Angle d'approche

Angle d’approche (Angle de descente verticale, Angle de plan de descente, Angle de descente)

L’angle d’approche—également appelé angle de descente verticale (VDA), angle de plan de descente ou angle de descente—est l’angle défini entre la trajectoire finale d’approche d’un aéronef et le plan horizontal de la piste. Cet angle est fondamental pour les procédures d’atterrissage aux instruments et à vue, garantissant que l’aéronef suit une trajectoire sûre, prévisible et standardisée jusqu’au seuil de piste. La norme en vigueur pour l’angle d’approche est de 3 degrés, comme défini par l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) et la Federal Aviation Administration (FAA) , conciliant sécurité, performance, confort et infrastructures aéroportuaires.

Où l’angle d’approche est-il utilisé ?

• Procédures d’approche aux instruments : Publié sur les cartes d’approche ILS, GLS, LPV et RNAV ; programmé dans les systèmes avioniques comme FMS et autopilotes.
• Approches à vue : Les aides visuelles telles que PAPI et VASI sont réglées pour afficher l’angle standard.
• Préparation du vol : Utilisé pour calculer les profils de descente et les altitudes de passage lors de l’approche.
• Conception aéroportuaire : Influence l’implantation des pistes, les zones de franchissabilité des obstacles et l’emplacement des systèmes lumineux.
• Briefings pilotes : Élément essentiel dans les listes de vérification d’approche et d’atterrissage.

Points clés :

• Définit le profil de descente de l’aéronef en finale.
• Assure la franchissabilité des obstacles et le respect des marges de sécurité.
• Critique pour les concepts d’approche stabilisée et la conformité réglementaire.

Angles d’approche standard : Normes OACI et FAA

La norme des 3 degrés

Un angle d’approche de 3 degrés est la norme internationale pour les approches de précision. L’OACI PANS-OPS (Doc 8168) , l’Annexe 14 de l’OACI et la FAA TERPS spécifient cet angle pour la plupart des procédures aux instruments et à vue.

Pourquoi 3 degrés ?

• Franchissabilité des obstacles : Maintient une marge de sécurité au-dessus du relief et des obstacles.
• Performance de l’aéronef : Correspond aux caractéristiques aérodynamiques de descente de la plupart des avions commerciaux et turbopropulseurs.
• Confort des passagers : Minimise les variations brutales d’altitude.
• Utilisation de la piste : Garantit le toucher des roues près du seuil, maximisant la distance d’arrêt disponible.
• Formation et réglementation : La standardisation simplifie la formation des pilotes et la conception des procédures.

Conversion mathématique

• Une approche à 3° donne un taux de descente d’environ 318 pieds par mille nautique (ft/NM).
• Le rapport horizontal/vertical est d’environ 19:1.

Sources :

• Manuel FAA des procédures aux instruments, chap. 4
• Annexe 14 de l’OACI, Volume I

Méthodes de calcul et règles pratiques

1. Règle du 60:1

Règle mnémotechnique pour la planification de la descente :

• Chaque 1 degré d’approche = 100 ft/NM de descente.
• Pour 3 degrés : 3 × 100 = 300 ft/NM (valeur réelle : 318 ft/NM).

Exemple :
À 10 NM, 3 000 ft au-dessus de la piste = 300 ft/NM ≈ 3°.

2. Formule du taux de descente (calcul du VSI)

[ \text{Taux de descente (ft/min)} = \text{Vitesse sol (kts)} \times 5 ]

Exemple :
140 nœuds de vitesse sol → 140 × 5 = 700 ft/min

3. Règle de trois

Pour planifier le top of descent :

• Multiplier l’altitude à perdre (en milliers de pieds) par 3 = NM nécessaires à 3°.

Exemple :
8 000 ft à perdre → 8 × 3 = 24 NM avant la piste.

4. VNAV et automatisation FMS

Les systèmes avioniques modernes calculent et affichent en temps réel l’angle d’approche requis et la trajectoire verticale, en prenant en compte le vent, la vitesse et les contraintes d’altitude.

Facteurs opérationnels influençant l’angle d’approche

Performances de l’aéronef

• Optimisation aérodynamique : Les appareils sont conçus pour des approches contrôlées à 3°.
• Gestion de la configuration : Sortie des volets et du train permet si besoin des approches plus raides.
• Poids et vitesse : Les masses à l’atterrissage modifient la vitesse et le taux de descente, mais pas l’angle.
• Gestion moteur : La faible puissance en descente doit être surveillée pour la santé des moteurs.

Environnement et procédures

• Météo : Vent, turbulence et cisaillement peuvent modifier les taux de descente requis.
• Altitude terrain : Les aéroports en altitude ou par forte chaleur nécessitent une planification précise de la descente.
• Pente de piste : Les pistes en pente ou contaminées peuvent exiger des ajustements.
• Obstacles : Relief ou constructions peuvent imposer des angles non standards.
• Type d’approche : Les approches de précision fournissent un guidage vertical ; les non-précision n’en fournissent pas.

