LAPL – 360 Aéroclub

Règles du VFR de nuit en France

Cet article a pour but de rassembler la réglementation applicable. Je peux vous former au vol de nuit chez 360 aéroclub, cliquez ici pour savoir comment ça se passe.
J’ai pris la version au 1er juillet 2023 des règles de l’air européennes, fichier disponible sur le site internet de la DGAC, j’ai fait une recherche sur le mot clé nuit, et j’ai extrait les parties relatives au vol de nuit. J’ai fait le même travail sur la partie NCO. Je n’ai extrait que ce qui me semblait directement opérationnel, sans extraire le contexte que vous pouvez toujours consulter sur le site de la DGAC ou de l’EASA.
Je n’ai pas gardé ce qui concerne l’hélicoptère. Chaque pays, même membre de l’EASA, garde la possibilité d’ajouter ses propres règles, voire d’interdire le VFR de nuit (SERA.5005, c): vérifiez avant d’aller de nuit à l’étranger.
J’ai parfois ajouté un titre pour faciliter la lecture.

GM1 Article 8.2 Mesures transitoires et supplémentaires
a) si l’autorité compétente décide d’autoriser les vols VFR de nuit conformément à SERA.5005, c), des informations générales relatives à cette autorisation devraient être publiées dans l’AIP partie GEN 1.6 avec une référence à la partie de l’AIP où les détails pour les conditions applicables aux vols VFR de nuit sont publiés;
Note de l’auteur: ne vous lancez pas dans une telle recherche juste avant de partir, cette partie de l’AIP vous montre plusieurs points d’entrée d’un labyrinthe réglementaire, le temps qu’il faut pour en trouver la sortie se compte en heures.

[97 SERA] Nuit :Complément (FR) Il est admis que pour des latitudes comprises entre 30° et 60° la nuit commence 30 minutes après le coucher du soleil et se termine 30 minutes avant le lever du soleil ;
Note de l’auteur: en prenant la définition officielle de 6° sous l’horizon, vous gagnez quelques minutes.

SERA.3215 Feux réglementaires des aéronefs
a) Sauf dans les cas prévus au point e), de nuit, tout aéronef en vol allume :
1) des feux anticollision destinés à attirer l’attention sur lui ; et
2) sauf dans le cas des ballons, des feux de navigation destinés à indiquer à un
observateur la trajectoire relative de l’aéronef ; il n’allume aucun autre feu qui serait susceptible d’être confondu avec ces feux.
b) Sauf dans les cas prévus au point e), de nuit :
1) tout aéronef qui se déplace sur l’aire de mouvement d’un aérodrome allume des feux de navigation destinés à indiquer la trajectoire relative de l’aéronef à un observateur et il n’allume aucun autre feu qui serait susceptible d’être confondu avec ces feux ;
2) à moins qu’il ne soit en position stationnaire et qu’il ne soit autrement éclairé de façon suffisante, tout aéronef qui se déplace sur l’aire de mouvement d’un aérodrome allume des feux destinés à indiquer les extrémités de sa structure, dans la mesure du possible ;
3) tout aéronef qui circule à la surface ou qui est remorqué sur l’aire de mouvement d’un aérodrome allume des feux destinés à attirer l’attention sur lui ; et
4) tout aéronef qui se déplace sur l’aire de mouvement d’un aérodrome, dont les moteurs sont en marche, allume des feux indiquant cette situation.
GM1 SERA.3215 a) et b) Feux réglementaires des aéronefs
GÉNÉRALITÉS
Pour rendre l’aéronef plus visible, on peut utiliser, en plus des feux anticollisions des feux dont il est équipé à d’autres fins, par exemple les phares d’atterrissage et les projecteurs. (…)
e) Un pilote est autorisé à éteindre ou à réduire l’intensité des feux à éclats dont l’aéronef est doté pour répondre aux spécifications des points a), b), c) et d) si ces feux :
1) le gênent ou risquent de le gêner dans l’exercice de ses fonctions ; ou
2) causent ou risquent de causer un éblouissement pénible pour un observateur extérieur.

FRA.4001 b) 3) Le dépôt du plan de vol est requis pour :(…)
6) tout vol prévu de nuit, si l’aéronef quitte les abords d’un aérodrome .
SERA.5005 Règles de vol à vue (…)
FRA.5005 (…) un vol est considéré comme évoluant aux abords d’un aérodrome s’il est effectué :
i) à l’intérieur(…) d’une zone de contrôle (CTR) et éventuellement dans un volume défini localement dans les limites d’une TMA jointive et porté à la connaissance des usagers par la voie de l’information aéronautique ; ou
ii) en l’absence de zone de contrôle, à l’intérieur d’une une zone réglementée établie dans le but de protéger la circulation d’aérodrome de l’aérodrome auquel elle est associée, ou à une distance de l’aérodrome inférieure à 6,5 milles marins

Contact radio obligatoire
2)l’aéronef établit et maintient des communications bilatérales sur le canal de communication ATS approprié, lorsqu’il est disponible ;

Minimas Météo
3) les minimums VMC de visibilité et de distance par rapport aux nuages, tels que spécifiés dans le tableau S5-1, s’appliquent.

