◆ Navigation, réglementation, sécurité des vols — Cours

I. Organismes chargés de la réglementation

L'aviation a dû développer des règles et des organismes de régulation pour assurer la sécurité des personnes et des biens. Il existe plusieurs niveaux :

Les aéronefs civils sont soumis aux règles de la Circulation Aérienne Générale (CAG), tandis que les aéronefs militaires suivent d'autres règles.

Au niveau national, le CNFAS (Conseil National des Fédérations Aéronautiques et Sportives) regroupe toutes les fédérations : FFA (aéronautique), FFPLUM (ULM), FFVP (vol en planeur), FFVL (vol libre), FFP (parachutisme), FFH (hélicoptère), FFAM (aéromodélisme), FFA (aérostation), RSA (collectionneurs). Le GIFAS regroupe les entreprises du secteur aéronautique.

II. Licences et brevets

Tout pilote doit posséder un brevet et une licence pour voler.

Des qualifications complémentaires existent : vol aux instruments (IFR), vol de nuit, voltige, train rentrant et hélices à pas variable, turbopropulseurs, turboréacteurs.

III. Certification, équipement et entretien des aéronefs

A. Certification et immatriculation

Pour les ULM et le vol libre, les machines ne sont pas obligatoirement certifiées et peuvent être entretenues par leurs propriétaires. Pour les avions, planeurs et hélicoptères, la DGAC délivre un certificat de navigabilité et l'entretien est suivi via un carnet de vol.

Tous les appareils (sauf vol libre) doivent être immatriculés. En Europe, l'immatriculation comporte 5 caractères. Le premier désigne le pays (F- pour la France).

B. Signalisation des aéronefs — Vol de nuit

Le vol de nuit nécessite une qualification spéciale. Pour les latitudes 30-60°, la nuit aéronautique commence 30 min après le coucher du soleil et finit 30 min avant le lever du soleil.

L’adaptation de la vision nocturne est progressive : compter environ 20 minutes avant que l’œil soit pleinement adapté à l’obscurité.

Feux réglementaires :

• Un feu vert en bout d'aile droite
• Un feu rouge en bout d'aile gauche
• Un feu blanc derrière
• Un feu à éclat (MTO)

C. Survol maritime

En cas de survol d'une étendue d'eau, chaque occupant doit avoir un gilet de sauvetage. Au-delà de 30 min ou 50 NM des côtes : canots de sauvetage, équipement médical, balise de détresse flottante, et un plan de vol est obligatoire.

D. Autres équipements

• Parachute : Obligatoire pour la voltige et les planeurs non motorisés.
• Oxygène : Obligatoire pour le pilote au-dessus du FL100 (> 30 min). Au-dessus du FL130, obligatoire pour tous les occupants. En pressurisé : altitude cabine < 2 500 m (8 000 ft).
• Carburant : Quantité pour la totalité du vol + réserve de 30 min de jour (45 min de nuit). En local à vue du terrain : 10 min de réserve. En aucun cas : vol avec moins de 15 min d'autonomie.

E. La visite prévol

Avant chaque vol, le pilote effectue une visite prévol (ou visite externe) : inspection systématique de l'aéronef selon un ordre défini dans le manuel de vol. Elle permet de détecter toute anomalie avant le décollage.

Points clés de la visite prévol :

• Niveau d'huile et de carburant : vérification visuelle et contrôle de la bonne fermeture des bouchons.
• Surfaces de contrôle : ailerons, gouvernes de profondeur et de direction — liberté de mouvement, absence de jeu excessif.
• Pitot et statique : orifices dégagés (insectes, givre).
• Train d'atterrissage : pneus, freins, fixations.
• Fuselage et structure : absence de déformation visible, fixations des capots.
• Antennes et signalisation : intégrité des feux, des antennes radio et transpondeur.

IV. Facteurs humains et accidents

A. Règles de bon sens

Un avion ne doit pas être piloté de façon négligente ou imprudente. Aucun pilote ne doit prendre les commandes sous l'emprise de l'alcool, de narcotiques ou de stupéfiants. Règle : zéro alcool, et minimum 8 heures sans consommation d'alcool avant un vol. On ne pilote pas fatigué ou stressé.

En 2017, le BEA a recensé 30 accidents mortels et 177 non mortels en France. Dans plus de 90 % des cas, ce sont les facteurs humains qui sont impliqués.

