Formation FI(A) : Les règles d'altimétrie (Exposé AéroPyrénées)

Exposé : Les règles d’altimétrie

Objectif :

Utilité :

Les règles d’altimétrie

OBJECTIFS ET UTILITE

Comprendre et appliquer les différentes règles d’altimétrie qui s’appliquent.

Être capable d’utiliser les bons paramètres lors des navigations.

Être capable d’utiliser les bons paramètres pendant les vols en niveau et déjouer les dangers.

2/74 Les règles d’altimétrie François SUTTER (10/03/2016)

Chapitre I : La pression atmosphérique 05• L’atmosphère 06• Evangelista Toricelli et Blaise Pascal 08• Le gradient vertical de pression 11• Le gradient vertical de température 12Chapitre II : L’altimètre 13• Les différents types d’altimètres 14• A quoi sert l’altimètre ? 15• L’instrument 16• Ce qu’on peut lire dessus 17• Son emplacement 18• Vues éclatées 19• Mode de fonctionnement 22• Les erreurs dues à la conception 27• Les imperfections (température/pression) 29Chapitre III : Les différents calages altimétriques

33

• Préambule 34


SOMMAIRE• QFE 36• QNH 39• Calage standard / Niveau de vol 42• QNE et QFF 44• Synthèse des différents calages 45• Validité des informations selon le calage 46• Le calage en régime haute pression 49• Le danger du calage en basse pression 50Chapitre IV : Les règles de calage et survol

51

• Expression de la position verticale 52• Le franchissement d’obstacles 54• La Transition 55• Le calcul du niveau de transition 57• La couche de transition 61• La règle de la semi-circulaire 63• Synthèse de la semi-circulaire 68• Les règles de survol minimum 69Chapitre V : Quizz 71Synthèse & Questions 74


Pour comprendre les règles d’altimétrie il faut d’abord connaître

les caractéristiques de l’atmosphère standard

Chapitre I : La pression atmosphérique-> L’atmosphère-> L’expérience de Torricelli et Pascal-> La pression et la température


L’avion évolue dans l’atmosphère

L’atmosphère est composée de plusieurs strates

La troposphère : du sol jusqu’à 12 km (-56°)

La tropopause : de 12 km à 25 km La stratosphère : de 25 km à 50 km (-

54°) La stratopause : de 50 km à 85 km La mésosphère : à partir de 85 km La mésopause La thermosphère (-90°) Météostat : 36.000 km


[I] PRESSION – [II] ALTIMETRE – [III] CALAGES – [IV] REGLES – [V] QUIZZ

LA PRESSION : L’atmosphère (1/3)



LA PRESSION : L’atmosphère (1/3) Composition gazeuse de

l’atmosphère terrestre : 78 % d’Azote 21 % d’Oxygène 1 % d’Argon Des gaz rares (Krypton,

Xénon, Néon, Radon, Hélium)

De la vapeur d’eau Du Dioxyde de carbone

L'air est plus dense à la surface de la Terre. Lorsque l'altitude augmente, la pression atmosphérique diminue, cette différence de pression à différents niveaux amène l'altimètre à changer d'altitude. Dans une atmosphère standard on obtient 1 hPa par tranche de 28 ft.




LA PRESSION : L’expérience de Torricelli (2/3) Evangelista Torricelli (né en 1608) est un

physicien et un mathématicien italien du XVIIe siècle, connu notamment pour avoir inventé (en 1643) le baromètre, instrument qui permet de peser l'air de l'atmosphère que nous supportons.

Galilée avait été appelé au secours pour expliquer pourquoi les fontainiers de Florence ne pouvaient pas aspirer l'eau à plus de 10 mètres de haut. Il meurt avant de donner une explication. Torricelli à l'idée de remplacer l'eau par un liquide plus dense que l'eau. Il calcule que 10 m pour l'eau devrait correspondre à 0,750 m de mercure (dont la densité est de 13,6 et 10/13,6 = 0,735). Un tube de 1 mètre devrait donc suffire.




LA PRESSION : L’expérience de Torricelli (2/3) Une cuve contenant du mercure. Un tube

de verre de un mètre de long, fermé à une extrémité et rempli de mercure.

L'autre extrémité est fermée momentanément (bout de carton) et elle est plongée dans la cuve. Le couvercle en carton est retiré.

Alors le mercure s'affaisse dans le tube en une colonne de 735 mm de haut.

L'équilibre est réalisé entre la pression atmosphérique sur la surface du mercure dans la cuve et le poids de la colonne de mercure dans le tube.

L’air pèse 1,293 kg/m3 lorsque la température est de 0° 1,225 kg/m3 lorsque la température est de 15°

76 x 13,59 (densité mercure) = 1032,841032,84 x gravité = 1013,25




LA PRESSION : Blaise Pascal (2/3) Blaise Pascal (né en 1623) est un

mathématicien, physicien et philosophe français du XVIIe siècle, connu notamment pour avoir inventé la machine à calculer et clarifié les concepts (en 1647) de pression de l’air.

Par déduction, Torricelli se doute que la pression atmosphérique diminue avec l'altitude. Il faudra attendre 1648 pour que Pascal trouve le moyen de vérifier cette hypothèse et énonce le principe de variation de la pression : la pression atmosphérique à un niveau donné est égale au poids de la colonne d'air située au-dessus de ce niveau.