Toutefois :
i) le plafond n’est pas inférieur à 450 m (1 500 ft) ;
ii) les dispositions du tableau S5-1, points a) et b), relatives aux visibilités en vol réduites ne s’appliquent pas ;
Note de l’auteur: en d’autre termes, il faut 5km de visibilité au minimum.
iii) dans un espace aérien de classe B, C, D, E, F ou G, à 900 m (3 000 ft) AMSL et au-dessous ou à 300 m (1 000 ft) au-dessus du relief, si ce niveau est plus élevé, le pilote garde une vue permanente du sol ; et,
v) pour les zones montagneuses, des minimums VMC de visibilité et de distance par rapport aux nuages peuvent être prescrits par l’autorité compétente ;
GM1 SERA.5005 c) 3) iii)Règles de vol à vue
VFR DE NUIT AU-DESSUS DE LA COUCHE (« VFR ON TOP« )
Lors d’un vol dans des espaces aériens de classes B, C, D, E, F ou G de au-dessus du plus élevé des deux niveaux 3000 ft AMSL ou 1000 ft au-dessus de la surface, le pilote peut choisir de voler au-dessus d’une couche nuageuse (« VFR on top »). En prenant la décision de voler soit au-dessus, soit au-dessous, d’un nuage de nuit, il faudrait prendre en compte, sans s’y limiter, les considérations suivantes :
a) la probabilité d’avoir des conditions météorologiques à destination, qui permettent une descente en conditions de vol à vue ;
b) les conditions de luminosité au-dessous et au-dessus de la couche nuageuse;
c) la probabilité d’abaissement de la base des nuages, si le vol au-dessous des nuages a été choisi, ce qui entraînerait la perte de la marge de franchissement d’obstacles ;
d) la possibilité de vol au-dessus de nuages conduisant à un vol entre des couches de nuages convergentes ;
e) la possibilité de faire demi-tour et retourner vers une zone où la vue continue du sol peut être maintenue, avec succès ; et
f) les possibilités pour le pilote de déterminer sa position en un point quelconque de la route à suivre, en tenant compte également de l’altitude du terrain et des obstacles naturels et artificiels.
Recommandation FR (SERA.5005 c) 3) : pour faciliter la réunion des conditions requises par le règlement européen, il est fortement recommandé de s’assurer avant le départ que la hauteur de base des nuages sera de 1 500 pieds au moins au-dessus du niveau de croisière prévu, et d’une absence de précipitation ou d’orage.
Note de l’auteur: ces fortes recommandations étaient avant le SERA obligatoires en France

FRA.5005 c) le niveau minimal pour un vol VFR de nuit effectué hors itinéraire publié, au-delà des abords d’un aérodrome, est, pour les aéronefs autres que les hélicoptères, fixé à :
i) au-dessus de régions accidentées ou montagneuses, 600 mètres (2 000 pieds) au-dessus de l’obstacle le plus élevé situé dans un rayon de 8 km autour de la position estimée de l’aéronef ;
ii) ailleurs que dans les régions spécifiées au i), 450 mètres (1 500 pieds) au-dessus de l’obstacle le plus élevé situé dans un rayon de 8 km autour de la position estimée de l’aéronef.
Note de l’auteur: 1500 ft est une spécificité française, je n’ai pas reproduit, pour des raisons de clarté, la version européenne, valable donc hors de France sauf réglementation locale particulière, qui fixe le minimum hors région montagneuse à 1000ft. La hauteur minimum du plafond et de vol étant égales, il vous faut prendre une marge pour la préparation du vol, la marge de 1500ft recommandée par l’autorité française me semble en effet judicieuse.
FRA.5005 c) 5) bis Disposition supplémentaire
Un vol VFR de nuit en avion est effectué au départ et à destination d’aérodromes homologués au sens de l’arrêté relatif aux conditions d’homologation et aux procédures d’exploitation des aérodromes. Les aérodromes homologués et le cas échéant, les consignes à respecter sont portés à la connaissance des usagers par la voie de l’information aéronautique. Un aérodrome homologué « avec limitations » est réservé aux seuls pilotes autorisés par le directeur de la sécurité de l’aviation civile territorialement compétent ou son représentant ; ces pilotes prennent alors connaissance des consignes locales fixant les règles particulières d’utilisation de cet aérodrome.
FRA.5005 c) 5) ter Disposition supplémentaire
Des itinéraires VFR de nuit peuvent être publiés dans les espaces aériens de classe B, C ou D. Un vol VFR de nuit contrôlé peut être effectué hors itinéraires, sur demande du pilote et acceptation de l’organisme de contrôle.
Dans les espaces aériens de classe E ou G, des itinéraires VFR de nuit peuvent être publiés. Leur suivi est obligatoire, lorsqu’ils sont définis en dérogation à une règle particulière d’application générale comme celle relative aux hauteurs minimales de survol ; il est recommandé dans les autres cas. Le caractère obligatoire ou recommandé de l’itinéraire est porté à la connaissance des usagers par la voie de l’information aéronautique.
Notes de l’auteur
(i)voir AIP ENR 3.3. Le complément aux cartes disponible gratuitement au téléchargement est plus facile à consulter, mais il n’est mis à jour que deux fois par an, alors que l’AIP est susceptible de modification tous les 28 jours. Un coup d’œil à l’AIP vous permet de voir la date de mise à jour de chaque page, et de confirmer ou d’infirmer que votre complément aux cartes est toujours utilisable pour l’itinéraire que vous voulez prendre.
(ii)L’AIP 3.3.1.1 indique pour les itinéraires VFR de jour: Toutefois lorsque le tracé d’un itinéraire passe par une agglomération ou une installation isolée, celle-ci devra être contournée, afin de ne pas contrevenir aux dispositions de l’arrêté du 10 octobre 1957, relatif au survol des agglomérations et des rassemblements de personnels ou d’animaux. Cette consigne est donnée aussi bien pour les itinéraires obligatoires que recommandés. Cette consigne n’est pas répétée dans l’AIP pour les itinéraires de nuit. D’une part je ne vois pas pourquoi cette consigne serait valable de jour et pas de nuit, d’autre part cette consigne me semble en contradiction, pour les itinéraires obligatoires, avec le fait que les itinéraires obligatoires sont définis en dérogation aux règles minimales de survol (FRA.5005 c) 5) ter). Je n’ai pas de doute sur le fait que les règles doivent se comprendre comme imposant le respect des règles de survol pour les itinéraires recommandés. Pour les itinéraires obligatoires c’est moins clair, mais je recommande quand même de respecter les règles de survol.

