Pente d’approche : Guidage électronique ou visuel de la trajectoire d’approche

Une pente d’approche (glide slope) est une trajectoire verticale de vol précisément définie, suivie par les avions lors de l’approche finale d’une piste, généralement fixée à un angle de 3 degrés au-dessus de l’horizontale. La pente d’approche assure une descente contrôlée et stabilisée, permettant le dégagement des obstacles et un atterrissage sûr, que ce soit en conditions météorologiques de vol à vue (VMC) ou aux instruments (IMC). Le guidage de la pente d’approche est un élément fondamental des procédures d’approche aux instruments et figure dans les normes internationales de l’aviation telles que l’Annexe 10 et l’Annexe 14 de l’OACI.

Les informations de pente d’approche sont fournies par deux méthodes principales :

• Systèmes électroniques : Incluant l’Instrument Landing System (ILS), les approches basées sur satellite comme le Localizer Performance with Vertical Guidance (LPV), la navigation verticale barométrique (Baro-VNAV) et le système d’atterrissage basé au sol (GBAS/GLS).
• Aides visuelles : Telles que le Visual Approach Slope Indicator (VASI) et le Precision Approach Path Indicator (PAPI).

La pente d’approche est représentée sur les cartes d’approche, les instruments de cockpit et les aides visuelles en bout de piste, permettant aux pilotes de vérifier et corriger leur profil de descente tout au long de l’approche. Le respect strict de la pente d’approche garantit la conformité avec les minima publiés, le dégagement d’obstacles et une hauteur de franchissement de seuil sûre, couvrant toutes les catégories d’approche, de la précision de base (Catégorie I) aux opérations automatiques avancées (Catégorie III).

Pente ILS : Guidage électronique de précision

La pente ILS est l’aide électronique d’approche la plus répandue dans l’aviation commerciale et générale. Elle fournit un guidage vertical aux pilotes en émettant un faisceau radio à un angle fixe (généralement 3 degrés) depuis une antenne située près du seuil de piste.

• Principe de fonctionnement : L’émetteur de pente émet deux faisceaux qui se chevauchent, dans la plage de fréquences 328,6 à 335,4 MHz. Les récepteurs de l’avion interprètent les différences de signal et affichent une “aiguille de pente” sur les indicateurs de cockpit. Lorsque l’aiguille est centrée, l’avion est sur la bonne trajectoire de descente. Les écarts déplacent l’aiguille, incitant le pilote à corriger.
• Couverture : Une pente ILS standard fournit des signaux utilisables jusqu’à 10 milles nautiques de la piste, verticalement de 0,45 à 1,75 degrés au-dessus de l’horizontale, et latéralement jusqu’à 1,75 degré à gauche ou à droite de l’axe. Les installations avancées peuvent atteindre 18 NM.
• Précision : L’ILS prend en charge les approches Catégorie I, II et III, avec des hauteurs et des minima décroissants, permettant des atterrissages par très faible visibilité, y compris l’autoland.

Procédures opérationnelles :
Les pilotes sélectionnent la bonne fréquence ILS, vérifient l’identifiant Morse, et règlent la course publiée. La descente sur la pente commence seulement après que l’avion est établi sur le localizer et la pente, avec des vérifications croisées continues des altitudes publiées et des repères DME pour la sécurité.

Attention : Des lobes de pente parasites peuvent apparaître au-dessus du faisceau principal. Les pilotes doivent intercepter la pente depuis le bas et confirmer l’altitude aux points clés d’approche.

Guidage satellite de la pente : Approches LPV

Les approches Localizer Performance with Vertical Guidance (LPV) utilisent des systèmes de navigation par satellite et une augmentation (comme WAAS aux États-Unis, EGNOS en Europe) pour créer une trajectoire de descente stabilisée très proche de la précision ILS.

• Principe de fonctionnement : Le plan de descente est généré à partir de données GPS, renforcées par des stations de référence au sol pour une grande précision. L’angle est généralement de 3 degrés, avec une sensibilité angulaire accrue à l’approche de la piste.
• Classification : LPV est une APV (Approach with Vertical Guidance) – ce n’est pas une “approche de précision” selon l’OACI, mais opérationnellement très proche de la Catégorie I ILS en matière de minima (jusqu’à 200–250 pieds AGL).
• Indications en cockpit : Les pilotes chargent l’approche RNAV (GPS) avec minima LPV. Des indicateurs de déviation latérale et verticale (souvent une “aiguille de pente”) sur l’écran principal fournissent un retour en temps réel.
• Avantages : Aucun émetteur au sol n’est requis, augmentant l’accessibilité des aéroports. Le LPV est moins sensible au relief ou aux réflexions de signal.

Limitations :
Les minima LPV peuvent être plus élevés que ceux de l’ILS à certains endroits, et le service dépend de l’intégrité des systèmes satellites et d’augmentation. Les pilotes doivent vérifier les NOTAMs pour la disponibilité avant utilisation.

Baro-VNAV et GLS (GBAS) : Pentes électroniques alternatives

Navigation verticale barométrique (Baro-VNAV)

• Principe : Utilise l’altimètre de l’avion (corrigé pour la pression locale) pour calculer un profil de descente vertical.
• Utilisation : Courant dans les approches RNAV (GPS) avec minima LNAV/VNAV.
• Limitations : Moins précis que l’ILS ou le LPV ; sensible aux erreurs de pression et à la température. Les pilotes doivent surveiller les conditions, surtout par temps froid ou en altitude, pour garantir le dégagement des obstacles.

