Heathrow, un matin de décembre. Le brouillard est si dense que, depuis le cockpit d'un 777 en phase de roulage, l'équipage ne distingue pas le bout de ses ailes. Officiellement, la visibilité sur piste est de 125 mètres, soit environ la longueur de l'avion plus celle d'un bus. Et pourtant, toutes les deux minutes environ, 300 tonnes d'aluminium émergent de la brume et se déposent sur l'axe de la piste, exactement là où elles doivent être.
Aucun être humain ne peut atterrir un avion dans ces conditions. La vision humaine a besoin de repères visuels, et il n'y en a aucun jusqu'à quelques secondes avant le contact avec le sol. Ce qui rend cela possible, c'est l'un des systèmes les plus discrètement remarquables de l'aviation commerciale : l'atterrissage automatique.
Voici comment un avion de ligne atterrit tout seul — et pourquoi, la plupart du temps, les pilotes le font encore manuellement.
Informations clés : Atterrissage automatique CAT III
| Qu'est-ce que c'est | Un atterrissage entièrement automatique effectué par le pilote automatique dans des conditions de visibilité quasi nulle. |
| Lorsqu'il est utilisé | Conditions de catégorie II/III — hauteurs de décision inférieures à 200 pieds et portée visuelle de piste réduite à environ 75 m |
| Capteur clé | L'altimètre radio, mesurant la hauteur au-dessus de la piste à quelques pieds près |
| La fusée éclairante | Déclenché automatiquement à environ 15 mètres d'altitude radio |
| Redondance | Deux ou trois pilotes automatiques : conceptions “ à défaillance passive ” ou “ à défaillance opérationnelle ”. |
| À quelle fréquence | Seule une petite fraction des atterrissages — la grande majorité sont effectués manuellement |
L'échelle ILS : de la CAT I à “ hauteur sans décision ”
Chaque approche de précision repose sur le système d'atterrissage aux instruments (ILS) : un faisceau localisateur marque l'axe de piste et un faisceau de descente indique la trajectoire de descente à 3 degrés. Ce qui distingue une approche classique d'une approche sans visibilité, c'est la distance maximale autorisée le long des faisceaux ; c'est ce que définissent les catégories ILS.
Une approche CAT I standard requiert une hauteur de décision d'au moins 200 pieds et une visibilité d'environ 550 m : atteindre 200 pieds, apercevoir la piste ou remettre les gaz. La CAT II abaisse la hauteur de décision à 100 pieds avec une portée visuelle de piste d'environ 300 m. En CAT III, le pilotage est assuré par un pilote : hauteurs de décision inférieures à 100 pieds, voire nulles, et visibilité réduite à environ 175-200 m pour la CAT IIIA et à seulement 75 m pour la CAT IIIB. Les valeurs exactes varient légèrement entre les réglementations de la FAA et de l'EASA – la réglementation européenne la plus récente relative aux opérations par tous les temps a même fusionné l'ancienne distinction IIIA/IIIB en un seul cadre CAT III – mais la logique reste la même : plus la visibilité est réduite, plus l'aéronef, l'équipage et les équipements aéroportuaires doivent être performants et redondants.
Une catastrophe CAT IIIC théorique — altitude de décision nulle, visibilité nulle — n'existe que sur le papier et n'est jamais utilisée. Même si l'atterrissage était possible par brouillard absolu, il serait impossible de rejoindre la porte d'embarquement.
Défaillance passive, défaillance opérationnelle et l'art de ne pas faire confiance à un seul ordinateur
La question centrale posée par Autoland lors de la conception est brutale : que se passe-t-il si le système tombe en panne à 12 mètres ? La réponse se décline en deux cas. défaillance passive Le système — généralement deux pilotes automatiques se contrôlant mutuellement — garantit qu'une panne isolée ne déséquilibrera pas l'avion, mais l'atterrissage devra être interrompu ; c'est pourquoi les avions à pilotage automatique en cas de panne maintiennent une hauteur de décision d'environ 50 pieds. défaillance opérationnelle Le système — deux ou trois pilotes automatiques plus une duplication de tout — peut absorber une panne et continuer à atterrir automatiquement.
Les avions à fonctionnement défaillant remplacent l'altitude de décision par quelque chose de plus subtil : un hauteur d'alerte, La limite de sécurité se situe à environ 30 mètres sur un A320 et 60 mètres sur un Boeing. Au-delà, toute défaillance importante entraîne une remise de gaz. En deçà, l'avion est engagé dans la mission : on fait confiance aux systèmes restants pour la mener à bien, et les statistiques le confirment : la certification exige une probabilité de défaillance catastrophique infime.