AMC1 NCO.OP.125(b) Fuel/energy and oil supply — aeroplanes and helicopters
PLANNING CRITERIA — FINAL RESERVE FUEL/ENERGY
The final reserve fuel (FRF)/energy should be no less than the required fuel/energy to fly: (a) for aeroplanes:(…) (3) for 45 minutes at holding speed at 1 500 ft (450 m) above the destination or destination alternate aerodrome under VFR flights by night and IFR;

NCO.IDE.A.115 Operating lights
Aeroplanes operated at night shall be equipped with:
(a) an anti-collision light system;
(b) navigation/position lights;
(c) a landing light;
(d) lighting supplied from the aeroplane’s electrical system to provide adequate illumination for all instruments and equipment essential to the safe operation of the aeroplane;
(e) lighting supplied from the aeroplane’s electrical system to provide illumination in all passenger compartments;
(f) an independent portable light for each crew member station;

NCO.IDE.A.120 Operations under VFR – flight and navigational instruments and associated equipment(…)
(b) Aeroplanes operated under visual meteorological conditions (VMC) at night, or in conditions where the aeroplane cannot be maintained in a desired flight path without reference to one or more additional instruments, shall be, in addition to (Ce qui est requis en VFR jour), equipped with:
(1) a means of measuring and displaying the following:
(i) turn and slip;
(ii) attitude;
(iii) vertical speed; and
(iv) stabilised heading;
and
(2) a means of indicating when the supply of power to the gyroscopic instruments is not adequate.
(c) Aeroplanes operated in conditions where they cannot be maintained in a desired flight path without reference to one or more additional instruments, shall be, in addition to (a) and (b), equipped with a means of preventing malfunction of the airspeed indicating system required in (a)(4) due to condensation or icing.
Note de l’auteur: je comprends ça comme voulant dire que le chauffage Pitot n’est obligatoire de nuit que si l’on pense se retrouver à un moment sans repère extérieurs (nouvelle lune, lune masquée, survol. maritime, traversée d’une région brumeuse). Dans tous les cas consultez le manuel de vol qui peut comprendre des limitations spécifiques, et la mel de votre club s’il y en a une.

AMC1 NCO.IDE.A.120&NCO.IDE.A.125
(b) The means of measuring and indicating turn and slip, aeroplane attitude and stabilised aeroplane heading may be met by combinations of instruments or by integrated flight director systems, provided that the safeguards against total failure, inherent in the three separate instruments, are retained.
AMC2 NCO.IDE.A.120 LOCAL FLIGHTS
For flights that do not exceed 60 minutes duration, that take off and land at the same aerodrome, and that remain within 50 NM of that aerodrome, an equivalent means of complying with NCO.IDE.A.120(b)(1)(i), (b)(1)(ii) may be:
(a) a turn and slip indicator;
(b) a turn co-ordinator; or
(c) both an attitude indicator and a slip indicator.
Note: on voit que pour un vol local l’horizon artificiel n’est pas strictement obligatoire

Influence du vent sur le temps de vol (2): méthode du temps corrigé.

Le temps pour parcourir la distance D à la vitesse V_p s’il n’y a pas de vent, est ${\text{T}_{\text{sv}}=\frac{D}{ V_p}}$ . Le temps pour parcourir la même distance s’il y a du vent de vitesse W, l’angle au vent étant comme à notre habitude noté θ, est ${T=\frac{D}{ V_p-W.\cos \theta }}$ .
Comme à notre habitude, W est toujours positif, θ est plus petit que 90° s’il y a une composante de face, et plus grand s’il y a une composante favorable. On vérifie bien que T est supérieur à T_sv s’il y a une composante de face, c’est à dire si θ<90°.
Dans les manuels, on désigne par t le nombre approximatif de minutes (respectivement de secondes) qu’il faut ajouter au temps sans vent exprimé en heures (respectivement en minutes) pour obtenir le temps en tenant compte du vent. Nous noterons t_e le nombre exact de minutes (respectivement de secondes). On détermine aisément
${t_e=60.\frac{T-\text{T}_{\text{sv}}}{ \text{T}_{\text{sv}}}}$
Développons, en utilisant les notations de notre précédent article relatif au triangle des vitesses
$\frac{t_e}{60}={\frac{T-\text{T}_{\text{sv}}}{ \text{T}_{\text{sv}}}}={\frac{\frac{D}{ V_p-W.\cos \theta }-\frac{D}{ V_p}}{ \frac{D}{ V_p}}}= {(\frac{1}{ 1-\frac{W}{ V_p}.\cos \theta }-1)}= {(\frac{1}{ 1-\sin X_m.\cos \theta }-1)}$
Sin X_m cos θ étant, en valeur absolue, plus petit que 1 (sauf si la dérive est de 90°, auquel cas t_e est infini et le calcul est terminé), notre expression peut s’écrire (avec X_m en radians)
${\frac{t_e}{60}=\sum_{n=1}^{\infty} {(\sin X_m.\cos \theta)}^{n}}=X_m.\cos \theta+X_m^2.\cos^2 \theta+X_m^3.(\cos^3 \theta -\frac{\cos \theta}{6})+....$
Pour une dérive exprimée en degrés l’expression devient ${\frac{3}{\pi} t_e =X_m.\cos \theta+ \frac{\pi}{180} X_m^2.\cos^2 \theta+\frac{\pi^2}{180^2}. X_m^3.(\cos^3 \theta -\frac{\cos \theta}{6})+.... }$
Si la dérive max X_m est suffisamment petite, alors tous les termes de la somme deviennent négligeables à l’exception du premier, et l’expression devient, si on arrondi π à 3, t_e≃X_m cos θ, formule donnée dans tous les manuels. Dans la suite, comme dans les manuels, on pose t=X_m cos θ.
Considérons maintenant qu’il faut aller jusqu’au deuxième terme de la somme, ce qui revient à approcher notre résultat au moyen d’une parabole et non plus d’une droite. En arrondissant π à 3, on obtient:
${t_e\simeq { X_m.\cos \theta}+ {\frac{X_m^2}{60}.\cos ^2\theta}=t+\frac{t^2}{60}}$ .
On note en général dans les manuels ce deuxième terme t″, et on définit le temps corrigé par
t_c=t+t″, avec t=X_m cos θ et t″ ${=\frac{t^2}{60}}$
Exemple: Le vent W est de 30kt, ma vitesse propre V_p est de 120kt, l’angle au vent est 60°. On a cos θ= cos 60°= 0.5
F_b ${=\frac{60}{V_p}= \frac{60}{120}= \frac{1}{2}}$ =0.5
X_m=F_b x W = 0.5 x 30 = 15°
t=X_m cos θ = 15 x 0.5 = 7.5s
t″ ${=\frac{t^2}{60}= \frac{7.5^2}{60}= \frac{56.25}{60}}$ =0.9s.
On en déduit qu’avec le vent de face, il faudra ajouter 7.5+0.9= 8.4 minutes par heure (ou secondes par minute) au temps calculé sans vent, et qu’avec le vent dans le dos il faudra retrancher 7.5-0.9=6.6 minutes par heure (ou secondes par minute) au temps calculé sans vent. Ces formules approchées donnent un résultat très voisin de la réalité (dans notre exemple 8.4 et 6.6 pour des valeurs exactes de 8.6 et 6.7), et peuvent être utilisées en calcul mental pour ajuster en fonction du vent vos temps de parcours, que ce soit pour une longue navigation ou au cours d’une attente en hippodrome. En pratique, en calcul mental on arrondi t et t_c à la seconde ou minute la plus voisine bien entendu, et on peut même souvent négliger t_c.

