Pente de descente (GS) – Glossaire complet de la navigation aérienne

Pente de descente (GS) : Définition et contexte

La pente de descente (GS) est un terme fondamental en navigation aérienne, désignant la partie de guidage vertical du système d’atterrissage aux instruments (ILS). La GS transmet un angle de descente précisément défini — typiquement 3° — que les aéronefs suivent lors de l’approche finale afin d’assurer une arrivée sûre et stabilisée sur la piste. Cette trajectoire verticale est cruciale en cas de mauvaise visibilité ou de conditions météorologiques difficiles, permettant aux pilotes de descendre avec confiance sans repères visuels.

La pente de descente fonctionne en complément du localizer ILS, qui offre le guidage latéral (gauche/droite). Ensemble, ils constituent l’ossature des approches aux instruments de précision, facilitant les atterrissages selon les règles de vol aux instruments (IFR). Le signal GS est émis depuis un émetteur UHF situé à environ 750 à 1 250 pieds du seuil de piste et décalé latéralement de 250 à 650 pieds de l’axe de piste, conformément aux normes internationales (OACI Annexe 10, FAA).

Les pilotes visualisent l’information GS sur des instruments de cockpit tels que l’indicateur de déviation de route (CDI), l’indicateur de situation horizontale (HSI) ou l’écran principal de vol (PFD). Ceux-ci affichent une aiguille ou un indicateur GS : lorsqu’il est centré, l’aéronef est sur la trajectoire de descente. Le signal en éventail de la GS n’est fiable que dans un secteur défini — généralement jusqu’à 10 milles nautiques de la piste et dans un arc de ±8° par rapport à l’axe de piste. Au-delà de ce secteur, le signal peut se dégrader ou devenir non fiable. Des « fausses » pentes de descente secondaires peuvent apparaître au-dessus du faisceau principal ; ainsi, les pilotes sont formés à intercepter la GS par le dessous à l’altitude d’interception publiée.

La GS est intégrée à toutes les catégories d’approches de précision ILS — CAT I, II et III — chacune présentant des minimums différents pour la hauteur de décision et la portée visuelle de piste, reflétant le niveau de précision et de fiabilité requis pour les atterrissages en faible visibilité. Les normes internationales (OACI Doc 8168, Annexe 10) régissent les caractéristiques du signal GS et son utilisation opérationnelle, faisant de la pente de descente une assurance sécurité essentielle pour l’aviation commerciale, cargo et militaire dans le monde entier.

Image : réseau d’antennes de pente de descente installé près d’un seuil de piste (crédit : Wikimedia Commons)

Système d’atterrissage aux instruments (ILS) : Intégration de la pente de descente

Le système d’atterrissage aux instruments (ILS) est un système d’approche de précision au sol adopté mondialement et utilisé dans la plupart des grands aéroports. Ses principaux composants sont le localizer (fournissant l’alignement latéral) et la pente de descente (offrant le guidage vertical de descente). D’autres éléments peuvent inclure des balises marqueurs, un équipement de mesure de distance (DME) et des feux d’approche.

• Le localizer fonctionne dans la bande VHF et définit l’axe de la piste.
• La pente de descente fonctionne dans la bande UHF, émettant des lobes de signal superposés à différentes fréquences de modulation (90 Hz et 150 Hz). Là où ces signaux sont égaux en intensité, la trajectoire de descente correcte (généralement 3°) est établie.

Les approches ILS sont catégorisées (CAT I, II, IIIA, IIIB, IIIC) selon les hauteurs minimales de décision et les portées visuelles de piste, les catégories supérieures permettant des opérations par plus faible visibilité. La GS est vitale pour des descentes sûres à travers les nuages ou le brouillard, et les balises marqueurs ou le DME aident à confirmer la position de l’aéronef le long de l’approche.

Les pilotes consultent les cartes d’approche, qui précisent la fréquence ILS, l’angle GS, l’altitude d’interception, la hauteur de franchissement du seuil et les consignes particulières. L’ILS, avec sa GS, est la référence absolue pour les approches de précision, réduisant grandement le risque d’impact contre le sol en vol contrôlé (CFIT).

Équipement au sol de la GS : Génération et implantation du signal

La station au sol de la pente de descente est une installation radio de précision conçue pour émettre le faisceau de guidage vertical des approches ILS. Le réseau d’antennes GS est placé en décalage latéral par rapport à l’axe de piste et situé entre 750 et 1 250 pieds du seuil. Cette implantation, définie par les normes OACI, assure l’intégrité du signal tout en minimisant les risques d’interférences.