Les cinquante derniers pieds
En approche finale, les pilotes automatiques suivent les faisceaux lumineux. Mais ces faisceaux ne peuvent pas guider l'avion à l'atterrissage : près du sol, ils génèrent des interférences, et aucun indicateur de pente de descente ne permet de savoir quand interrompre la descente. Cette fonction est dévolue au radioaltimètre, qui utilise la réflexion d'ondes radio sur le sol pour mesurer l'altitude au-dessus de la piste à quelques mètres près.
À environ 15 mètres d'altitude, le système automatique amorce l'arrondi : un léger cabrage qui compense la vitesse de descente par un atterrissage en douceur. Aux alentours de 9 mètres, la manette des gaz automatique réduit la puissance au ralenti. À l'atterrissage, le mode de roulage prend le relais, pilotant l'appareil à l'aide du palonnier et de la roulette de nez pour maintenir l'axe de piste invisible pendant que les pilotes décélèrent. Sur un jet en panne, l'appareil a parcouru chaque centimètre depuis 300 mètres jusqu'à la vitesse de marche.
Pendant toute la durée de l'opération, les pilotes restent assis, les mains posées sur les commandes et les manettes de poussée. Non pas par confort, mais par procédure. Un pilote surveille les instruments et signale toute anomalie ; l'autre est prêt à prendre les commandes ou à effectuer une remise de gaz au moindre problème. L'atterrissage automatique ne retire pas l'équipage du contrôle ; il le fait passer d'un rôle de pilote à celui de responsable de l'analyse de l'appareil.
Alors pourquoi ne pas tout automatiser à l'atterrissage ?
Compte tenu de toutes ces fonctionnalités, on pourrait s'attendre à ce que l'atterrissage automatique soit le mode par défaut. Or, c'est tout le contraire : seule une petite fraction des atterrissages sont automatiques. Patrick Smith, pilote de ligne américain chevronné et auteur, donne un chiffre précis.
Les raisons s'accumulent rapidement. La plupart du temps, les conditions météorologiques ne l'exigent tout simplement pas, et un atterrissage manuel permet au pilote de maintenir ses compétences de pilotage. Lorsque des atterrissages automatiques ont lieu par beau temps, c'est souvent pour la raison inverse : les équipages et les aéronefs doivent s'y entraîner périodiquement pour maintenir leurs compétences, car la certification expire sans pratique.
Il y a ensuite l'aéroport. Lors des procédures par faible visibilité, les zones critiques de l'ILS, à proximité des antennes, doivent être dégagées de tout avion ou véhicule en circulation, car un fuselage mal positionné dévie littéralement le faisceau. Les arrivées sont plus espacées, les départs attendent plus longtemps, et une piste qui gère 45 mouvements par heure par temps ensoleillé peut en gérer beaucoup moins par temps de brouillard. L'atterrissage automatique permet justement de pallier ce ralentissement.
Et c'est là toute la logique de l'atterrissage automatique : il n'a jamais été conçu pour remplacer les pilotes. C'est un outil spécialisé pour un problème spécifique et rare — la piste enveloppée de brouillard —, protégé par des systèmes redondants et des procédures rigoureuses. La machine pilote ; les humains restent aux commandes.
La prochaine fois que vous sortirez des nuages denses à 30 mètres d'altitude et que vous sentirez les roues se poser exactement sur l'axe de piste, vous saurez ce qui s'est passé : deux ou trois pilotes automatiques ont fonctionné de concert tout au long de la descente, un radioaltimètre a compté les derniers quinze mètres, et deux pilotes professionnels, sereins et attentifs, ont surveillé chaque paramètre, prêts à reprendre le contrôle en une fraction de seconde. Atterrir sans visibilité, en fin de compte, est l'atterrissage le plus surveillé qui soit.
Sources : FAA, EASA, SKYbrary, AskThePilot.com (Patrick Smith), documentation des équipages de vol Airbus/Boeing
Questions connexes
Qu'est-ce que l'atterrissage automatique ?
L'atterrissage automatique est un système qui permet au pilote automatique d'un avion de ligne de piloter et d'effectuer un atterrissage entièrement automatisé, jusqu'au contact du sol, même par visibilité trop réduite pour un atterrissage manuel. C'est l'une des remarquables capacités, souvent méconnues, de l'aviation commerciale, utilisée lorsque le brouillard ou les nuages bas privent les pilotes de toute visibilité jusqu'à quelques secondes avant le contact des roues avec le sol.