Vous voyez sur le graphique, pour une distance de 100NM à parcourir à la vitesse propre de 100kt, le nombre de minutes à ajouter (partie gauche du graphique avec du vent de face) ou retrancher (partie droite du graphique avec vent de dos) au temps sans vent d’une heure, en fonction du vent pour chacune des méthodes de correction (calcul exact, méthode du t, méthode du temps corrigé). Les résultats sont sans surprise: plus la méthode est facile à mettre en œuvre, moins elle est précise, et plus le vent est fort, moins les méthodes approchées sont précises. On voit cependant que la méthode du temps corrigé reste d’une précision tout à fait opérationnelle même avec des vents assez fort.
(Le graphique suppose que le vent est dans l’axe de la route, soit de face, soit de dos. )
Ci-dessous mon dernier vol, qui vous montre que le vent peut être très fort, et presque dans l’axe…

107 kt de composante favorable au retour.

À l’aller, la vitesse propre V_p était d’environ 273kt dans les conditions du moment. L’angle au vent était si faible qu’on peut considérer que cos θ= 1
F_b ${=\frac{60}{V_p}= \frac{60}{273}}$ =0.2
X_m=F_b x W = 0.2 x 130 = 26°
t=X_m cos θ = 26 x 1 = 26
t″ ${=\frac{t^2}{60}= \frac{26^2}{60}= \frac{676}{60}}$ =11.
Soit t_c26+11=37 mn de plus par heure de vol, pour un résultat réel de ${60 . ( \frac{273}{273-130}-1 )}$ =55mn.
Vous constatez qu’avec un vent très fort, les formules enseignées ne peuvent plus être utilisées. Cependant ces situations sont exceptionnelles. De plus la photographie de l’aller a été prise au moment où l’avion atteignait son altitude de croisière et n’avait pas encore accéléré à sa vitesse propre de croisière.
Enfin, ne soyez pas affolé par l’idée d’élever au carré et de diviser par 60 de tête. Vous savez que 25² fait 625. Vous savez que 625/60 fait un peu plus de 10. Donc votre résultat réel sera d’un peu plus de 10, soit 11. Et même si vous vous trompez de quelques unités, ce ne sera pas très important, l’important étant de faire les corrections dans le bon sens.
Un dernier exemple qui anticipe sur le prochain article qui traitera de l’attente: vous êtes dans un avion aussi bien équipé que celui de mon dernier vol, qui vous indique une composante de vent de face de 25kt, votre vitesse propre est de 150kt et vous souhaitez parcourir en une minute la distance que vous auriez parcourue sans vent. Fb=60/150= 0.4, t= 25 x 0.4 = 10 secondes, t″= 10²/60=100/60=2 (on arrondi vers le haut si le vent est de face). Le résultat est donc 1mn12 secondes, c’est la valeur exacte(60×150/125), notre arrondi a corrigé l’erreur due à notre approximation. Avec le vent de dos, la méthode vous donne 60- (10 -1) =51 secondes (on arrondi vers le bas avec un vent favorable), pour une valeur exacte de 60×150/175= 51.4 secondes. On peut trouver plus simple de calculer directement, mais je me devais de vous exposer la méthode qui est encore largement enseignée.