Types d’approche et guidages associés

Préparation du vol et briefing d’approche

Pratique standard :

• Examiner l’angle d’approche et la hauteur de franchissement du seuil (TCH) sur la carte d’approche.
• Présenter le taux de descente, la vitesse, la configuration et toute restriction.

Exemple (Boeing 737, ILS 27) :

• “Angle d’approche 3°, TCH 50 ft, taux de descente cible 700 fpm à 140 kts.”

Contexte réglementaire et normes internationales

Réglementation FAA (États-Unis)

• FAA Order 8260.3 (TERPS) : 3° standard pour les approches aux instruments.
• Instrument Procedures Handbook : Explique les angles de descente et minima d’approche.
• AIM : Détaille les procédures d’approche stabilisée.

Normes OACI

• Annexe 14 : Prescrit la pente d’approche pour les pistes.
• PANS-OPS (Doc 8168) : Critères de conception des procédures d’approche.

Sécurité, confort des passagers et ingénierie aéroportuaire

Sécurité

• Franchissabilité des obstacles : Assure une séparation sûre du relief et des structures.
• Approches stabilisées : Réduit le risque d’atterrissages instables ou dangereux.
• Prévisibilité : Permet l’utilisation fiable de l’automatisation et une formation cohérente.

Confort des passagers

• Variations de pression : Limite les fluctuations rapides, réduisant l’inconfort.
• Douceur : Une descente prévisible améliore l’expérience globale des passagers.

Ingénierie aéroportuaire

• Longueur de piste : L’angle standard assure une utilisation efficace de la piste.
• Systèmes lumineux : ILS et PAPI/VASI calibrés pour l’angle standard.
• Surfaces de franchissabilité : Conçues en fonction de la pente d’approche standard.

Cas particuliers et scénarios spéciaux

Approches plus raides

• Aéroport de London City (EGLC) : Approche à 5,5° ; nécessite une approbation spécifique de l’appareil/de l’équipage.
• Aéroports montagneux : (ex : Innsbruck, Paro) peuvent imposer des approches plus raides ou courbes.
• Réduction du bruit : Certains aéroports utilisent des angles plus raides pour limiter l’impact sonore.
• Pistes courtes/STOL : Approches raides pour pistes <1 200 m.

Approches plus faibles

• Aéroports sans obstacle : Autorisent parfois <3° si les marges de sécurité sont préservées, mais c’est rare.
• Avertissement : Les approches plus faibles réduisent la marge d’obstacle et sont déconseillées pour les procédures aux instruments.

Tout écart à 3° nécessite une approbation réglementaire et une formation spécifique.

Exemples d’approches : cas d’usage

Exemple 1 : Approche ILS standard

• Procédure : ILS RWY 27, plan de descente 3,00°
• Avion : Boeing 737
• Vitesse sol : 140 nœuds
• VSI : 700 ft/min
• Briefing : “Interception du plan de descente, trajectoire 3 degrés, franchissement du seuil à 50 ft, taux cible 700 fpm.”

Exemple 2 : Approche RNAV (GPS) Baro-VNAV

• Procédure : RNAV (GPS) Y RWY 12, VDA 3,10°
• Avion : Airbus A320
• FMS : Saisir l’angle, vérifier la trajectoire VNAV.

Exemple 3 : Approche raide (London City)

• Procédure : ILS RWY 09, plan de descente 5,5°
• Avion : Embraer 190 (certifié)
• Remarques : VSI jusqu’à 1 400 ft/min, approbation spéciale appareil/équipage.

Tableau récapitulatif : scénarios courants d’angle d’approche

Liste de contrôle procédurale : calcul et exécution de l’angle d’approche

1. Consulter la carte d’approche : Vérifier l’angle publié et la hauteur de franchissement du seuil.
2. Déterminer la configuration : Examiner la masse avion, les réglages volets/train et la vitesse d’approche.
3. Calculer le VSI : Utiliser la formule : VSI = vitesse sol × 5 (pour 3°).
4. Surveiller les instruments : Suivre l’ILS, le VNAV FMS ou les indicateurs visuels.
5. Ajuster selon les conditions : Compenser le vent, la turbulence ou la pente de la piste.
6. Briefing équipage : Revoir l’angle d’approche et toute considération particulière.
7. Vérification croisée : Utiliser l’altimètre et le DME pour valider la position et la pente.

Liens réglementaires et de référence

• Manuel FAA des procédures aux instruments, Chapitre 4
• AIM – Procédures d’arrivée et d’approche
• OACI Annexe 14 – Conception et exploitation des aérodromes
• Procédures des services de navigation aérienne (PANS-OPS)
• Procédure d’approche aux instruments – Wikipédia