Qu'est-ce que la pente d'approche du PAPI et le réglage en élévation ?
La pente d’approche du PAPI et le réglage en élévation sont l’angle d’approche que montre le PAPI et l’angle d’élévation de chaque unité.
Ce que sont la pente d’approche et les angles de réglage
La pente d’approche est l’angle de la trajectoire qu’un PAPI montre comme étant sur la pente. Le concepteur choisit une pente adaptée aux avions de l’approche. Lorsque la piste dispose d’un ILS, la pente visuelle doit concorder le plus possible avec la trajectoire d’alignement de descente de l’ILS. Le positionnement et l’angle des unités permettent d’y parvenir (CS-ADR-DSN.M.650(a), Annexe 14, 5.3.5.37). Voir angle de pente de descente .
Le réglage en élévation est l’angle auquel une unité lumineuse est placée au-dessus de l’horizontale. Chaque unité montre du blanc au-dessus de cet angle et du rouge en dessous. La transition du rouge au blanc est le plan que définit le réglage. À la fabrication, le centre du plan de transition est aligné sur l’axe horizontal de l’unité, qui sert de référence à l’angle de réglage. L’angle de réglage et l’angle d’élévation du faisceau sont donc les mêmes (Doc 9157, 8.3.14). Chaque unité peut être réglée de 1°30′ à au moins 4°30′ au-dessus de l’horizontale (CS-ADR-DSN.M.645(c)(4), Annexe 14, 5.3.5.34).
Les unités A à D ont des angles de réglage différents. L’unité A est la plus éloignée de la piste, et l’unité D la plus proche. Pour un PAPI, la pente d’approche est la moyenne des angles de réglage des unités B et C. Pour un APAPI, c’est la moyenne des unités A et B (figure M-5 de la CS-ADR-DSN). Une piste peut avoir une barre latérale de chaque côté. Les unités correspondantes ont alors le même angle, de sorte que les signaux des deux barres changent ensemble (CS-ADR-DSN.M.650(b)(4)).
L’expression « étalonnage du PAPI » couvre la vérification et la remise à zéro de ces angles. Le Doc 9157 indique qu’une vérification au sol fondée sur une méthode indépendante du clinomètre n’est pas une technique d’étalonnage. Si elle révèle un écart, l’exploitant recale l’unité avec le clinomètre (8.3.24).
Angles de réglage pour une pente de 3 degrés
La spécification de l’EASA et le Doc 9157 donnent les mêmes angles pour un PAPI et un APAPI à 3 degrés. La deuxième paire de colonnes correspond à l’option plus large, lorsqu’un meilleur accord avec une trajectoire d’alignement ILS est nécessaire. Le secteur d’alignement passe alors de 20 à 30 minutes d’arc (figure M-5 de la CS-ADR-DSN, tableau 8-1 du Doc 9157 et 8.3.54).
| Unité | Angle, secteur de 20 minutes | Écart par rapport à 3° | Angle, secteur de 30 minutes | Écart par rapport à 3° |
|---|---|---|---|---|
| Unité A du PAPI | 2°30′ | −30′ | 2°25′ | −35′ |
| Unité B du PAPI | 2°50′ | −10′ | 2°45′ | −15′ |
| Unité C du PAPI | 3°10′ | +10′ | 3°15′ | +15′ |
| Unité D du PAPI | 3°30′ | +30′ | 3°35′ | +35′ |
| Unité A de l’APAPI | 2°45′ | −15′ | non donné | non donné |
| Unité B de l’APAPI | 3°15′ | +15′ | non donné | non donné |
Le Doc 9157 exprime les angles du PAPI comme l’angle d’approche, plus ou moins 10 et 30 minutes (figure 8-6). Si le système se trouve du côté droit de la piste, l’unité réglée le plus haut est côté intérieur et l’unité réglée le plus bas côté extérieur (8.3.4).