Triangle des vitesses

Le schéma est extrait d’un document dénommé Calcul mental : triangle des vitesses, librement disponible sur le site de l’ACAT. L’angle entre la route et le cap est appelé dérive, noté X. X est l’abréviation du mot cross, crosswind voulant dire vent de travers. L’angle entre la route et le vent, noté θ, est appelé angle au vent. La vitesse du vent est notée V_v sur le schéma. Je préfère dans la suite la noter W, W comme wind.
Lors de la préparation d’un vol, j’ai une prévision de vent et j’ai calculé ma vitesse propre (V_p), et j’aimerais connaître, pour préparer ma navigation, la vitesse sol (V_s) et la dérive. Une fois en vol, je pourrai évaluer la dérive et la vitesse sol à l’aide du compas, d’un chronomètre et de repères au sol, ou plus simplement en m’aidant du GPS, et j’aimerais pouvoir en déduire la force et la direction du vent.
Posons les équations reliant toute ces valeurs.
(1) ${V_p \cos \, X -W \cos \, \theta =V_s }$
(2) ${V_p \sin \, X -W \sin \, \theta =0}$
Arrêtons nous un instant sur ces formules pour examiner les conventions que nous avons adoptées. Si l’angle au vent est nul, (2) nous dit que a dérive est nulle, et (1) qu’il faut retrancher le vent de la vitesse propre pour trouver la vitesse sol. Nous adopterons la convention que le vent est toujours positif, qu’un angle au vent inférieur à 90° veut dire qu’on subit une composante de face, et qu’un angle au vent supérieur à 90° veut dire qu’on bénéficie une composante favorable. Le signe de l’angle au vent correspond à un vent de droite ou de gauche, nous considérerons que le signe est toujours positif, et que le vent vient de gauche.
Intéressons nous en premier à la dérive
On déduit de (1) et (2)
(3) ${ X= \arcsin (\frac{W}{V_p} \sin \theta)}$ .
Si nous désignons par W_x = W sinθ la composante du vent perpendiculaire à la route, nous obtenons
(4) ${ X= \arcsin (\frac{W_x}{V_p})}$ .
Nous avons déjà évoqué la formule ${\sin \alpha \simeq \frac{\alpha} {60}}$ , avec α exprimé en degrés, qui peut s’écrire aussi ${\arcsin a \simeq 60 a}$ , l’angle étant là aussi exprimé en degrés, qui consiste à approcher le sinus par sa corde à 30°. Cette formule approchée donne des valeurs exactes pour les angles 0° et 30°, est très précise entre 0° et 30°, et l’erreur devient significative pour des angles dont le sinus dépasse significativement ½. Si on approche le sinus par cette formule la formule (4) devient
(5) ${ X\simeq \frac{60}{V_p}W \sin \theta=\frac{60}{V_p}W_x}$ .
En France et, à ma connaissance, nulle part ailleurs, on définit le facteur de base F_b comme le nombre de minutes qu’il faut pour parcourir un NM. Selon le contexte, il s’agit de parcourir un NM air ou un NM sol. Ici il s’agit d’un NM air. Si la vitesse est exprimée en kt, on donc ${ F_b= \frac{60}{V_p} }$ . (5) peut donc s’écrire
(6) X≃F_b.W.sinθ = F_b.W_x
Cette formule est très précise tant que W_x ne dépasse pas la moitié de la vitesse propre. L’erreur est inférieure à 2½° si W_x=0.7 V_p, dépasse 5° si W_x=0.8 V_p, dépasse 10° si W_x=0.9 V_p, et atteint 30° si W_x=V_p, c’est à dire si le vent est plein travers et égale la vitesse propre. Dans ce cas extrême, la dérive est de 90°, alors que la formule approchée donne une dérive de 60°.
Dans la suite, nous considérerons que W_x est toujours suffisament petit pour que (6) puisse s’appliquer.
(3) nous permet sans surprise de déterminer que la dérive maximum, notée X_m, est obtenue lorsque l’angle au vent est de 90°: ${ X_m= \arcsin (\frac{W}{V_p})}$ , d’où on tire
(7)X_m≃Fb.W, et de (6) et (7) on obtient enfin
(8)X≃X_m sinθ, formule donnée par tous les manuels, qui est donc utilisable tant que W_x=W sinθ ne dépasse pas significativement la moitié de la vitesse propre. Je vous conseille maintenant la lecture des documents accessibles par le lien donné en début d’article, qui vous donneront de précieux conseils pratiques sur l’utilisation de cette formule.

De (1) et (2) on peut tirer
(9) ${ V_s= \sqrt{ (V_p^2- W^2 \sin^2 \theta)}-W \cos \theta}$ , qui donne la vitesse sol en fonction de la force et direction du vent, et de la vitesse propre. Les manuels appellent vent effectif, que je noterai W_e=W.cosθ, la composante longitudinale du vent. On peut ainsi écrire (9) en fonction du vent effectif W_e
(10) ${ V_s= \sqrt{ (V_p^2- W^2 \sin^2 \theta)}-W_e}$
Le schéma ci-dessus, tiré du document cité en tête de cet article, rend plus parlante la formule alternative
(11)V_s=V_p.cosX-W.cosθ=V_p.cosX-W_e,
qu’on peut aussi écrire
${ \frac {V_s}{V_p} = \cos X - \frac {W}{V_p}\cos \theta}$ , ou encore
(12) ${ \frac {V_s}{V_p} = \cos X - \sqrt{ (\frac {W}{V_p})^2- \sin^2 X}}$ .
Les manuels proposent la formule
(13)V_s≃V_p-W.cosθ=V_p-W_e, en considérant implicitement que la dérive est toujours suffisamment petite pour qu’on puisse en négliger le cosinus.
Prenons un exemple typique de voyage à 100kt de vitesse propre avec un vent de 20kt. Si le vent est plein travers, les manuels (13) nous disent que la vitesse sol sera égale à la vitesse propre. Avec du vent de travers, vous devrez mettre le nez dans le vent, et donc votre vitesse sol sera inférieure à votre vitesse propre: vous n’avez pas besoin de faire de trigonométrie pour vous convaincre alors que la formule (13) n’est pas exacte, en en faisant, vous saurez de combien: (5) nous donne une dérive de X≃F_b.W.sinθ = 0.6×20=12°, la différence entre (11) et (13) permet de calculer que l’écart entre l’approximation et la réalité est de 1-cos(12°)≃2% , l’approximation est dans ce cas justifiée. Si le vent est de 50kt, (5) nous donne une dérive de X≃F_b.W.sinθ = 0.6×50=30°, la vitesse propre sera de 100kt x cos(30°)=87kt. Dans ce cas, pour obtenir la vitesse sol, il faut diminuer de 13% la vitesse donnée par l’approximation de la formule (13). Dans le tableau ci-dessous, on trouvera pour différente valeurs de la dérive et du rapport ${ \frac {W}{V_p}}$ la proportion, en %, dont il faut diminuer le résultat de la formule (13) pour obtenir une valeur exacte.

