Masterclass opérations par faible visibilité, partie 3

Qu’est-ce que le système d’atterrissage aux instruments (ILS) ?

Le système d’atterrissage aux instruments (ILS) est une aide à la navigation sophistiquée qui maintient l’avion sur la bonne trajectoire d’approche pendant sa descente finale vers la piste, en particulier lorsque la météo limite fortement la visibilité. Brouillard dense, forte pluie ou neige : l’ILS fournit un guidage latéral (gauche-droite) et vertical (haut-bas) précis, qui permet aux pilotes d’atterrir en sécurité même dans des conditions où ils ne verront peut-être la piste qu’au dernier moment.

Le système repose sur deux composants principaux : le localizer pour le guidage latéral, et le glide slope pour le guidage vertical. Ils fonctionnent ensemble pour que l’avion reste sur la bonne trajectoire et descende selon le bon angle, même par faible visibilité.

Le localizer : la navigation latérale

Le localizer assure la navigation latérale en guidant l’avion le long de l’axe de piste. Cette partie du système émet deux signaux radio, l’un modulé à 90 Hz et l’autre à 150 Hz, depuis un réseau d’antennes au sol généralement situé à l’extrémité opposée de la piste. Ces deux signaux sont émis par des antennes rapprochées, qui produisent chacune un faisceau étroit. L’un des faisceaux est légèrement orienté à gauche de l’axe de piste, l’autre légèrement à droite.

À mesure que l’avion se rapproche de la piste, son récepteur localizer compare l’intensité de ces deux signaux. Lorsque les deux signaux sont reçus avec la même intensité, l’avion est aligné sur l’axe de piste. Si les signaux deviennent inégaux, cela indique que l’avion est décalé par rapport à l’axe, et le pilote peut effectuer les corrections nécessaires.

Un localizer standard offre une couverture jusqu’à 25 nautiques dans un secteur de 10° de part et d’autre de l’axe de piste. Cette portée diminue progressivement à mesure que l’avion s’écarte de l’axe. Les systèmes à portée étendue, utilisés principalement aux États-Unis et au Canada, peuvent offrir une couverture plus importante.

Le glide slope : la navigation verticale

Le glide slope est un composant essentiel du système d’atterrissage aux instruments (ILS) qui fournit le guidage vertical à l’avion pendant l’approche. Alors que le localizer maintient l’avion latéralement aligné sur la piste, le glide slope gère l’aspect vertical de l’approche et aide à maintenir un angle de descente sûr. Un bon plan de descente garantit que l’avion descend à un taux optimal, ni trop fort ni trop faible, ce qui évite à la fois les dangers d’une perte d’altitude excessive et ceux d’un atterrissage trop long.

Le glide slope émet deux signaux radio distincts le long de la trajectoire d’approche de l’avion. Ces signaux sont conçus pour créer une trajectoire verticale précise qui guide l’avion jusqu’à la piste. Dans une installation ILS classique, l’angle du glide slope est d’environ 3°, considéré comme idéal pour la plupart des avions commerciaux. Cet angle assure une descente régulière, efficace et sûre jusqu’à l’atterrissage. L’angle du glide slope peut toutefois être légèrement modifié en fonction des exigences propres à un aéroport ou du relief environnant.

Lorsque l’avion est sur le bon plan de descente, il descend régulièrement le long de la trajectoire prédéfinie. Les signaux de l’émetteur du glide slope sont conçus pour maintenir l’avion sur sa trajectoire, en évitant une descente trop raide comme une approche qui s’éterniserait. Les pilotes doivent rester vigilants pendant cette phase et suivre les signaux pour rejoindre la piste en sécurité, selon le bon angle.

Les faux glide slopes : les risques et comment éviter les erreurs

Si le glide slope est un système fiable et précis, les faux signaux de glide slope sont un vrai sujet de préoccupation et présentent des risques importants pour la sécurité lors des approches aux instruments. Ces faux signaux peuvent amener l’avion à descendre sur une mauvaise trajectoire. Par exemple, un faux glide slope à un angle plus fort, comme 9°, pourrait faire descendre l’avion trop vite et créer des situations dangereuses, y compris un risque d’impact sans perte de contrôle (CFIT).

Les faux signaux de glide slope sont généralement dus à des interférences, à des défaillances d’équipement ou à une propagation incorrecte du signal. Ils peuvent apparaître en cas de problème sur l’équipement au sol, comme un mauvais alignement ou une défaillance de l’antenne du glide slope, ou si l’avion se trouve hors de la couverture du vrai signal de glide slope mais en capte tout de même un signal déformé. Dans certains cas rares, un faux glide slope peut apparaître au-dessus de la bonne trajectoire d’approche, et l’avion risque alors de suivre par erreur ce signal erroné. Dans ce cas, les pilotes doivent redoubler de prudence, car le pilote automatique peut s’accrocher par inadvertance sur un faux glide slope, ce qui complique encore la situation.

Pour réduire le risque de suivre un faux glide slope, les pilotes devraient prendre plusieurs précautions :

• Des contre-vérifications régulières : les pilotes doivent recouper en permanence leur altitude, leur vitesse et la carte d’approche. La carte d’approche donne l’angle correct du glide slope, et des vérifications régulières permettent de confirmer que l’avion descend comme prévu.
• La surveillance du taux de descente : en surveillant attentivement le taux de descente de l’avion, les pilotes peuvent rapidement détecter une descente trop rapide ou trop lente. En cas d’écart, il faut réévaluer l’alignement sur le glide slope.
• La vigilance vis-à-vis du pilote automatique : les pilotes doivent garder un œil sur le comportement du pilote automatique, en particulier à l’approche de conditions de faible visibilité. Le pilote automatique peut s’accrocher sur le mauvais signal s’il n’est pas surveillé attentivement.