La FAA règle son système L-880 à quatre caissons 30′ au-dessus, 10′ au-dessus, 10′ en dessous et 30′ en dessous de la trajectoire de descente, à partir de l’unité la plus proche de la piste. Pour un avion du groupe de hauteur 4 sur une piste dotée d’un ILS, les écarts sont de 35′, 15′, 15′ et 35′. Le système L-881 à deux caissons vise 15′ au-dessus et 15′ en dessous (AC 150/5340-30J, tableaux 7-2 et 7-3). Voir indicateur de trajectoire d’approche de précision pour la disposition complète des unités et le motif de couleur.
Réglages pour d’autres pentes
Le Doc 9157 indique que l’écart normal entre les angles de réglage d’un PAPI est de 20 minutes d’arc. Il donne des écarts plus grands pour les approches plus raides, afin que le pilote puisse capter la pente (8.3.5, 8.3.6, 8.3.68 et 8.3.69).
| Angle d’approche | Écart du PAPI | Écart de l’APAPI |
|---|---|---|
| 2° à 4° | 20′ | 30′ |
| 4° à 7° | 30′ | 30′ |
| Plus de 7° | 60′ | 60′ |
Le tableau donne des écarts de réglage jugés satisfaisants (tableau 8-2). C’est une indication, et non une norme.
Choisir la pente
La pente se choisit selon les avions qui utilisent l’approche. La pente visuelle standard de la FAA pour un PAPI est de 3°. Sur une piste non destinée aux avions à réaction, elle peut passer à 4° pour assurer le dégagement d’obstacles (AC 150/5340-30J, 7.5.4.3.4). Une pente plus forte est l’une des mesures que l’EASA énumère pour un objet qui pénètre la surface de protection contre les obstacles. Voir surface de protection contre les obstacles du PAPI .
Les angles de réglage fixent aussi la marge au-dessus des objets. La spécification de l’EASA couvre un pilote qui voit un feu blanc et trois feux rouges. Ce pilote doit dégager tous les objets de la zone d’approche avec une marge sûre. Pour un APAPI, le signal le plus bas sur la pente est formé d’un feu blanc et d’un feu rouge (CS-ADR-DSN.M.650(b)(1) et (2), Annexe 14, 5.3.5.38 et 5.3.5.39).
L’angle de réglage détermine aussi l’emplacement de l’unité. Le Doc 9157 utilise un angle M, inférieur de 2 minutes d’arc au réglage de l’unité B pour un PAPI, et à celui de l’unité A pour un APAPI. Il divise la hauteur minimale de l’œil au-dessus du seuil par la tangente de M pour trouver la distance au seuil (8.3.66 et 8.3.67). Voir hauteur de franchissement du seuil .
Tolérance applicable
L’EASA fixe une seule limite pour l’angle. L’exploitant de l’aérodrome corrige les erreurs d’alignement supérieures à une minute d’arc (AMC1 ADR.OPS.C.015(b) et (f)). Le même texte demande une vérification à intervalles définis, qui tient compte de la pluie, de la sécheresse et d’autres conditions qui déplacent le système. Il demande aussi une vérification après un incident d’aéronef.
Le Doc 9157 demande que les unités soient alignées aussi près que possible des angles requis. Les erreurs qui subsistent affectent la largeur du secteur sur la pente (8.3.21). Dans ses passages sur l’inspection, il donne la précision de chaque méthode et non une tolérance pour l’angle. La section suivante énumère ces précisions.
Trois autres valeurs ressemblent à des tolérances, sans en être :
- Profondeur de transition. Le passage du rouge au blanc apparaît dans un délai de 3 minutes d’arc pour un observateur situé à 300 m ou plus (Annexe 14, 5.3.5.30). Le Doc 9157 donne 3 minutes jusqu’à 8 degrés de part et d’autre de l’axe du faisceau, et 5 minutes à 15 degrés (8.3.10). Voir transition de couleur .