LA PRESSION : Le gradient vertical de pression (3/3) Concernant la pression : il y a une

décroissance logarithmique Du sol à 2500 ft = on

perd 01 hPa par tranche de 28 ft

Du 2500 ft à 3300 ft = on perd 01 hPa par tranche de 30 ft




+ on monte + la pression diminue



LA PRESSION : Le gradient vertical de température (3/3) Concernant la température : il y a une décroissance

linéaire jusqu’à la tropopause On perd 02° par tranche de 1000 ft

Au niveau de la mer, à une pression standard de 1013,25 hPa, il fait 15°

A 5000 ft, on a perdu 10° (02° x 5), donc la température est de +05° (15-10)

A 10000 ft, on a perdu 20° (02° x 10), donc la température est de -05° (15-20)



L’altimètre ou altimètre pression est un baromètre altimétrique

gradué en altitudeChapitre II : L’altimètre-> Les types d’altimètre-> L’instrument -> Ce qu’on peut lire dessus-> Son emplacement dans l’avion-> Vues éclatées-> Mode de fonctionnement-> Les erreurs dues à la conception-> Les imperfections (température/pression)



L’ALTIMETRE : Il existe plusieurs types d’altimètres (1/8)

Tambour Aiguilles Numérique




L’ALTIMETRE : A quoi sert l’altimètre ? (1/8)


Les informations données par l’altimètre sont nécessaires à tout moment du vol :

Lors du décollage ou de l'atterrissage, il est nécessaire de connaître sa hauteur par rapport à l'aérodrome.

Lors d'un vol en région montagneuse, il est nécessaire de connaître sa hauteur par rapport aux obstacles, obtenue par comparaison et interprétation de l'indication donnée par l'altimètre et l'altitude des obstacles.

Lors des vols sur des routes aériennes ou en espace contrôlé, il est nécessaire de voler à certains niveaux de vol imposés par la règlementation.


Le calage peut être affiché en hPa (Hectopascal) : suite de 3 ou 4 chiffres. Par exemple : 999 hPa ou 1020 hPa. L’hectopascal vient de la France (inventé par Blaise Pascal).


L’ALTIMETRE : L’instrument sur lequel on va travailler (2/8) Sur un altimètre, on peut lire, au moins 2

valeurs :

Le calage peut aussi être affiché en IN.Hg (Pouce de mercure) : suite de 2 chiffres avec une virgule et 2 chiffres après la virgule. Par exemple : 29,92 inHg ou 31,20 inHg. Le pouce de mercure vient des Etats-Unis.

L’altitude (Par exemple 290 ft dans l’image). Le calage (Par exemple 1018 hPa dans l’image).




L’ALTIMETRE : Ce qu’on peut lire dessus (3/8) Exemple d’altimètre affichant les 2 unités de calage

Dans la fenêtre de Kollsman de gauche, on voit le calage avec les unités française

Pouce de Mercure IN.Hg

Hectopascal hPa

Dans la fenêtre de Kollsman de droite, on voit le calage avec les unités américaines

La grande aiguille indique les centaines et la petite indique les milliers de pieds.

La molette permet de régler le calage.




L’ALTIMETRE : L’emplacement sur le tableau de bord ? (4/8) L’altimètre, est situé à droite de l’horizon artificiel :




L’ALTIMETRE : Vue éclatée réelle (5/8)




L’ALTIMETRE : Vue éclatée complète d’un Kollsman (5/8)




L’ALTIMETRE : Vue éclatée simplifiée (5/8)




L’ALTIMETRE : Mode de fonctionnement (6/8) Une prise de pression statique

située sur le fuselage de l'avion (dans le cas du Pa28, elle est située sur le Pitot) est reliée à un boîtier étanche par un système de canalisations.

Par un mécanisme d'amplification et de transmission, les déformations de la ou des capsules font pivoter un râteau autour d'un axe. Par un système d'engrenage le râteau commande une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué en altitudes.

Dans ce boîtier soumis à la pression statique (Ps), une ou plusieurs capsules anéroïdes dans lesquelles règne une pression quasiment nulle, servent d'éléments sensibles à la pression statique .




L’ALTIMETRE : Mode de fonctionnement (6/8) La capsule est constituée de deux flasques circulaires d'un diamètre de 40

à 60 mm et d'une épaisseur de 1 à 2 dixièmes de mm , où règne un vide poussé (capsule de VIDI). Généralement plusieurs capsules dont les déformations s'ajoutent sont utilisées.

Pour éviter l'écrasement de la capsule sous l'action de la pression statique un ressort antagoniste est utilisé.




L’ALTIMETRE : Mode de fonctionnement (6/8) Lucien Vidie est un physicien

français (Nantes, 1805 - Nantes, avril 1866), inventeur de la capsule de Vidie en 1844.


Il est de ce fait l'inventeur du baromètre anéroïde, qui fait appel à la capsule de Vidie pour mesurer les variations de la pression atmosphérique.



L’ALTIMETRE : Mode de fonctionnement (6/8) Les variations de températures entraînent une dilatation de la capsule et

un changement du coefficient d'élasticité. Pour remédier à ces problèmes les capsules sont conçues en laissant une pression résiduelle à l'intérieur ce qui rend la capsule insensible à la température pour certaines pressions.

Pour les corrections complémentaires de températures on utilise des bilames, soit au niveau des capsules, soit au niveau du mécanisme.