Système d’atterrissage basé au sol (GBAS/GLS)

• Principe : Des stations GBAS dans l’aéroport reçoivent les signaux GPS, calculent les corrections et les diffusent aux avions, offrant un guidage vertical et latéral très précis.
• Avantages : Approches multiples à partir d’une seule installation, moins de contraintes de site que l’ILS, et peut dépasser la précision ILS.
• Déploiement : De plus en plus répandu dans les grands aéroports en Europe, aux États-Unis et en Australie.

Guidage visuel de la pente : VASI et PAPI

Visual Approach Slope Indicator (VASI)

• Système : Rangées de deux ou trois barres lumineuses horizontales alignées à côté de la piste. Chaque barre projette une lumière rouge ou blanche selon un angle fixe.
• Interprétation :
  • Blanc sur blanc : Au-dessus de la pente
  • Rouge sur rouge : En-dessous de la pente
  • Rouge sur blanc : Sur la pente
• Couverture : Visible jusqu’à 5 NM de jour et 20 NM de nuit, dans un secteur de ±10° par rapport à l’axe.
• Rôle : Purement visuelle, pour le VFR ou en complément des approches aux instruments par beau temps.

Precision Approach Path Indicator (PAPI)

• Système : Quatre lampes alignées à côté de la piste.
• Indications :
  • Quatre blanches : Bien au-dessus
  • Trois blanches, une rouge : Légèrement au-dessus
  • Deux blanches, deux rouges : Sur la pente
  • Une blanche, trois rouges : Légèrement en-dessous
  • Quatre rouges : Bien en-dessous
• Couverture : Utilisable jusqu’à 5 NM de jour, 20 NM de nuit, dans un secteur de ±10° par rapport à l’axe.
• Précision : Résolution plus fine que le VASI ; particulièrement utile sur les terrains complexes ou les pentes non standard.

Autres systèmes visuels de trajectoire d’approche

• VASI tricolore : Unité lumineuse unique changeant de couleur (vert = sur la pente, ambre = haut, rouge = bas), adaptée aux petits aérodromes.
• PVASI (Pulsating Visual Approach Slope Indicator) : Lumières simples ou doubles, rouge/blanc fixes ou clignotantes selon la position sur la pente.
• Alignement d’éléments : Marqueurs au sol simples utilisés sur les terrains basiques pour indiquer visuellement le bon angle d’approche.

Toutes les aides visuelles sont conçues pour fournir aux pilotes des repères rapides et interprétables afin de maintenir une descente sûre et stabilisée, mais elles sont réservées aux conditions de vol à vue.

Tableau comparatif : Guidage électronique et visuel de pente d’approche

Normes réglementaires et opérationnelles

• OACI Annexe 10 : Définit les exigences techniques et opérationnelles pour les aides à la navigation électroniques (ILS, GLS).
• OACI Annexe 14 : Couvre les aides visuelles d’aérodrome, y compris VASI et PAPI.
• FAA AIM et FAR 91.129(e)(3) : Précisent les responsabilités du pilote concernant l’utilisation des indicateurs visuels de pente et le maintien de la trajectoire correcte.
• Cartes d’approche et NOTAMs : Publient toutes les altitudes requises, hauteurs de franchissement de seuil et minima pour chaque approche.

Des vérifications régulières en vol et au sol assurent le bon alignement et la performance de tous les systèmes de pente d’approche. Les pilotes doivent consulter les NOTAMs pour la disponibilité des systèmes et respecter toutes les procédures réglementaires lors de l’approche.

Procédures en cockpit pour les approches sur pente

Approches ILS et LPV

1. Avant l’approche : Revoir la carte d’approche, sélectionner la bonne fréquence (ILS) ou charger la procédure RNAV (LPV), régler la course publiée.
2. Interception : S’établir sur l’axe/localizer. Commencer la descente lorsque l’aiguille de pente est centrée.
3. Descente : Ajuster l’assiette et la puissance pour obtenir le taux de descente cible (environ 600–800 ft/min à 90 nœuds pour une pente de 3 degrés).
4. Vérification croisée : Comparer l’altitude indiquée aux valeurs publiées aux repères DME ou paliers intermédiaires.
5. Hauteur/altitude de décision : À la hauteur minimale, poursuivre seulement si la référence visuelle requise est acquise. Sinon, exécuter une remise de gaz.

Aides visuelles de trajectoire

• Repérer les feux : En finale, identifier le VASI ou PAPI. Adapter l’approche pour maintenir la bonne combinaison de couleurs.
• Maintenir la pente : Rester à ou au-dessus de la trajectoire visuelle jusqu’à une altitude plus basse requise pour l’atterrissage, conformément à la réglementation.
• Corrections : Effectuer des changements d’assiette progressifs et doux pour corriger les écarts mineurs.

Applications concrètes

• Approche ILS par faible visibilité : Les avions de ligne atterrissant dans le brouillard sur un grand aéroport utilisent l’ILS pour descendre en toute sécurité jusqu’à la piste, l’information précise de pente permettant d’atterrir même sans repère visuel.
• Approche LPV sur aéroport régional : Les jets d’affaires et turbopropulseurs utilisent les approches LPV par satellite pour des descentes stabilisées sur des aéroports sans ILS, augmentant l’accès et la sécurité par météo marginale.
• VASI/PAPI en conditions visuelles : Les pilotes d’aviation générale utilisent VASI ou PAPI pour des approches stabilisées, assurant le dégagement d’obstacles et réduisant le risque de poser court.

Les pilotes, contrôleurs aériens et exploitants aéroportuaires doivent comprendre et utiliser efficacement les systèmes de pente d’approche — électroniques comme visuels — pour garantir des atterrissages sûrs, efficaces et conformes en toutes conditions météorologiques.