À retenir : les faux signaux de glide slope peuvent présenter un risque sérieux pendant l’approche et conduire à une descente dangereuse. Les pilotes doivent rester vigilants en recoupant en permanence avec leurs cartes d’approche, en vérifiant les taux de descente et en restant attentifs aux éventuels problèmes de pilote automatique. Grâce à cette vigilance et à des procédures solides, on peut limiter les risques liés aux faux glide slopes.

Précision et limites de l’ILS

1. Précision du signal et limites de portée

L’ILS fournit un guidage latéral (1 à 2 degrés) et vertical (0,5 à 1 degré) très précis, mais sa portée est limitée. Le localizer est utilisable jusqu’à 25 nautiques, et le glide slope en général jusqu’à 10 nautiques. Au-delà, le signal devient peu fiable, et les pilotes doivent garder conscience de leur position par rapport à la piste.

2. Interférences dues à des facteurs extérieurs

Des conditions météorologiques comme une forte pluie ou des orages peuvent affaiblir ou déformer les signaux ILS. Des interférences radio provenant d’équipements proches peuvent aussi dégrader le signal et conduire à un guidage erroné. Les pilotes doivent surveiller attentivement les indications ILS, en particulier par mauvais temps ou en cas d’interférences possibles.

3. Erreur de trajets multiples

Les interférences par trajets multiples se produisent lorsque les signaux ILS se réfléchissent sur des bâtiments ou sur le relief, ce qui donne des signaux déformés ou retardés. Les aéroports cherchent à l’éviter en plaçant correctement les antennes, mais les pilotes doivent rester prudents dans les zones comportant beaucoup d’infrastructures ou un relief marqué.

4. Défaillances d’équipement

Les installations ILS peuvent tomber en panne ou se dérégler, ce qui entraîne un mauvais alignement et des signaux inexacts. En cas de défaillance suspectée, les pilotes doivent recouper leurs instruments et être prêts à effectuer une approche interrompue ou à passer à d’autres procédures.

5. Relief et configuration de l’aéroport

Sur les aéroports situés en région montagneuse ou dont la disposition des pistes est inhabituelle, les signaux ILS peuvent être perturbés par le relief ou des obstacles. Les pilotes doivent connaître les informations de relief figurant sur les cartes d’approche et s’assurer d’un espacement suffisant entre les ILS de pistes parallèles sur les aéroports à fort trafic.

Zone critique et zone sensible de l’ILS

Pour préserver l’intégrité des signaux ILS, des limites strictes sont définies autour des antennes du localizer et du glide slope. Ces zones se divisent en zones critiques et zones sensibles.

Zone critique

La zone critique ILS est la zone la plus restrictive autour des antennes : avions et véhicules doivent en rester à l’écart pendant les opérations ILS. Si un objet, en particulier un véhicule, pénètre dans cette zone, il peut perturber les signaux et fausser le guidage de l’avion. Pour garantir le bon fonctionnement de l’ILS, ces zones critiques sont strictement protégées.

On considère qu’un avion a dégagé la zone critique ILS lorsqu’il franchit un point défini sur le taxiway où les feux passent d’une alternance jaune et vert à un vert fixe.

Zone sensible

Au-delà de la zone critique se trouve la zone sensible ILS, plus étendue, dans laquelle les mouvements des avions et des véhicules restent réglementés pour qu’ils ne perturbent pas les signaux ILS. Moins strictement contrôlée que la zone critique, elle permet tout de même d’éviter que de gros objets ne causent des perturbations. Par exemple, des avions au roulage pourraient déformer les signaux : l’ATC peut donc augmenter l’espacement entre les avions dans ces zones.

Le contrôle aérien et les opérations ILS

Le contrôle aérien (ATC) joue un rôle crucial dans la gestion des opérations ILS, en particulier par faible visibilité. L’ATC est chargé de s’assurer que les avions et les véhicules restent à l’écart des zones critiques et sensibles de l’ILS pour éviter toute perturbation des signaux. Lorsque la visibilité est réduite, l’ATC peut aussi augmenter l’espacement entre les avions pour que les signaux ILS restent stables.

En plus de gérer ces zones réglementées, l’ATC travaille en étroite collaboration avec les pilotes pour s’assurer du bon fonctionnement de l’ILS. Par exemple, si un véhicule ou un avion pénètre par inadvertance dans la zone sensible de l’ILS, l’ATC peut demander un espacement par rapport aux autres avions, même si la météo n’impose pas de procédures par faible visibilité.

Les pilotes ont eux aussi une responsabilité dans la stabilité des signaux ILS. Lorsqu’ils opèrent par faible visibilité, ils doivent demander un espacement supplémentaire par rapport aux autres avions s’ils estiment que cela contribuera à la précision des signaux ILS.

À retenir : l’ATC et les pilotes travaillent de concert pour préserver l’intégrité des opérations ILS et garantir des atterrissages sûrs, surtout lorsque la visibilité est dégradée.