L’ALTIMETRE : Mode de fonctionnement (6/8)

Quand on monte = La pression diminue


Quand on descend = La pression augmente


https://www.youtube.com/watch?v=OiVCX04YJMY


L’ALTIMETRE : Les erreurs dues à la conception de l’altimètre (7/8) Erreur de température : Malgré les bilames pour corriger l'influence de la température sur les capsules, cette correction n'est jamais parfaite. Cette erreur va varier avec la température ambiante donc avec l'altitude. Erreur d’hystérésis : L'altimètre a toujours un léger retard par rapport à l'avion. Ce retard est dû aux déformations des capsules qui ne peuvent suivre les différences de pression différentielles lors des changements de configurations de vol. L'erreur augmentera avec la Vz. Erreur de mobilité : Elle est due aux frottements dans le mécanisme de retransmission des déformations des capsules. Elle croît avec l'altitude.




L’ALTIMETRE : Les erreurs dues à la conception de l’altimètre (7/8) Erreur dues aux accélérations : Lors des accélérations l'altimètre subit des facteurs de charges qui engendrent des erreurs. Erreur de statique: En fonction du choix de la position de la prise.

Erreur sur le réglage de la pression de référence QFE, due à plusieurs causes : Précision de la lecture lors du calage altimétrique ; Différences d'altitude d'un point à un autre sur l'aérodrome ; Hauteur de l'instrument par rapport au sol ; Réglage et détalonnage de l'instrument.

Erreur de vieillissement : Très faible peut être considérée comme négligeable. Erreur de lecture : Une légère erreur est toujours commise lors de la lecture de l'altimètre.

Correction =[4 ft x (Zi – Zv)/1000 ] x Delta Isa



QNH = 1013 hPa

Altitude réelle


[I] PRESSION – [II] ALTIMETRE – [III] CALAGES – [IV] REGLES – [V] QUIZZL’ALTIMETRE : L’imperfection due à la température (8/8)

QNH = 1013 hPa

Altitude réelle

PRESSION AU SOL

QNH = 1013 hPa

CHAUD STANDARD FROID

5000 ft

4500 ft

4000 ft

+ FROID = + BAS+ CHAUD = + HAUT




Formule de correction de température : 4 ft par tranche de 1000 ft 4 ft par tranche de 01° d’écart avec la température standard

Exemple concret : Altitude lue = 4500 ft Température lue = - 10° Température standard à 4500 ft = + 06° (- 02° par 1000 ft = 15° -

09°) Correction = 4 x 4,5 x 16 = 288 ft Altitude réelle = 4500 – 288 = 4212 ft

PLUS FROID =PLUS BAS




Formule de correction de température : 4 ft par tranche de 1000 ft 4 ft par tranche de 01° d’écart avec la température standard

Exemple concret : Altitude lue = 4500 ft Température lue = + 16° Température standard à 4500 ft = + 06° (- 02° par 1000 ft = 15° -

09°) Correction = 4 x 4,5 x 10 = 180 ft Altitude réelle = 4500 + 180 = 4680 ft

PLUS CHAUD =PLUS HAUT


1013 hPa

QNH = 995 hPa

995 hPa

QNH = 995 hPaQNH = 1013 hPa

1013 hPa


[I] PRESSION – [II] ALTIMETRE – [III] CALAGES – [IV] REGLES – [V] QUIZZL’ALTIMETRE : L’imperfection due à la pression (8/8)

5000 ft

4500 ft

4000 ft

QNH = 1031 hPa

PRESSION AU SOL

AIR CHAUD

Altitude réelle

1013 hPa

PRESSION + FAIBLE = AVION PLUS BAS


En aviation, il y a plusieurs façons d’exprimer la position verticale d’un avion.

Il y a donc plusieurs calagesChapitre III : Les différents calages-> Préambule-> QFE-> QNH-> Calage standard (FL)-> QNE et QFF-> Synthèse des 3 calages-> Les erreurs de calage-> Le calage en régime haute -> Le calage en régime basse pression



LES CALAGES : Préambule (1/9)


En aéronautique, il y a plusieurs façons d’exprimer la position verticale d’un avion :

Hauteur Altitude Niveau

La hauteur est la position verticale de l’avion au-dessus du sol ou de la surface (eau ou terre). L’unité est le pieds ASFC (Above SurFaCe) ou AGL (Above Ground Level) ou AAL (Above Airfield Level).

L’altitude est la position verticale d’un avion au-dessus du niveau moyen de la mer. L’unité est le pieds AMSL (Above Mean Sea Level).

Le niveau de vol est la position verticale d’un avion au-dessus de la surface isobare 1013.25 hPa (ou 29.92 inHg). La pression 1013.25 est appelée « calage altimétrique standard ».

Il y a donc 3 calages possibles.



LES CALAGES : Préambule (1/9)


Il y plusieurs altitudes : L’altitude absolue : distance

verticale prise au-dessus du sol que l'avion survole.

L’altitude indiquée : lue à l'altimètre.

L’altitude pression : altitude lue sur l'altimètre lorsqu'il est réglé en atmosphère standard : 1 013,2 mb ou 29.92 pouces.

L’altitude densité : altitude qui correspond en atmosphère standard à la densité de l'air au niveau de vol considéré.

L’altitude vraie : altitude verticale prise au-dessus du niveau de la mer corrigée de l'effet de température à l'aide du plateau ou du calculateur.