Par exemple, si le vent est de 30kt et ma vitesse propre de 100kt, si je subis une dérive de 15°, je dois minorer le résultat de la formule (13) de 4% pour trouver la valeur juste.
D’un point de vue pratique, tout le monde utilise la formule (13), mais il faut avoir en tête qu’une forte dérive conduit à surestimer la vitesse propre si on utilise la formule (13), et donc arrondir la vitesse trouvée vers le bas va dans le sens de la sécurité.

Portance d’un rotor d’hélicoptère en stationnaire

Je vais bientôt commencer ma formation au brevet de pilote d’hélicoptère. Vous trouverez donc de temps en temps sur mon blog des articles sur l’hélicoptère¹.
On trouve dans le manuel technique d’utilisation de l’hélicoptère, chez Cépaduès, la formule suivante, attribuée à Froude, pour un hélicoptère en stationnaire:
$V_i=\sqrt{\frac{m g}{2 \rho S_r }}$
Avec
V_i la vitesse induite, vitesse du flux d’air au travers du rotor (m.s^-1),
m la masse de l’hélicoptère (kg),
g l’accélération de la pesanteur (m.s^-2),
ρ la densité de l’air (kg.m^-3),
S_r la surface du rotor (m²).
Considérons le rotor comme un dispositif qui augmente de façon discontinue la pression au passage de l’air, sans discontinuité de vitesse. La tranche du tube de courant qui entoure le flux d’air passant au travers du rotor a une surface S_r lors du passage du rotor, et à l’infini vers le bas une surface S_∞. La pression dans ce tube à l’infini haut et à l’infini bas est P_s, la pression statique. Juste au dessus du rotor la pression est P_–, juste en dessous P₊. La vitesse à l’infini haut est nulle, la vitesse à l’infini bas est V_∞. FroudeJPEG
La conservation de l’énergie dans le tube de courant entre l’infini haut et la limite haute du rotor permet d’appliquer le théorème de Bernoulli:
(A) P_s= ½ ρ V_i² + P_–
Idem pour la partie basse du tube de courant:
(B) P_s + ½ ρ V_∞² = P₊ + ½ ρ V_i²
On a considéré que l’influence de la gravité était négligeable par rapport à l’influence du rotor et, bien entendu, puisqu’on applique le théorème de Bernoulli, que la compressibilité était négligeable.
On note ΔP = P₊ – P_–
On tire de (B)-(A)
(C) ΔP = ½ ρ V_∞²
Le système étant établi, le débit massique est le même au passage du rotor et à l’infini bas, l’air traversant S_r pendant une durée dt a donc la même masse que l’air traversant S_∞ pendant la même durée: ρ S_r V_i dt= ρ S_∞ V_∞ dt
On a donc
(D) S_r V_i = S_∞ V_∞
Appliquons maintenant le principe de la dynamique.
Pendant une durée dt, l’accroissement de la quantité de mouvement du système est égal à la quantité de mouvement de la tranche d’épaisseur V_∞ dt qui sort de la surface S_∞ , puisque pendant le même temps la tranche d’air qui entre par le haut a une vitesse nulle. Cet accroissement est égal à la somme des forces appliquées au système, dans notre hypothèse S_r ΔP puisqu’on a notamment négligé la pesanteur.
La quantité de mouvement de la tranche d’épaisseur V_∞ dt étant ρ S_∞ V_∞ dt V_∞ on a donc
$\frac{d\vec p}{dt}= \rho S_\infty V_\infty^2$
Le principe de la dynamique s’écrit donc ρ S_∞ V_∞² = S_r ΔP, et en combinant avec (D) on a
(E) ΔP = ρ V_i V_∞
En éliminant ΔP entre (E) et (C) on obtient
(F) V_∞ = 2 V_i
Soit en combinant avec (E)
(G) ΔP = 2 ρ V_i ²
La machine étant en stationnaire, la portance est égale au poids, ce qui s’écrit
(H) $\Delta P = \frac{m g}{ S_r }$
En éliminant ΔP entre (G) et (H) on obtient $V_i=\sqrt{\frac{m g}{2 \rho S_r }}$ CQFD sauf erreur de ma part.

Le rotor du Robinson R44 II a 198 pouces (503 cm) de rayon (p 1-3 du POH),sa surface fait donc 78 m². La masse maximale est de 2500 livres (1134 kg), la densité standard au niveau de la mer est de 1.225 kg.m^-3.
On trouve une vitesse induite de 8 m.s^-1 ou 15 kt, 1500ft.mn^-1, 27 km.h^-1.
Il reste à faire un autre article sur les conclusions qu’on peut tirer de cette formule.
^{1. Je continuerai cependant à faire des articles sur les avions, surtout si vous me le demandez, et je continuerai aussi mon activité d’instructeur avion.↩}

Comment exécuter une manœuvre?

Pour toute manœuvre que vous voulez exécuter précisément et rapidement, et c’est d’autant plus vrai que l’avion est lourd, vous devez connaitre les pré-affichage. C’est à dire quelle assiette dois-je afficher? Quelle puissance dois-je afficher?
Vous devez aussi compenser l’avion une fois un premier résultat obtenu, regarder les instruments seulement à ce moment, et recommencer le processus pour affiner ce résultat. Cette méthode est générale pour toute les manœuvres, je donne ici le détail pour une réduction de vitesse en palier, à vous d’extrapoler cette méthode pour les autres manœuvres.