• Le système GS fonctionne dans la gamme UHF (328,6 à 335,4 MHz), couplé au localizer associé.
• Le réseau d’antennes émet deux lobes superposés : le supérieur à 90 Hz, l’inférieur à 150 Hz. Leur recouvrement crée la trajectoire de descente, généralement à un angle de 3°.

La couverture GS est limitée : jusqu’à 10 NM du seuil, dans un arc de ±8° latéralement, et de 1 000 à 3 000 pieds au-dessus du sol. La puissance directionnelle et réduite de l’émetteur concentre le signal le long de l’axe d’approche, réduisant les erreurs dues aux réflexions.

Un entretien, une surveillance et une protection stricte de la zone critique sont essentiels. Toute déviation des normes de performance entraîne le retrait immédiat du service de la GS pour préserver la sécurité, en particulier lors des opérations en faible visibilité.

Équipements embarqués : récepteurs ILS, indicateurs et intégration pilote automatique

Dans le cockpit, les récepteurs ILS et indicateurs convertissent les signaux GS et localizer en guidage exploitable. Les avions modernes utilisent des récepteurs dédiés pour chaque signal, affichant la position par rapport à la trajectoire GS sur des instruments tels que :

• Indicateur de déviation de route (CDI)
• Indicateur de situation horizontale (HSI)
• Écran principal de vol (PFD)

Une aiguille de pente de descente centrée indique que l’avion est sur la bonne trajectoire. Un déplacement vers le haut ou le bas signale une déviation au-dessus ou au-dessous de la trajectoire, nécessitant une correction du pilote.

Les systèmes de pilote automatique des avions avancés peuvent s’accoupler à l’ILS, suivant automatiquement le localizer et la GS — essentiel pour les approches CAT II/III. Ces systèmes effectuent des ajustements en temps réel sur l’assiette, le roulis et la poussée, maintenant de strictes tolérances pour des atterrissages sûrs en faible visibilité.

L’équipement de mesure de distance (DME) ou la navigation basée sur GPS complète le guidage GS en l’absence de balise marqueur, aidant les pilotes à vérifier leur position et à confirmer la capture correcte de la GS. Les systèmes modernes de gestion de vol (FMS) intègrent les données ILS pour une meilleure conscience de la situation et une sécurité accrue.

Procédures opérationnelles : interception et suivi de la pente de descente

Des procédures opérationnelles strictes assurent une utilisation sûre de la GS :

1. Régler et identifier : Régler les radios de navigation sur la fréquence ILS et vérifier l’identifiant Morse.
2. Vérifier les cartes : Consulter les fiches d’approche pour l’angle GS, la hauteur de franchissement du seuil, l’altitude d’interception et les consignes particulières.
3. Intercepter par le dessous : Toujours capturer la GS par le dessous pour éviter les fausses pentes de descente.
4. Surveiller les instruments : Quand l’aiguille GS se centre, descendre selon la trajectoire, en ajustant l’assiette et la puissance au besoin.
5. Recouper les altitudes : Aux points de repère (par exemple, fixes DME), vérifier l’altitude pour confirmer la bonne capture de la GS.
6. Gérer les pannes : Si le signal GS est perdu ou non fiable, interrompre ou rétrograder l’approche en localizer seul.

L’approche se poursuit jusqu’à la hauteur de décision (DH) ou altitude de décision (DA) publiée, moment du choix entre atterrissage ou remise des gaz. Tout au long, les pilotes doivent surveiller les écarts GS et être prêts à corriger.

Angles de pente de descente : approches standard et spéciales

L’angle standard de pente de descente est de 3°, optimisant le dégagement d’obstacles et assurant des taux de descente gérables. Cependant, certaines pistes nécessitent des angles non standard (par exemple 3,2°, 3,5°) en raison du relief ou d’obstacles. Les pentes plus raides exigent des taux de descente plus élevés et un contrôle plus précis.

L’angle GS publié et la hauteur de franchissement du seuil sont indiqués sur les cartes d’approche. Des notes spéciales peuvent concerner des limites de masse ou de vitesse et des procédures de remise de gaz particulières. Sur certaines approches RNAV (GPS), un angle de descente visuelle (VDA) est publié, offrant un guidage consultatif mais non électronique.