LES CALAGES : LE QFE exprime la hauteur (2/9)


La hauteur est la distance par rapport au sol (surface naturelle du terrain sous l’avion : sol, point culminant, point d’eau). Elle est continuellement variable.

La référence du calage correspond à la pression atmosphérique de l’aérodrome. Calé au QFE, l’altimètre indique une hauteur par rapport aux points de référence de

l’aérodrome.

Ce calage ne peut être utilisé que localement (tour de piste, vol local).

Préciser QUEBEC FOX ECHO lors des messages.

Haut

eur

Haut

eur

Haut

eur

AGL/ASFC AGL/ASFC AAL



LES CALAGES : LE QFE exprime la hauteur (2/9)


Principe Si un altimètre est calé au QFE (publié par l’ATIS), où que l’on soit, quelque soit le terrain,

lorsque l’avion est posé et qu’on roule l’altimètre indiquera toujours « 0 » ft. Dans ce cas là on ne parle que de « hauteur » car on ne fait pas référence à une « altitude

pression ».

Comment connaître le QFE ? Ecouter la valeur publiée par l’atis ; OU Posé sur un terrain, régler l’altimètre pour qu’il indique « 0 » ft et lire ensuite dans la

fenêtre de Kollsman la valeur indiquée.

Comment appliquer le QFE ? Je suis en vol, j’écoute la valeur QFE publiée par l’atis, je modifie la valeur dans la fenêtre de

Kollsman en mettant le QFE et quand je vais me poser sur le terrain mon altimètre indiquera « 0 » ft ;

OU Je suis au sol, je règle mon altimètre pour qu’il indique « 0 » ft.

NOUS NE DEVONS PAS VOLER

AVEC CE CALAGE36/74

Les règles d’altimétrie François SUTTER (10/03/2016)


LES CALAGES : Exemples, avantages et inconvénients du QFE (2/9)


Exemples de calages au QFE Malgré le fait que LFPN (Toussus) soit situé à une altitude

pression de 538 ft l’altimètre indiquera toujours « 0 » ft quand on est posé.

Malgré le fait que LFXU (Les Mureaux) soit situé à une altitude pression de 91 ft l’altimètre indiquera toujours « 0 » ft quand on est posé.

Avantages du calage au QFE Connaissance de la hauteur de l'avion dans le volume limité autour de l'aérodrome. Permet

d'avoir l'indication à zéro à l'atterrissage.

Inconvénients du calage au QFE Ce calage n’est pas utilisable pour certains altimètres sur des aérodromes à altitude

élevée, dû à la limitation des possibilités d'affichage des pressions.



LES CALAGES : LE QNH exprime l’altitude (3/9)


L’altitude est la distance par rapport au niveau moyen des mers. Toutes les références des points culminants sur les cartes sont exprimées par rapport à ce niveau.

La référence du calage correspond à la pression atmosphérique au niveau moyen des mers.

Calé au QNH, l’altimètre indique une altitude par rapport au niveau moyen des mers.

Ce calage est valable localement pour une météo identique (environ 100/150 km).

AMSL AMSL AMSL

Altit

ude

QNH Local

Altit

ude

QNH Local

Altit

ude

QNH Local



LES CALAGES : LE QNH exprime l’altitude (3/9)


Principe Si un altimètre est calé au QNH (publié par l’ATIS), lorsque l’avion est posé et qu’on roule l’altimètre indiquera

toujours l’altitude pression du terrain (par exemple « 538 » ft pour Toussus, « 91 » ft pour LFXU, …). Donc la valeur qu’on lira sur l’altimètre sera systématiquement différente en fonction du terrain sur lequel on est posé (s’ils ne sont pas situés à la même altitude pression).

Dans ce cas là on parle d’« altitude pression » car le calage dépend de la pression atmosphérique locale.

Comment connaître le QNH ? Ecouter la valeur publiée par l’atis ; OU Posé sur un terrain, régler la pression dans la fenêtre de Kollsman en mettant le QNH local publié par

l’atis.

Comment appliquer le QNH ? Je suis en vol, j’écoute la valeur QNH publiée par l’atis, je modifie la valeur dans la fenêtre de Kollsman en

mettant le QNH local et quand je vais me poser sur le terrain mon altimètre indiquera l’altitude pression du terrain. OU Je suis au sol, je règle mon altimètre de façon à ce qu’il indique l’altitude pression de mon terrain en fonction des conditions météo du jour.

NOUS DEVONS VOLER

AVEC CE CALAGE

OU Posé sur un terrain, régler l’altimètre sur l’altitude du terrain. Par exemple si on met son altimètre sur 538 ft à Toussus, la valeur affichée dans la fenêtre de Kollsman correspondra au QNH local.



LES CALAGES : Exemples, avantages et inconvénients du QNH (3/9)


Exemples de calages au QNH Aujourd’hui, à Toussus, le QNH est 998. Vu que la pression change en fonction de la météo lorsqu’on aura calé l’altimètre sur l’altitude

pression « 538 » ft à Toussus on ne lira pas dans la fenêtre de Kollsman la même valeur en été (Hautes pressions. Par exemple 1030 hpa) qu’en hiver (Basses pressions. Par exemple 998 hPa).

Avantages du calage au QNH Ce calage donne dans un volume limité une valeur approchée de son altitude.