Réduction de vitesse en palier.
Avant toute manœuvre, faites un contrôle anti-collision.
0 Prendre un repère au loin vers lequel le nez de l’avion pointe.
1 Noter l’assiette.
Vous ne devez pas quitter l’assiette des yeux jusqu’au point 4
2 Réduire la puissance en maintenant l’assiette.
– il faut s’attendre à devoir exercer un effort à cabrer pour maintenir l’assiette,
– la réduction de puissance se fait sans quitter l’assiette des yeux, l’amplitude du mouvement sur la commande de puissance et le son du moteur doivent permettre de réduire la puissance de ce qu’il faut, typiquement environ 1800 t/mn. La réduction de puissance n’a pas besoin d’être très précise, il suffit qu’elle soit franche.
– Il faudra un peu de pied gauche, ou un peu moins de pied droit pour maintenir le repère pris en 0.

3 Ajuster le compensateur grossièrement, mais en maintenant un léger effort à cabrer.
Plus l’effort est important, moins la main est précise, il faut donc ajuster le compensateur. Cependant, comme l’avion est en régime transitoire, il est impossible de compenser précisément, donc on compense grossièrement, mais pour ne pas perturber le geste, on garde un léger effort à cabrer.

4 Continuer à maintenir l’assiette en jetant des coups d’œils réguliers à l’altimètre. C’est un circuit visuel, terme qui reviendra souvent au cours de votre formation.
On reste concentré sur l’assiette, on jette un coup d’œil à l’altimètre, on revient immédiatement à l’assiette. Alors seulement on analyse ce qu’on a vu lorsqu’on a jeté un œil sur l’altimètre. Il ne faut pas rester hypnotisé par un instrument.

5 Dès que l’altimètre ou la barre de tendance annonce une descente, afficher progressivement la nouvelle assiette et la figer.
-Les yeux sur l’assiette, on se rappelle l’image de l’altimètre, si l’altitude a baissé ou si la barre de tendance montre une descente, on affiche l’assiette cible.
-Cette assiette cible doit être connue. Au début on se fait aider par l’instructeur. On n’a pas besoin de la connaître précisément. On affiche celle que l’on pense être correcte, mais on doit la tenir avec précision.
-L’augmentation d’assiette jusqu’à l’assiette cible ne doit pas être brutale.

6 Ajuster à nouveau grossièrement le compensateur au besoin, et commencer un circuit visuel sur la vitesse. On doit ajuster le compensteur pour maintenir une légère pression à cabrer, et maintenir cette nouvelle assiette en jetant des coup d’œils à la vitesse.
7 Dès que la vitesse cible est atteinte, afficher la nouvelle puissance en maintenant l’assiette.
-l’affichage de la nouvelle puissance réduira l’effort à cabrer, c’est une des raisons pour laquelle on a maintenu un léger effort à cabrer, pour ne pas se retrouver à devoir exercer un effort à piquer.
-Le déplacement de la commande de puissance doit être connu. On ne doit pas quitter l’assiette des yeux, on utilise l’index comme butée pour déplacer la commande de la distance voulue, le son du moteur pour vérifier que la puissance souhaitée est atteinte.
8 Compenser précisément.
On ne regarde plus les instruments tant qu’on n’est pas stabilisé. Le but est d’arriver à un état stable, vitesse constante, assiette constante, aussi proche que possible que ce qu’on veut et à compenser précisément.
9 Une fois ce nouvel état atteint et l’avion compensé, on évalue l’erreur faite.
Mon altitude est-elle constante?
Est-elle égale à celle souhaitée?
Ma vitesse est elle correcte? (Pour une réduction de vitesse en pallier, il faut être précis sur l’altitude, mais on n’a pas besoin d’une grande précision sur la vitesse.)
10 En fonction de l’erreur, commencer un processus de correction selon le même principe: connaître les pré-affichages, ne regarder les instruments que pour apprécier le résultat qu’une fois l’avion compensé.

Erreur courante: à l’issue de la manœuvre, si vous constatez que le variomètre n’est pas nul, ne corrigez pas l’assiette en gardant les yeux sur le variomètre! Faites un circuit visuel assiette/variomètre en gardant l’assiette bien constante. Une fois que vous êtes sûr que le variomètre est stable, alors cessez le circuit visuel, corrigez l’assiette de ce que vous pensez être correct, compensez l’avion en gardant les yeux sur l’assiette, et une fois l’avion compensé de nouveau recommencez votre circuit visuel.

Théorie: pour garder l’altitude constante, il faut garder la portance constante. Après la réduction de puissance, votre vitesse commencera à diminuer, et on devrait commencer à augmenter progressivement l’assiette pour garder la portance constante. L’expérience montre que le geste est dans ce cas difficile, car il faut augmenter au cours du geste le taux d’augmentation d’assiette. En laissant l’avion commencer à descendre et ensuite en affichant la nouvelle assiette progressivement, mais avec un taux de variation constant, on arrive a un résultat satisfaisant pour le Cessna 172S et pour tous les avions un peu lourd. La méthode ne sera pas adaptée à un avion très léger et peu aérodynamique comme certains ULM 3 axes.

En quoi consiste la formation EFIS

La formation EFIS est une formation traitant des différences que le titulaire d’une licence avion EASA a l’obligation de suivre pour avoir le droit de piloter un avion de la classe SEP muni d’un EFIS. Bien évidemment, cette formation, bien qu’acquise à vie, ne dispense pas d’être titulaire d’une qualification de classe SEP en état de validité (ou d’avoir l’expérience récente pour les titulaire d’une LAPL). Comme toute les variantes SEP, il n’existe aucun programme officiel de formation, aucun examen à passer, aucun niveau défini à atteindre: lorsque l’instructeur est satisfait, il signe le carnet de vol de l’élève et le privilège EFIS est acquis à vie.

