche les autres aéronefs sous la forme d’une icône sur un écran. La symbologie standard est la suivante :

  • Losange blanc ou bleu vide : avion non conflictuel
  • Losange blanc ou bleu plein :avion non conflictuel mais proche
  • Rond plein jaune : avion potentiellement conflictuel
  • Carré rouge : danger immédiat

Des alarmes sonores sont associées et incitent le pilote à regarder dehors pour rechercher le trafic conflictuel. La position de l’aéronef affichée sur l’écran permet d’aider le pilote à le trouver. L’évitement doit se faire A VUE.

Ci dessous un exemple d’affichage TCAS I pour l’avionique Garmin G1000 :

g1000-1

Ci dessous l’affichage TCAS I sur l’avionique Collins Proline 21 de mon avion. Cette photo a été réalisée à proximité des approches de l’aéroport Roissy Charles de Gaulle. On distingue nettement l’alignement des avions de ligne en descente sur deux pistes parallèles. La flèche orientée vers le bas indique que l’avion descend. Le chiffre en dessous indique la différence d’altitude (-24 signifie que l’avion est 2400 pieds plus bas que nous).

TCAS CJ

TCAS II

Le TCAS II est une version améliorée. Il est OBLIGATOIRE pour tous les avions de plus de 5.7 tonnes ou de plus de 19 passagers.

En plus de l’alerte TA (traffic advisory), le TCAS II est capable de délivrer une consigne RA (resolution advisory). Avec le RA, le TCAS impose au pilote une manœuvre d’évitement (en montée ou en descente, toujours dans le plan vertical). Si les deux avions conflictuels sont équipés de TCAS II, les équipements sont capables de communiquer entre eux pour se mettre d’accord mutuellement sur la manoeuvre d’évitement à effectuer. Les pilotes du premier avion recevront par exemple une consigne de montée, tandis que les pilotes du second recevront une consigne de descente.

A noter que si votre transpondeur fonctionne en mode A (code transpondeur mais pas de report d’altitude), les TCAS ne seront pas capable d’évaluer la différence d’altitude et un TCAS II ne pourra donc pas délivrer de consigne d’évitement RA.

Aussi, si en cas de dysfonctionnement votre transpondeur transmet une fausse altitude, cela peut déclencher une alarme RA dans le cockpit d’un avion de ligne au dessus de vous, alors qu’il n’y avait aucun danger réel. C’est pourquoi vos transpondeurs doivent fonctionner correctement. En cas de panne avérée du mode C (transmission de l’altitude), le transpondeur doit être utilisé en mode A seulement (sélecteur sur ON et non pas sur ALT) et doit être réparé le plus rapidement possible.