- Visée azimutale. Chaque unité vise selon une ligne parallèle à l’axe de piste, à ½ degré près (Doc 9157, 8.3.56, AC 150/5340-30J, 7.5.4.7.3).
- Implantation. L’espacement, la hauteur des centres des lentilles et la ligne avant de la barre ont leurs propres tolérances. Voir la figure 5-19 de l’Annexe 14 et le Doc 9157, 8.3.56.
Comment les angles de réglage sont mesurés
Le Doc 9157 décrit ces méthodes aux points 8.3.20 à 8.3.46. Les précisions sont celles que le manuel indique.
| Méthode | Ce qu’elle fait | Précision dans le Doc 9157 |
|---|---|---|
| Clinomètre | Vérifie l’angle de visée par rapport à la structure physique de l’unité, et non au faisceau projeté | Non indiquée, décrite comme très précise |
| Relevé au sol | Un théodolite et une mire lisent la hauteur de la transition depuis l’avant de l’unité | Environ 3 minutes d’arc |
| Analyse d’image | Une caméra sur trépied à 10 à 15 m de l’unité trouve le centre de la zone de transition | Mieux que 1 minute d’arc |
| Damier de contrôle | Un écran à 20 m devant l’unité, gradué par pas de 1 minute sur 5 minutes vers le haut et vers le bas | Lu par pas de 1 minute |
| Surveillance automatique | Un capteur à 10 m devant l’unité détecte le déplacement de la zone de transition | Détecte 0,5 minute, alarme à 3 à 6 minutes |
| Système d’aéronef sans pilote | Un drone balaie la zone de transition depuis au moins 300 m | Non indiquée |
| Inspection en vol | Une nouvelle installation est survolée, y compris ses angles de réglage | Aucun chiffre. Les angles ne sont vérifiés que pour un écart grossier |
Le clinomètre mesure par rapport au boîtier. L’axe optique peut ne pas correspondre à l’axe mécanique, par exemple après un choc pendant le transport ou sous les gaz d’échappement d’une souffleuse à neige. La méthode d’analyse d’image mesure à la place le faisceau projeté (8.3.32). Le Doc 9157 indique que certains États admettent l’analyse d’image en remplacement des vérifications en vol (8.3.35).
Mesurer l’angle avec un drone
Le Doc 9157 indique qu’un système d’aéronef sans pilote (UAS) peut servir de méthode de remplacement pour mesurer les réglages du PAPI. Une station de base RTK (positionnement cinématique en temps réel) est nécessaire pour une haute précision dimensionnelle. Les données peuvent être consultées sur place et enregistrées pour une analyse ultérieure (8.3.43).
Dans une opération type, l’aéronef sans pilote se trouve à au moins 300 m du PAPI, sous le vent de celui-ci. Un balayage vertical donne les hauteurs h1 et h2, qui sont les limites supérieure et inférieure de la zone de transition du rouge au blanc. L’angle de réglage est l’arctangente de (h1 plus h2) divisé par 2d. La lettre d désigne la distance horizontale de l’aéronef au PAPI (8.3.44, figure 8-24). Un balayage horizontal donne les limites latérales du système, à partir du point où les signaux des unités D et A disparaissent (8.3.45).
La méthode exige une caméra du spectre visible, validée en exploitation par rapport à la qualité totale de l’image perçue. Elle peut exiger une autorisation spéciale de l’autorité compétente de l’État (8.3.46). Voir RTK .
Les règles de l’EASA ne nomment pas les drones. Elles exigent la mesure angulaire des angles de réglage des unités, selon les instructions du fabricant (GM1 ADR.OPS.C.015(b) et (f)). L’acceptation passe donc par le programme de maintenance et par l’autorité. Le guide sur l’acceptation réglementaire de l’étalonnage du PAPI par drone examine les autorités une à une. Le guide sur le coût de l’étalonnage du PAPI traite du prix.