Catégories d’approches ILS et utilisation de la pente de descente

L’utilisation de la GS est définie par la catégorie d’approche ILS, chacune ayant ses propres minimums :

Les catégories supérieures exigent des infrastructures avancées, des émetteurs redondants, des systèmes embarqués sophistiqués et une formation équipage spécifique. La GS est essentielle dans toutes les catégories, mais particulièrement critique en CAT II/III où les repères visuels peuvent être absents.

Cas d’utilisation : la pente de descente dans les opérations réelles

• Approche de précision en faible visibilité : La GS permet des descentes sûres et stabilisées dans le brouillard ou la pluie, garantissant le dégagement des obstacles et le bon franchissement du seuil.
• Dégagement d’obstacle avec GS raide : Les aéroports situés près de reliefs ou de structures utilisent parfois des GS plus raides (ex. : 3,5°), nécessitant une gestion précise de la descente.
• Approches RNAV (GPS) : En l’absence de GS au sol, les pilotes utilisent les angles de descente visuelle (VDA) publiés pour une descente stable, guidée par les systèmes VNAV embarqués.
• Formation et simulation : Les simulateurs de vol reproduisent les signaux GS pour la formation des pilotes, y compris la gestion des pannes ou écarts GS.

Sécurité, limitations et intégrité du signal

Fausses pentes de descente

Les fausses pentes de descente — lobes secondaires à des multiples de l’angle du faisceau principal (ex. : 9°, 15°) — peuvent entraîner des approches dangereuses si elles sont interceptées par le dessus. Les procédures imposent donc une interception GS uniquement par le dessous.

Interférences et zones critiques

Les signaux GS sont sensibles aux interférences causées par des véhicules au sol, des aéronefs ou des structures. Les aéroports protègent les zones critiques ILS en limitant les mouvements près des antennes GS en conditions de faible visibilité pour préserver l’intégrité du signal.

Couverture et domaine opérationnel

La GS est fiable dans un secteur défini : jusqu’à 10 NM, ±8° latéralement, et de 1 000 à 3 000 pieds au-dessus du sol. Au-delà de ces limites, les signaux peuvent être trompeurs. Les approches localizer back course n’utilisent pas la GS.

Pannes du système et rétrogradations

En cas de panne GS, l’approche est rétrogradée en localizer seul, avec des hauteurs de décision plus élevées et sans guidage vertical électronique. Les cartes d’approche précisent les procédures et minimums alternatifs.

Sensibilité des instruments et technique de pilotage

À l’approche du toucher des roues, l’aiguille GS devient plus sensible. Les pilotes doivent effectuer des corrections douces et précises pour éviter les approches instables, notamment en cas de turbulence.

Questions fréquentes et clarifications

“GS” correspond-il toujours à “pente de descente” ?
Non. En ILS, “GS” désigne la pente de descente électronique. Sur certaines cartes d’approche RNAV (GPS), “GS” peut indiquer un angle de descente visuel (VDA), qui est uniquement consultatif et non un signal électronique.

L’indicateur visuel de pente de descente (VGSI, ex. : PAPI ou VASI) et la GS ILS peuvent-ils différer ?
Oui. Le chemin visuel fourni par les systèmes lumineux (PAPI/VASI) peut ne pas correspondre exactement à l’angle GS électronique. En approche aux instruments, les pilotes doivent toujours suivre la procédure publiée et l’angle GS indiqué sur la carte.

Que se passe-t-il si l’on intercepte une fausse pente de descente ?
L’interception d’une fausse pente de descente (généralement par le dessus) peut entraîner des descentes dangereusement raides et une perte du dégagement d’obstacles. Les procédures standard imposent d’intercepter la GS par le dessous à l’altitude d’interception publiée.

Pourquoi l’intégrité de la GS est-elle critique en approche CAT II/III ?
En CAT II/III, les repères visuels peuvent être absents jusqu’à quelques secondes avant l’atterrissage. La GS fournit le seul guidage vertical fiable, rendant sa précision et la protection de son signal essentielles à la sécurité.

Comment les aéroports protègent-ils les signaux GS en faible visibilité ?
Les aéroports limitent les mouvements au sol et des aéronefs dans les zones critiques ILS, notamment près des antennes GS, afin de prévenir toute distorsion ou obstruction du signal lors des approches de précision.

La pente de descente (GS) est une pierre angulaire de la sécurité aéronautique moderne, permettant des approches de précision, des atterrissages sûrs et des opérations aéroportuaires efficaces à travers le monde. Pour plus d’informations ou pour discuter de solutions ILS et GS avancées, contactez-nous ou planifiez une démo .