Inconvénients du calage au QNH Le QNH implique une tâche du pilote en navigation et n’est valable que pour un secteur

donné environ 100 à 150 Km autour de la station qui a calculé ce QNH. Il peut exister des différences importantes entre l'indication de l'altimètre et l'altitude vraie dues au principe même du mode de calcul du QNH.

Le pilote devra donc prendre une marge de sécurité pour effectuer des franchissements d'obstacles comme le survol de montagnes par exemple.



LES CALAGES : Le calage standard exprime le niveau de vol (4/9)


Le niveau est la distance par rapport à la pression de référence. La pression atmosphérique au sol est différente en tout lieu et évolue en permanence, d’où cette

ligne courbe représentant la trajectoire suivie en fonction de la pression de référence 1013,25 hPa. Calé à la pression standard, l’altimètre indique un niveau de vol par rapport à une pression

standard.

Nive

au

QNH LOCAL 1030 hPa

FL

FLFL

Nive

au

QNH LOCAL 1013 hPa

Nive

au

QNH LOCAL 0999 hPa

CE CALAGE EST UTILISE PAR TRANCHE DE 500 FT AU-DESSUS DE 3000 FT SOL EN ESPACE AERIEN NON CONTRÔLE

AU-DESSUS DE L’ALTITUDE DE TRANSITION EN ESPACE CONTROLE

1013.25

1013.25




Principe Ce calage consiste à afficher dans la fenêtre de réglage la pression qui régnerait au niveau de la mer si

l'atmosphère réelle correspondait à l'atmosphère standard, c'est à dire 1013,25 hPa. Ce calage est utilisé pour la circulation aérienne, car il est indépendant de toute pression mesurée ou

calculée. Il permet un espacement correct dans le plan vertical de tous les aéronefs volant dans l'espace aérien. Au sol un altimètre réglé à 1013,25 hPa indique une altitude pression de l'aérodrome, qui serait son altitude topographique si l'atmosphère réelle était identique à l'atmosphère standard.

Comment connaître le calage standard ? Valeur identique : 1013,25 hPa [ (Volume du tube de Torricelli x densité du Mercure) x (gravité) ] ou 29.92 inHg.

Comment appliquer le calage standard ? Pour déterminer quand l’utiliser, il faut connaître l’altitude de transition et le niveau de transition publiés

dans l’espace où l’avion se trouve. En espace aérien contrôlé et/ou avec l’information :

Information donnée par l’ATIS, les cartes IFR L’altitude de transition s’applique dans les limites latérales de la TMA jusqu’au sol ou l’eau. Dans cette hypothèse on vole calé en niveau de vol (1013).

En espace aérien non contrôlé et/ou avec l’information : En dessous de 3000 ft ASFC / AGL / AAL on vole calé au QNH local. Au-dessus de 3000 ft ASFC / AGL / AAL on vole calé en niveau de vol.

LES CALAGES : Le calage standard exprime le niveau de vol (4/9)



LES CALAGES : LE QNE et le QFF (5/9)


Le QNE est un calage pouvant être utilisé sur des aérodromes situés en altitude élevée. Si l'aérodrome est trop haut (au-dessus de 500 m), le QFE est trop

faible pour être affiché sur l'échelle des pressions de l'altimètre, graduée en général de 900 à 1050 mb.

Le QNE n'est pas une pression atmosphérique mais une altitude qui est l'altitude indiquée lors de l'atterrissage par l'altimètre réglé à 1 013,2 mb.

Le QFF, abandonné en aviation, est utilisé pour le tracé des variations de pression sur les cartes météorologiques et mesure la hauteur au-dessus de la mer en supposant l'atmosphère non standard.


Nive

au d

e vo

l de

l’avi

onAl

timèt

re c

alé

à 10

13.2

5

QNH = 1013.25

QNH > 1013.25

QNH < 1013.25

1013.25


LES CALAGES : Synthèse des calages (6/9)


Mer

QNH

LacAérodrome

QFE

Haut

eur d

e l’a

vion

Altim

ètre

cal

é au

QFE

Haut

eur

Haut

eur

Haut

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uteu

r

Altit

ude

du te

rrain

Altit

ude

de l’

avio

nAl

timèt

re c

alé

au

QNH



LES CALAGES : Validité des informations altimétriques (7/9)

Altitude - Pression

845 hPa 6000 ft

873 hPa 5000 ft

901 hPa 4000 ft

929 hPa 3000 ft

957 hPa 2000 ft

985 hPa 1000 ft

1013 hPa Sol 0 ft

1041 hPa - 1000 ft

1013 hPa4500 ft

Un altimètre est crédible si sa référence est conforme à l’utilisation recherchée, au gradient de pression (en tenant compte de la correction de température).

REFERENCE ALTIMETRE CONFORMEA LA PRESSION ATMOSPHERIQUE =

MESURE JUSTE

Altitudes

réelles

6000 ft

5000 ft

4000 ft

3000 ft

2000 ft

1000 ft

Sol 0 ft

1013 hPa





Altitude - Pression

845 hPa 6000 ft

873 hPa 5000 ft

901 hPa 4000 ft

929 hPa 3000 ft

957 hPa 2000 ft

985 hPa 1000 ft

1013 hPa Sol 0 ft

1041 hPa - 1000 ft

1013 hPa5284 ft


QNH non pris en compte par l’altimètre1041 – 1013 = 28 hPa

28 hPa x 28 ft = + 784 ft

Altitudes

réelles

6000 ft

5000 ft

4000 ft

3000 ft

2000 ft

1000 ft

Sol 0 ft

1041 hPa





Altitude - Pression

845 hPa 6000 ft

873 hPa 5000 ft

901 hPa 4000 ft

929 hPa 3000 ft

957 hPa 2000 ft

985 hPa 1000 ft

1013 hPa Sol 0 ft

1013 hPa2148 ft


QNH non pris en compte par l’altimètre1013 – 929 = 84 hPa

84 hPa x 28 ft = - 2352 ft

Altitudes

réelles

3000 ft

2000 ft

1000 ft

Sol 0 ft

929 hPa




Altitude d’un point culminant = 4000 ft QNH local = 1040 hPa

Calé en niveau à 1013 hPa l’altimètre indique = FL045 [1040-1013 = 27 hPa] et [27x 28 = 756 hPa]