Inspection en vol et fréquence des vérifications
Le Doc 9157 demande une inspection en vol d’une nouvelle installation par l’autorité compétente. Elle vérifie la portée, le réglage de la luminosité, les angles de réglage et la compatibilité avec la trajectoire d’alignement de descente de précision. Les angles de réglage ne sont vérifiés que pour s’assurer de l’absence d’écart grossier (8.3.42). L’inspection en vol de l’EASA porte sur la pente d’approche du système visuel et sur sa compatibilité avec les aides non visuelles. Elle vérifie aussi l’équilibre de l’intensité lumineuse à tous les réglages (GM1 ADR.OPS.C.015(b) et (f)). Voir inspection en vol .
La FAA exige une inspection en vol de mise en service pour un nouveau VGSI associé à une procédure IFR. Elle n’impose pas d’inspection en vol périodique pour les VGSI. Elle demande une vérification de l’exploitation en sécurité, avec les autres inspections en vol de la piste (AC 150/5340-30J, 7.7.6.6.4).
Entre les inspections en vol, des vérifications au sol maintiennent les angles en place. Le Doc 9157 indique que l’autorité compétente devrait fixer un intervalle raisonnable pour ces vérifications. Il ajoute que les sites au terrain moins stable, ou exposés à des conditions météo extrêmes, ont besoin de vérifications plus fréquentes. Dans de nombreux cas, une vérification mensuelle de l’alignement est suffisante (8.3.20). La vérification mensuelle peut comprendre un réalignement (8.3.49). L’EASA indique que le gel, les fortes pluies ou la sécheresse peuvent provoquer un désalignement, et que l’exploitant adapte les vérifications au sol à la météo (GM1 ADR.OPS.C.015(b) et (f)).
Après une maintenance ou une conversion en LED
La référence de l’angle de réglage est l’axe horizontal de l’unité. Les mêmes méthodes permettent donc de vérifier une unité à LED (Doc 9157, 8.3.14). Un PAPI à LED peut ne pas avoir de filtre rouge, car les diodes produisent la couleur (Doc 9157, note sous 8.3.7). Le Doc 9157 indique que la cause de tout désalignement doit être trouvée et corrigée avant tout réglage des angles (8.3.22). Il indique aussi qu’une inspection en vol d’une nouvelle installation devrait être effectuée (8.3.42). Savoir si une conversion compte comme une nouvelle installation relève de l’autorité compétente.
Foire aux questions
- Quels sont les angles de réglage d'un PAPI à 3 degrés ?
- L'EASA et le Doc 9157 de l'OACI règlent l'unité A, la plus éloignée de la piste, à 2°30′. Les unités B, C et D sont réglées à 2°50′, 3°10′ et 3°30′. La pente d'approche est la moyenne des angles des unités B et C, soit 3°. Le secteur d'alignement entre les unités B et C est de 20 minutes d'arc. L'EASA admet aussi un secteur de 30 minutes, avec des angles de 2°25′, 2°45′, 3°15′ et 3°35′.
- Quelle est la tolérance des angles de réglage du PAPI selon l'OACI et l'EASA ?
- L'EASA ne fixe qu'une seule limite. Les règles de maintenance indiquent que les erreurs d'alignement supérieures à une minute d'arc devraient être corrigées. Le Doc 9157 de l'OACI ne donne aucune tolérance pour l'angle dans ses passages sur l'inspection. Il demande de régler les unités aussi près que possible des angles requis, car les erreurs réduisent la largeur du secteur sur la pente. Il donne à la place la précision de chaque méthode de mesure.
- Comment mesure-t-on les angles de réglage d'un PAPI ?
- Le Doc 9157 de l'OACI énumère ces méthodes. Un clinomètre posé sur l'unité vérifie l'angle de visée. Un relevé au sol avec un théodolite lit la transition depuis l'avant, avec une précision d'environ 3 minutes d'arc. L'analyse d'image mesure la zone de transition à mieux de 1 minute d'arc. Un damier de contrôle, un capteur automatique et une inspection en vol sont les autres méthodes. Le manuel cite aussi le système d'aéronef sans pilote.