B. Les effets de l'altitude

C. Les effets des accélérations

Les accélérations induisent des illusions sensorielles (perte de références visuelles en vol nuit/nuage) et des effets physiologiques :

V. Prise de décision et culture de la sécurité

A. Biais et pièges cognitifs

La majorité des accidents aériens implique une mauvaise prise de décision plutôt qu'une défaillance technique. Plusieurs biais cognitifs sont identifiés :

B. Le retour d'expérience (REX)

En aéronautique, toute anomalie, incident ou accident fait l'objet d'un retour d'expérience systématique afin de prévenir la répétition. En France, le BEA (Bureau d'Enquêtes et d'Analyses) enquête sur les accidents d'aviation civile et publie ses rapports en accès libre.

C. La gestion des risques — méthode IMSAFE

Avant chaque vol, le pilote peut s'auto-évaluer avec la checklist IMSAFE :

• Illness — suis-je malade ou en train de le devenir ?
• Medication — est-ce que je prends des médicaments susceptibles d'altérer mes capacités ?
• Stress — suis-je préoccupé par des problèmes personnels ou professionnels ?
• Alcohol — ai-je consommé de l'alcool dans les 8 dernières heures ?
• Fatigue — ai-je suffisamment dormi ?
• Emotion — suis-je dans un état émotionnel stable ?

I. Les zones aéronautiques

A. VFR et IFR

Il y a deux types de règles de vol :

• VFR (Visual Flight Rules) : vol conduit conformément aux règles de vol à vue. Règle fondamentale : « Voir et éviter ».
• IFR (Instrument Flight Rules) : vol conduit conformément aux règles de vol aux instruments.

Le vol VFR nécessite des conditions VMC (Visual Meteorological Conditions) : visibilité minimale + distance minimale par rapport aux nuages. Les conditions s'opposent aux IMC (Instrumental Meteorological Conditions) où le vol IFR est obligatoire.

B. Rappel sur les niveaux de vol

Trois calages altimétriques :

• QFE : hauteur par rapport au terrain.
• QNH : altitude par rapport au niveau de la mer.
• 1013 hPa (QNE) : utilisé au-dessus de 3 000 ft AGL en espace non contrôlé → niveau de vol (FL) en centaines de pieds.

Règle semi-circulaire : Les chiffres des dizaines des FL sont impairs pour les routes magnétiques 0-179° (vers l'Italie) et pairs pour 180-359° (vers le Portugal). Pour les vols VFR, on ajoute 5 (séparation 500 ft entre IFR et VFR).

C. Les espaces contrôlés

L'espace aérien français est divisé en espace supérieur (à partir du FL 195, classe C) et espace inférieur (du sol au FL 195), lui-même divisé en espaces contrôlés, non contrôlés et à statut particulier.

Classes d'espace en France (de la plus à la moins contraignante) :

Nota : les classes B et F n'existent pas en France.

Clairance : autorisation délivrée par le contrôleur aérien pour pénétrer dans un espace contrôlé (classe C ou D). Le pilote s'annonce à la radio en donnant son immatriculation, sa position, son altitude et sa destination. Piège BIA : sans clairance, il est interdit de pénétrer dans une classe D même en conditions VMC.

Zones à restrictions :

• P (Prohibited) : zones interdites à tout aéronef.
• D (Dangerous) : zones dangereuses selon les horaires.
• R (Restricted) : zones à entrée restreinte sous conditions.

Parmi les espaces contrôlés de l'espace inférieur : les Airways (AWY, couloirs aériens), les TMA (Terminal Control Area, trajectoires de montée/descente/attente), les CTR (zones de contrôle, décollage et approche finale).

D. Services de la circulation aérienne

• Service du contrôle : empêcher les abordages (en vol), les collisions (au sol), régler la circulation.
• Service d'information de vol : fournir avis et renseignements utiles.
• Service d'alerte : coordonner les secours. Fréquence de détresse : 121,5 MHz.

F. Signaux de détresse radio

Dans tous les cas : piloter d'abord, appeler à la radio ensuite.

E. Moyens de contrôle

II. L'aérodrome

A. Aérodrome contrôlé / non contrôlé

Un aérodrome contrôlé dispose d'une TWR (tour de contrôle). En son absence, les pilotes font de l'auto-information ou utilisent l'AFIS (Aerodrome Flight Information Service).

Paramètres d'information : piste en service, vent (direction, vitesse), visibilité, QNH, QFE, heure exacte, niveau de transition, plafond, température.

B. Les installations

• La vigie (TWR ou AFIS).
• Aire de trafic : stationnement, avitaillement, entretien.
• Aire de manœuvre : piste(s), taxiway(s).
• Le QFU : numéro de piste = orientation magnétique en dizaines de degrés (ex : piste orientée au 052° → numérotée 05).
• Aire à signaux : grand carré avec panneaux de signalisation pour les arrivants sur aérodrome non contrôlé.
• Manche à air : permet de déterminer la piste en service (décollage et atterrissage face au vent).