LES CALAGES : Le calage avec les régimes de haute pression (8/9)


Altitude réelle = 5256 ft FL 050

FL 060

2000 ft

FL 040

FL 045

FL 1

013

0 ft

5000 ft

QNH 1040 hPa0 ft

QNH

2000 ft

4000 ft



Altitude d’un point culminant = 4000 ft QNH local = 980 hPa

Calé en niveau à 1013 hPa l’altimètre indique = FL045 [1013-980 = 33 hPa] et [33 x 28 = 924 hPa]

LES CALAGES : Le danger avec les régimes de basse pression (9/9)


REGLE DES 3 DDérive droite + Décroissance Temp° =

Voyage vers Dépression (baisse QNH) = Danger

Altitude réelle = 3576 ft

2000 ft

FL 040

FL 045

FL 1

013

0 ft

QNH 980 hPa0 ft

QNH

2000 ft

4000 ft


Le respect des règles de calage et de survol sont nécessaire

pour assurer la sécurité des vols

Chapitre IV : Les règles de calage et de survol-> L’expression de la position verticale-> Le franchissement d’obstacles-> La Transition en espace contrôlé-> Définition du niveau de Transition-> Calcul du niveau de Transition-> Définition de la couche de Transition-> La règle de la Semi-Circulaire-> Exemple en espace aérien contrôlé avec AT-> Exemple en espace aérien non contrôlé sans AT-> Synthèse comparative-> Hauteurs minimales de survol 50/74

Les règles d’altimétrie François SUTTER (10/03/2016)


LES REGLES : L’expression de la position verticale en nav (1/11) En navigation, il n’y a que deux références règlementaires

pour exprimer la position verticale d’un avion.


L’Altitude Le Niveau de vol

L’altitude est exprimée en QNH

L’unité est désignée par la référence AMSL

(Above Mean Sea Level)

Le niveau à 1013.25

L’unité est désignée par la référence

FL(Flight Level)


Nive

au d

e vo

l de

l’avi

onAl

timèt

re c

alé

à 10

13.2

5

QNH = 1013.25

QNH > 1013.25

QNH < 1013.25

1013.25


LES REGLES : L’expression de la position verticale en nav (1/11)


Mer

QNH

LacAérodrome

Altit

ude

du te

rrain

Altit

ude

de l’

avio

nAl

timèt

re c

alé

au

QNH



LES REGLES : Le franchissement d’obstacles (2/11) Altitude d’un terrain = 840 ft Altitude d’un point culminant = 1900 ft QNH local = 1000 hPa

Calé au QFE 970 hPa l’altimètre indique = 0 ft [840 / 28 = 30 hPa] et [1000 hPa – 30 = 970 hPa] Calé au QNH 1000 hPa l’altimètre indique = 840 ft

1000 ft

2000 ft

840 ft

QFE

0 ft

FL 1

013

0 ft

1000 ft

2000 ft

Hauteur entre avion et obstacle = 100 ftL’altitude minimum est de 2400 ft

(Marge de 500 ft)

Altitude du terrain

840 ft

0 ft QNH 1000 hPa

QNH 1000 ft

2000 ft 2000 ft



Un avion en trajectoire de montée passera de la référence du QNH local, au calage altimétrique standard 1013.25 à l’altitude de transition.


LES REGLES : La transition en espace aérien contrôlé (3/11) En espaces aériens contrôlés, le changement de calage altimétrique

nécessite l’adoption d’une règle commune désignée « transition ».

Un avion en trajectoire de descente passera du calage altimétrique standard 1013.25 au QNH local au niveau de transition.

En France, l’altitude de transition des TMA est de 5000 ft, sauf pour certaines TMA (situées en région montagneuse). Dans ce cas, sa valeur est indiquée sur la carte au 1/1 000 000.

La valeur du niveau de transition dépend du QNH et de la valeur de l’altitude de transition (niveau supérieur à l’altitude de transition arrondi au millier de pieds).




LES REGLES : Définition du niveau de transition (4/11) Le niveau de transition (TRL : Transition Level en anglais) est le

nom donné au premier niveau de vol qui peut être utilisé au-dessus de l’altitude de transition et à partir duquel la position verticale d’un avion est exprimée en niveau.

Il est calculé par le service de contrôle en fonction de l’altitude de transition et de la pression atmosphérique (QNH sur l’aéroport). C'est pourquoi, lorsque le QNH est très élevé, le TRL peut être le FL70 alors que l'altitude de transition est de 7500 ft.

A partir de ce niveau minimum les pilotes doivent régler l’altimètre en utilisant le calage altimétrique avec la pression standard (1013.25 hPa ou 29.92 inHg).