- Le Doc 9157 de l'OACI, partie 4, autorise-t-il les drones à vérifier les angles du PAPI ?
- Oui, comme méthode de remplacement. Le paragraphe 8.3.43 indique qu'un système d'aéronef sans pilote peut servir à mesurer les réglages du PAPI. Il précise qu'une station de base RTK (positionnement cinématique en temps réel) est nécessaire pour une haute précision dimensionnelle. Le paragraphe 8.3.46 indique que la méthode exige une caméra du spectre visible avec une validation opérationnelle. Elle peut exiger une autorisation spéciale de l'autorité compétente de l'État.
- L'EASA accepte-t-elle l'étalonnage du PAPI par drone ?
- Les règles de maintenance de l'EASA ne nomment ni méthode ni instrument. Elles disent que l'exploitant vérifie les angles de réglage des unités par une mesure angulaire, selon les instructions du fabricant. Les erreurs supérieures à une minute d'arc devraient être corrigées. Les règles ne nomment pas les drones. Une méthode par drone passe donc par le programme de maintenance que l'autorité compétente approuve. Les indications de l'OACI décrivent la méthode, mais ne l'approuvent pas.
- Quelle est la précision d'une mesure de PAPI par drone par rapport à une inspection en vol d'aéronef ?
- Les paragraphes de l'OACI sur la méthode par aéronef sans pilote ne donnent aucun chiffre de précision. Ils décrivent comment l'angle de réglage est calculé à partir des hauteurs de la transition du rouge au blanc, à une distance connue. Le Doc 9157 demande une inspection en vol d'une nouvelle installation. Elle ne vérifie les angles de réglage que pour s'assurer de l'absence d'écart grossier. Les deux méthodes répondent à des questions différentes.
- À quelle fréquence les angles de réglage du PAPI doivent-ils être vérifiés ?
- Les règles ne donnent aucun intervalle en mois. L'EASA indique que l'exploitant vérifie l'alignement à intervalles définis, tient compte de la pluie, de la sécheresse et d'autres conditions, et vérifie aussi après un incident d'aéronef. Le Doc 9157 de l'OACI indique que, dans de nombreux cas, une vérification mensuelle de l'alignement des angles de réglage est suffisante. La FAA n'impose aucune inspection en vol périodique pour ces systèmes.
- Quelle est la pente d'approche d'un PAPI ?
- C'est l'angle de la trajectoire que le PAPI montre comme étant sur la pente. Pour un PAPI, c'est la moyenne des angles de réglage des unités B et C. Pour un APAPI, c'est la moyenne des angles des unités A et B. Le concepteur choisit un angle adapté aux avions de l'approche. Lorsque la piste dispose d'un ILS, la pente visuelle doit concorder le plus possible avec la trajectoire d'alignement de descente de l'ILS.
Références
- easa-cs-adr-dsn-m
- Easy Access Rules for Aerodromes, CS-ADR-DSN Issue 7, Chapter M, Visual aids for navigation (lights) EASA
- easa-adr-ops-c-015
- Easy Access Rules for Aerodromes, Part-ADR.OPS, AMC1 and GM1 ADR.OPS.C.015(b) and (f) Maintenance of visual aids and electrical systems EASA
- icao-annex-14-vol-i
- Annex 14 to the Convention on International Civil Aviation, Volume I, Aerodrome Design and Operations, 9th edition (July 2022) ICAO
- icao-doc-9157-part-4
- Doc 9157, Aerodrome Design Manual, Part 4, Visual Aids, Fifth Edition (2021) ICAO
- faa-ac-150-5340-30j
- AC 150/5340-30J, Design and Installation Details for Airport Visual Aids FAA
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