Qu'est-ce qu'un atterrissage de catégorie III ?
Un atterrissage de catégorie III (CAT III) est une approche aux instruments effectuée dans des conditions de visibilité minimale, lorsque la hauteur de décision est inférieure à 30 mètres (100 pieds) ou disparaît complètement. Il repose sur l'atterrissage automatique, car l'œil humain ne peut distinguer la piste à temps. La catégorie IIIA autorise une visibilité d'environ 175 à 200 mètres, et la catégorie IIIB, une visibilité minimale de 75 mètres.
Comment un avion de ligne peut-il atterrir par temps de brouillard ?
Un avion de ligne atterrit par temps de brouillard grâce à l'atterrissage automatique : le pilote automatique suit les faisceaux du système d'atterrissage aux instruments (ILS) de la piste pour un guidage vertical et horizontal précis, puis effectue l'arrondi et se pose automatiquement. Dans des aéroports comme Heathrow, les avions se positionnent sur l'axe de piste avec une visibilité réduite à seulement 125 mètres, soit environ la longueur de l'appareil, sans que l'équipage ne voie la piste.
Qu'est-ce que la portée visuelle de piste (RVR) ?
La portée visuelle de piste (PV) correspond à la distance que peut voir un pilote le long de la piste, mesurée par des capteurs installés le long de celle-ci. C'est le paramètre clé qui détermine la catégorie d'approche autorisée. En cas de brouillard dense, elle peut se réduire à environ 125 m, voire moins, condition nécessaire pour qu'un aéronef, un équipage et un aéroport pleinement opérationnels, équipés d'un système d'atterrissage automatique, puissent opérer.
Quelle est la différence entre les approches CAT I, II et III ?
Les catégories reflètent le degré de visibilité. La catégorie I autorise une hauteur de décision de 60 mètres (200 pieds), permettant de voir la piste ou d'effectuer une remise de gaz. La catégorie II abaisse cette hauteur à environ 30 mètres (100 pieds), offrant une visibilité d'environ 300 mètres. La catégorie III descend en dessous de 30 mètres (100 pieds), voire à une hauteur de décision nulle, avec une visibilité réduite à 75 mètres ; c'est à ce niveau que l'automatisation prend le relais.
Qu'est-ce qu'une hauteur de décision ?
La hauteur de décision est l'altitude à laquelle, lors d'une approche aux instruments, l'équipage doit soit disposer des repères visuels requis et poursuivre la procédure, soit interrompre l'approche et effectuer une remise de gaz. Des hauteurs de décision plus basses exigent des aéronefs, des équipages et des équipements aéroportuaires plus performants et redondants. Les approches de catégorie III ont des hauteurs de décision inférieures à 100 pieds, voire inexistantes.
Pourquoi les pilotes n'utilisent-ils pas toujours l'atterrissage automatique ?
Bien que l'atterrissage automatique fonctionne, les pilotes effectuent la plupart des atterrissages manuellement afin de maintenir leurs compétences et parce que les atterrissages manuels sont plus doux et plus simples par beau temps. L'atterrissage automatique est réservé aux conditions de visibilité réellement réduite, où l'automatisation, la redondance accrue et les équipements aéroportuaires sont indispensables pour atterrir en toute sécurité.
Quelle est la différence entre l'atterrissage automatique passif et l'atterrissage automatique opérationnel en cas de défaillance ?
Un système d'atterrissage automatique passif, en cas de défaillance, se déconnecte sans provoquer de déviation significative, rendant le contrôle aux pilotes. Un système opérationnel peut poursuivre l'atterrissage automatique même après une seule défaillance, grâce à des calculateurs et des capteurs redondants. C'est cette configuration plus performante qui permet les opérations de catégorie III (CAT III).
Qu'est-ce que la catégorie IIIC et pourquoi n'est-elle pas utilisée ?
La catégorie CAT IIIC autoriserait les atterrissages à altitude de décision nulle et en l'absence totale de visibilité, mais elle n'existe que sur le papier et n'est utilisée nulle part. Même si un avion pouvait atterrir par brouillard épais, l'équipage n'aurait jamais une visibilité suffisante pour rejoindre la porte d'embarquement en toute sécurité ; cette catégorie est donc sans application pratique. Les technologies de cockpit associées comprennent : l'affichage tête haute.
0 commentaire