LES REGLES : Calcul du niveau de transition (5/11) Calcul du niveau de transition avec un QNH inférieur :

Imaginons une altitude de transition (5000 ft) et un QNH local inférieur (1003 hpa).

Calculons la distance qui sépare l’isobare local (1003) de l’altitude de transition (1013) Résultat en hPa = + 10 hPa (1013 hPa – 1003 hPa) Résultat en ft = + 280 ft (10 hPa x 28 ft) Distance entre les 2 lignes isobares = 5280 ft (5000 ft + 280 ft)

Le niveau de transition est le premier niveau de vol utilisable au-dessus de l’altitude de transition. Dans cet exemple, le premier niveau sera le FL 60. La couche de transition mesure 720 ft (6000 ft – 5280 ft).



Niveau de transition


LES REGLES : Calcul du niveau de transition (5/11)


1013 hPa

280 ft [ (1013-1003) x 28 ]

1003 hPa

5000 ftEchelle QNH

F L60Altitudede transition

Echelle 1013 hPa Différence de

référence : 1013 – 1003 = 10 hPa 10 x 28 = 280 ft

Niveau de transition : 5000 + 280 = 5280 ft Le premier niveau

supérieur utilisable (arrondi au millier de pieds) est le FL 60



LES REGLES : Calcul du niveau de transition (5/11) Calcul du niveau de transition avec un QNH supérieur :

Imaginons une altitude de transition (5000 ft) et un QNH local supérieur (1033 hpa).

Calculons la distance qui sépare l’isobare local (1033) de l’altitude de transition (1013) Résultat en hPa = - 20 hPa (1033 hPa – 1013 hPa) Résultat en ft = - 560 ft (20 hPa x 28 ft) Distance entre les 2 lignes isobares = 4440 ft (5000 ft – 560 ft)

Le niveau de transition est le premier niveau de vol utilisable au-dessus de l’altitude de transition. Dans cet exemple, le premier niveau sera le FL 50. La couche de transition mesure 560 ft (5000 ft – 4440 ft).



Niveau de transition

Altitudede transition


LES REGLES : Calcul du niveau de transition (5/11)


1013 hPa

560 ft [ (1033-1013) x 28 ]

1033 hPa

5000 ft

Echelle QNH

F L50

Echelle 1013 hPa Différence de

référence : 1033 – 1013 = 20 hPa 20 x 28 = 560 ft

Niveau de transition : 5000 - 560 = 4440 ft Le premier niveau

supérieur utilisable (arrondi au millier de pieds) est le FL 50



LES REGLES : Définition de la couche de transition (6/11) Nom donné à l’espace situé entre l’altitude et le niveau de

transition.

Un avion ne doit pas voler en palier dans la couche de transition. Il ne peut que la traverser en montée ou descente.

La couche de transition est toujours inférieure à 1000 ft (De « 0 » à « 999 » ft), ce qui permet d’éviter d’utiliser simultanément le niveau de transition ou l’altitude de transition.




LES REGLES : Schéma de la couche de transition (6/11)


Couche de transition = pas de croisière possible

NT

TA : 5000 ft Altitude de Transition

Calage QNH

1013

Niveau de Transition

Calage 1013QNH



LES REGLES : La règle semi-circulaire (7/11) Au-dessus de 3000 ft au-dessus du sol ou de la mer, tout vol

s’exécute suivant la règle semi-circulaire.

Le chiffre des milliers de pieds est déterminé par la route

magnétique suivie.

Le chiffre des centaines de pieds est déterminé par le régime de vol (VFR ou IFR).




LES REGLES : La règle semi-circulaire (7/11) La règle semi-circulaire s’applique en croisière aussi bien aux

Altitudes (en dessous de l’altitude de transition) qu’aux Niveaux de vol.


De 0° à 179° = Italie = ImpairDe 180° à 359° = Portugal = Pair

Route magnétique : De 0° à 179° VFR = Impair + 500 IFR = Impair + 0

Route magnétique : De 180° à 359° VFR = Pair + 500 IFR = Pair + 0



LES REGLES : La règle semi-circulaire (7/11)


… au 359°

De 180° …

De la Route Magnétique360° au 179°

IFR

FL 190FL 170FL 150FL 130FL 110FL 090FL 070FL 050FL 030

Impair + 0

VFR


Impair + 5

ITALIE = Impair

De la Route Magnétique360° au 179°

IFR

FL 180FL 160FL 140FL 120FL 100FL 080FL 060FL 040

QNH>1031

Pair + 0

VFR


Pair + 5

PORTUGAL = Pair

De 360° …

… au 179°



LES REGLES : Exemple en espace aérien non contrôlé sans AT (8/11)


Montargis (LFEM)ALT AD : 308 ft

Chartres (LFOR)ALT AD : 509 ft

Imaginons une navigation en VFR, en espace aérien non contrôlé, au départ de l’aérodrome de Montargis (LFEM) à destination de Chartres (LFOR), ce qui implique une route magnétique vers l’ouest (300°).

Flight Level

FL 045(Calage standard 1013)

3000 ftSol / Mer

3000 ftSol / Mer

Altitude libreCalage au QNH local Altitude 1500 ft

(Calage QNH local)

En-dessous de 3000 ft = alt libre + QNH localAu-dessus de 3000 ft = semi-circulaire + 1013



LES REGLES : Exemple en espace aérien contrôlé avec AT (9/11)


Imaginons une navigation en VFR, en espace aérien contrôlé, au départ de l’aérodrome de Toussus (LFPN) à destination du Touquet (LFAT), ce qui implique une route magnétique vers l’ouest (350°).