III. Règles de vol

A. Règles de priorité

Le pilote en VFR est responsable de l'anti-abordage et de l'anti-collision : Voir et Éviter.

Hiérarchie de priorité par type d'aéronef (du plus prioritaire au moins prioritaire) :

Ballon > Planeur > Dirigeable > Aéronef motopropulsé

Principe : plus un aéronef est difficile à manœuvrer (ou dépendant des conditions météo), plus il est prioritaire.

• Un aéronef en vol a toujours la priorité sur un aéronef au sol.
• Le dépassement s'effectue toujours par la droite.
• En cas de rapprochement de face : chaque appareil vire à droite.
• À l'atterrissage : l'aéronef le plus bas est prioritaire.
• Ne pas franchir le seuil de piste tant que l'aéronef précédent n'a pas franchi l'extrémité.

B. Le circuit d'aérodrome (tour de piste)

Premier vol réalisé par un jeune pilote. Sens à droite ou à gauche selon le terrain (indiqué sur la carte VAC). Altitude : 1 000 ft/sol. Taux 1 : 360° en 2 min en virage.

C. Communication en cas de panne radio

La tour communique avec des signaux lumineux :

D. Hauteurs de survol

Hauteurs minimales de vol VFR :

• Au-dessus des zones à forte densité (villes, rassemblements) : pas moins de 300 m (1 000 ft) au-dessus de l'obstacle le plus élevé dans un rayon de 600 m.
• Partout ailleurs : pas moins de 150 m (500 ft) au-dessus du sol ou de l'eau.

Sur la carte OACI, les symboles de densité de population précisent la hauteur minimale applicable :

I. La mesure du temps

A. Mouvement de la Terre

Le rythme des saisons et l'alternance jour/nuit découlent de la révolution de la Terre autour du Soleil et de sa rotation autour de l'axe Nord-Sud (incliné de 23° par rapport à la normale à l'écliptique).

La Terre tourne sur elle-même d'Ouest en Est, de 15° par heure. Par conséquent, 1° = 4 minutes.

B. Les différentes heures

II. Se repérer sur la Terre

A. Les parallèles et la latitude

L'équateur est le grand cercle perpendiculaire à la ligne des pôles. Les parallèles sont tracés au nord et au sud de l'équateur.

B. Les méridiens et la longitude

Les méridiens sont des demi-cercles reliant les deux pôles. Le méridien de référence passe par l'observatoire de Greenwich (Londres).

C. Les cartes

Les cartes représentent la Terre sphérique de façon plane. Pour la navigation VFR, les cartes doivent être conformes (les angles sont conservés).

D. Unités de distances

E. Principales cartes aéronautiques

F. Orthodromie et loxodromie

III. Déclinaison et dérive

A. La déclinaison magnétique

Une direction est toujours comptée dans le sens horaire à partir du nord (0-360°, toujours 3 chiffres).

Le Nord vrai (géographique) et le Nord magnétique ne coïncident pas. Le pôle nord magnétique se trouve au nord du Canada (~86° N, 172° W en 2017) et se déplace de 55 km/an vers la Sibérie.

B. Cap, route et dérive

• Cap : angle entre le Nord et l'axe de l'avion.
• Route : angle entre le Nord et la trajectoire au sol de l'avion.
• Dérive (X) : angle entre le cap et la route, dû au vent.

C. La déviation (erreur du compas)

L'avion est une masse métallique dotée de circuits électriques qui crée son propre champ magnétique. Le compas mesure donc un Nord compas légèrement différent du Nord magnétique.

Ordre de correction complet lors d'une navigation :

1. Route vraie (mesurée sur la carte)
2. → Route magnétique (± déclinaison Dm)
3. → Cap magnétique (± correction de dérive due au vent)
4. → Cap compas (± déviation propre à l'instrument)

IV. Méthodes de navigation

A. Le cheminement à vue

Suivre les lignes naturelles caractéristiques du relief : cours d'eau, voies ferrées, routes…

B. L'estime

Suivre un cap donné pendant un temps donné pour naviguer entre 2 points (cap + montre). Utiliser des repères intermédiaires de contrôle, avec estimation et correction du vent.

C. La radionavigation

Naviguer de balises en balises qui émettent des ondes électromagnétiques. Bandes de fréquences principales :

• VHF communications : 118 – 137 MHz
• VHF VOR : 112 – 118 MHz  |  VHF ILS : 108 – 112 MHz
• MF (NDB/ADF) : 190 – 1 750 kHz

Portée des ondes VHF = portée optique (limitée par la courbure terrestre). Portée du VOR :

I. Préparation de la navigation

Avant le décollage, le pilote utilise :

• Des cartes aéronautiques.
• La documentation du terrain de départ et d'arrivée (+ déroutements).
• Les NOTAM (Notice To AirMen) et les prévisions météorologiques. Les NOTAM indiquent les ZIT (zones interdites temporaires) et ZRT (zones réglementées temporaires).
• La documentation de l'avion (performances, consommation carburant).