TMA

TA

TMA

TA FL 065(Calage standard 1013)

6500 ft(Calage QNH local)

3000 ftSol / Mer

Le Touquet (LFAT)ALT AD : 21 ft

Toussus (LFPN)ALT AD : 538 ft

En-dessous de 3000 ft = alt libre + QNH localAu-dessus de 3000 ft = semi-circulaire + QNH local

Au-dessus de l’AT = semi-circulaire + FL (1013)

Altitude libreCalage au QNH local



LES REGLES : Synthèse comparative de la semi-circulaire (10/11)


3000 ftASFC

3000 ftASFC Altitude

Libre

AltitudeLibre

De la RM 360° à la RM 179° :Niveau de vol * (1013) + Règle

SCREGLE DE LA

SEMI-CIRCULAIREAltitude (QNH) de Transition (TA)

Altitude de vol choisie

selon la règle de la SM

Niveau (1013) de Transition (TL)

Niveau de vol choisiselon la règle de la

SM

ESPACE AERIEN SANS ALTITUDE DE

TRANSITION

ESPACE AERIEN AVEC ALTITUDE DE TRANSITION

De la RM 360° à la RM 179° :Niveau de vol * (1013) + Règle

SC

De 360° à 179° :Niveau * (1013) + Règle

SC* Ou altitude si vol sous un

plancher exprimé en altitude



LES REGLES : Hauteurs minimales de survol (11/11)


Petites agglomérations ou rassemblement de personnes en

plein air

En-dehors des villes, 500 ft minimum au-dessus du sol ou de l’eau ou à 150 m au-dessus de l’obstacle le plus élevé dans un

rayon de 150 m autour de l’aéronef

Cylindre de protection au-dessus des habitations/obstacles

AMC 1 SERA 5005 (f) France :En vol d’instruction, la hauteur est de 50 m (150 ft) pour les entraînements aux atterrissages forcés et 150 m de toute personne, voiture,…

500 ft

600 m

1000 ft150 m

150 m



LES REGLES : Hauteurs minimales de survol (11/11)


Hauteurs au-dessus des villes (Arrêté du 10/10/1957 non abrogé)

< 1200 m1650 ft500 m

Important (Stade, plages,

…)

< 1200 m et < 3600 m3300 ft1000 m

> 10 000 personnes

< 3600 m5000 ft1500 m

> 100 000 personnes

Au-dessus des hôpitaux, usines, autoroutes et réserves naturelles : 1000 ft

Largeurmoyenne


Les questions et réponses permettent de bien

mémoriser les points essentiels à retenir

Chapitre V : Quizz-> Quelques questions



QUIZZ Plus on monte, plus la pression _____________

Quel est le calcul qui a permis de déterminer 1013 hPa ?

diminue

Volume du tube de Torricelli x Densité du Mercure x Gravité

Avec le gradient de pression, on perd environ ________ par tranche de 28 ft.

01 hPa

Avec le gradient de température, dans les basses couches, on perd _____ tous les 1000 ft.

02°

Quel est le nom de la petite fenêtre dans laquelle on sélectionne le calage ? Kollsman (du nom de son inventeur Paul Kollsman)

Quel est le nom de la capsule qui se comprime dans l’altimètre ? Capsule de Vidie (du nom de son inventeur Lucien Vidie)

Quels sont les différents calages :QFE, QNE, QFF, QNH, calage standard



QUIZZ Quels sont les 8 erreurs de l’altimètres ?

Erreur de température ; Erreur de retard (hystérésis) ; Erreur de mobilité ; Erreur dues aux accélérations ; Erreur de statique ; Erreur de vieillissement ; Erreur de lecture ; Erreur de réglage.

Plus chaud, plus ________haut

Plus froid, plus ________bas Selon la règle de la semi-circulaire, de la RM 0° à 179°, on utilise des

altitudes ______________________Impaires (Italie) Selon la règle de la semi-circulaire, de la RM 180° à 359°, on utilise des

altitudes ________________________Paires (Portugal)


Synthèse & Questions Gradient de température et pression On perd 02° par tranche de 1000 ft On perd 1 hPa par tranche de 28 ft

Calages altimétriquesQFE : hauteur de l’avion par rapport au point le + élevé de l’aérodromeQNH : altitude de l’avion par rapport au niveau moyen de la merCalage standard : niveau de vol de l’avion par rapport à une pression standard

Règles de calage/altitude en espace sans AT publiée En-dessous de 3000 ft ASFC = altitude libre au QNH Au-dessus de 3000 ft ASFC = niveau + règle SC

Règles de calage/altitude en espace avec AT publiée En-dessous de 3000 ft ASFC = altitude libre au QNH Au-dessus de 3000 ft ASFC sous l’AT= QNH+ règle

SC Au-dessus de l’AT= niveau + règle SC

Les règles d’altimétrie François SUTTER (10/03/2016) 73/74

Températures + Chaud => + Haut + Froid => + Bas

Impact de la pression + Pression + faible => Avion + bas + Pression + forte => Avion + haut

Engineering

Formation FI(A) : Les règles d'altimétrie (Exposé AéroPyrénées)