A. La carte VAC (Visual Approach Chart)

Carte d'un aérodrome fournissant : aéronefs autorisés, code OACI, altitude, fréquence AFIS, distances de piste disponibles, procédures IFR/VFR, types de carburant disponibles…

Distances de piste disponibles :

• TODA (Take Off Distance Available) : distance à considérer pour le décollage.
• ASDA (Acceleration Stop Distance Available) : distance disponible pour un arrêt décollage (pleine puissance puis freinage d'urgence avant décollage effectif).
• LDA (Landing Distance Available) : distance disponible pour l'atterrissage.

Ces trois valeurs diffèrent selon l'orientation de la piste et les zones de résistance du béton.

Carburants indiqués sur la carte VAC :

• 100 LL (100 Low Lead) : carburant de l'aviation légère, avions à moteur à pistons.
• Jet A1 : kérosène pour les turbines (réacteurs, turbopropulseurs).

PAPI (Precision Approach Path Indicator) : 4 feux en bord de piste à l'approche, indiquant si l'avion est sur le plan de descente correct :

B. Mesure de distance et tracé de route

On mesure la distance sur la carte avec une règle graduée, puis on reporte sur le méridien gradué en minutes, à la latitude moyenne entre les 2 points.

Le tracé fait apparaître : la route à suivre (en degrés), le cap magnétique (corrigé de la déclinaison), l'altitude de vol prévue, une altitude de sécurité, le temps sans vent, des repères de contrôle.

C. Estimation des vitesses

• Vitesse propre (TAS) : vitesse horizontale de l'avion par rapport à la masse d'air.
• Vitesse sol (GS) : vitesse de l'avion par rapport au sol.

L'écart provient du vent. Le vent effectif (de face ou de dos) s'ajoute ou se retranche à la vitesse propre. Le vent traversier (latéral) génère une dérive.

D. Le log de navigation

Récapitule les informations essentielles durant le vol :

• Bloc départ / bloc arrivée : heures de mise en route et d'arrêt du moteur (bilan carburant).
• Fb (facteur de base) : nombre de minutes pour parcourir 1 NM. Fb = 60 / V (V en kt).
• Temps de vol et cap corrigés compte tenu du vent.
• Points de report et heures estimées d'arrivée (à remplir en vol).
• Informations de vol : altitudes, fréquences radio, VOR, ADF.

E. Calcul du carburant

Les consommations sont indiquées dans le manuel de vol. La quantité de carburant est calculée à partir du temps de vol (consommation en l/h pour une vitesse et une altitude données), en tenant compte du vent.

II. Avant le départ

A. Les NOTAM (Notice To AirMen)

Informations publiées sur des sites spécialisés à destination des équipages. Elles signalent des dangers particuliers ou modifications provisoires des procédures (ZIT, ZRT, exercices militaires…).

B. Les cartes et messages météo

Carte TEMSI (Temps Significatif), carte WINTEM (vents et températures en altitude — utile pour estimer la dérive avant le vol), messages TAF et METAR, tableau des heures de lever et coucher du soleil. Les conditions VMC doivent être respectées pour voler en VFR.

Le METAR est un message d'observation météo réelle d'un aérodrome. Le TAF (Terminal Aerodrome Forecast) est la prévision associée. Principaux codes :

C. Le plan de vol

Le dépôt d'un plan de vol est exigé dans les cas suivants :

• Vol IFR (vol contrôlé).
• Vol VFR de nuit en voyage.
• Vol VFR avec franchissement de frontière.
• Vol avec survol maritime (au sens réglementaire).
• Vol contenant un survol de zones inhospitalières.
• Vol passant par des régions ou zones désignées par le ministère.

D. Documents à emporter

• Licence en cours de validité, pièce d'identité, certificat médical à jour.
• Manuel de vol de l'aéronef.
• Original du certificat d'immatriculation (sauf vol local).
• Original du certificat de navigabilité.
• Certificat d'assurance de responsabilité civile.
• Carnet de route de l'aéronef (sauf vol local).
• Certificat acoustique.
• Données du plan de vol.
• Cartes actualisées et appropriées pour la route suivie.
• Dossier météo (visibilité, base des nuages, nébulosité, vent et précipitations).

◇ Le vocabulaire anglais de navigation est désormais regroupé dans un module dédié.