Cette variante est apparue je pense en 2009, mais je n’ai trouvé aucun document émanant de l’EASA expliquant pourquoi il était nécessaire de délivrer une formation spécifique, document qui aurait pu guider l’instructeur dans sa tâche. Même la notion d’EFIS ne semble pas définie officiellement, en tous cas le terme EFIS ne figure pas dans le Type Certificate Data Sheet du Cessna 172S Nav III que j’utilise pour la formation EFIS, qui est pourtant muni d’un EFIS Garmin 1000. EFIS est l’acronyme de Electronic Flight Instrument System, c’est la seule définition donnée par l’EASA à ma connaissance.

Je préfère parler d’avionique intégrée.

Dans un avion traditionnel, les instruments (radio, badin horizon artificiel, GPS, VOR etc.), sont indépendants. Chaque appareil a son capteur ou son antenne, son affichage, ses boutons et molettes, ses avertisseurs de panne. Le pilote doit décider quand utiliser l’un ou l’autre, l’information reçue par un instrument n’est disponible que sur cet instrument, on ne commande un instrument qu’avec des boutons et molettes situés sur cet instrument.

Dans un avion EFIS, tous les instruments sont intégrés. Un même bouton pourra servir selon le contexte à plusieurs choses, une même portion de l’écran pourra aussi selon le contexte afficher des choses différentes. De plus, le système peut synthétiser l’information reçue par plusieurs capteurs: par exemple, les données provenant du pitot-statique sont comparées au données du GPS, et l’ordinateur peut en déduire la force et l’orientation du vent et l’afficher.

Le GPS joue un rôle particulier dans l’EFIS, surtout pour les approches aux instruments, mais je ne traite pas cet aspect là des choses, spécifique au vol IFR, au cours de la formation. L’EASA impose d’ailleurs aux pilotes qualifiés IFR qui veulent faire des approches IFR au GPS une formation spécifique en ATO.

Enfin, la technologie même des instruments est différente dans un EFIS. Par exemple, le gyroscope n’est plus utilisé.

La conséquence principale pour le pilote est qu’il doit apprendre à donner des ordres à l’ordinateur qui contrôle le système et à comprendre et anticiper son comportement. Il doit donc changer complètement son processus mental. Il y a souvent plusieurs méthodes pour arriver au même résultat, l’information recherchée n’est pas toujours au même endroit, parfois elle n’est pas visible, le même bouton ne sert pas toujours à la même chose, etc.

Il y a deux tendances pour la formation EFIS.
1 Dans certains aéroclubs, l’instructeur fera comme pour tout changement de machine: il vérifiera que le pilote est à l’aise en maniabilité et tour de piste, et qu’il sait entrer le QNH, et se servir de la radio.
2 Certaines écoles organisent un cours magistral de plusieurs heures voire plusieurs jours, où tous les menus d’un système spécifique seront déroulés. Cette deuxième méthode n’est pas bonne, car l’apprentissage d’un système complexe se fait petit à petit. Un élève submergé d’informations en deux ou trois jours à temps complet ne retiendra pratiquement rien.

Un défaut commun aux deux méthodes est qu’en se focalisant sur un avion ou système particulier, elles n’attirent pas l’attention du pilote sur ce qui est commun à tous les systèmes EFIS, et qui demandera un changement de méthode au pilote par rapport aux systèmes traditionnels. Le pilote est dans la première méthode focalisé principalement sur la maniabilité du nouvel avion, dans la deuxième sur un système particulier, au détriment de ce qui est spécifique à la variante EFIS.

Je pense que le but de la formation est justement de mettre en avant les quelques points d’attention spécifiques à l’EFIS, sans demander à l’élève ni de s’adapter au Cessna 172 si c’est un avion nouveau pour lui, ni d’apprendre les spécificités du G1000. Lorsqu’il s’agira de piloter un avion spécifique, l’élève pourra faire son apprentissage par lui-même, à l’aide de la documentation de l’avion.
Mon cours est la synthèse de mes centaines d’heures de vol sur avion EFIS, de jour, de nuit, en IFR, en VFR, et surtout en navigation, et de la documentation de qualité mise à disposition par la FAA, dont je vous recommande la lecture: le chapitre 8 de Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge traite des aspects techniques, Advanced Avionics Handbook est un manuel déjà ancien, mais qui cerne bien les enjeux pour le pilote.

Il faudra donc environ 1h d’explication au sol, en plus de la préparation et du briefing habituel, et environ 1h en vol pour permettre à l’élève de découvrir les pièges et difficultés de l’EFIS, à l’issue desquelles je signerai en principe le carnet de vol si ce que j’ai expliqué est bien assimilé.

Il faudra bien plus d’heures de travail personnel pour être à l’aise sur un type particulier, et comme tout apprentissage aller progressivement, en commençant par des vols en VFR de jour avec le sol en vue, et en alternant avec un entrainement à la maison sur un logiciel simulant le système. En VFR avec la vue du sol on n’a guère besoin d’instruments, un EFIS n’apporte donc pas grand chose, et par conséquent n’être pas encore complètement à l’aise n’est pas très grave si on est conscient des enjeux.

Formation aux différences – Lâcher

Dans votre aéroclub, si vous voulez changer de machine, par exemple passer du Cessna 152 au Cessna 172, on vous dira qu’il faut vous faire lâcher par un instructeur. Dans quel mesure ce lâcher-machine, car c’est le terme consacré, est-il réglementé?
Sur votre licence PPL, CPL ou ATPL, vous avez une ou plusieurs qualifications de classe ou de type. Le pilote fraichement breveté a en général une qualification de classe SEP terrestre (il existe aussi une SEP hydravion). Le FCL.710 dit qu’aux fins d’étendre ses privilèges à une autre variante d’aéronef au sein d’une qualification de classe ou de type, le pilote devra suivre une formation traitant des différences ou une formation de familiarisation.
La licence LAPL n’a pas de qualification de classe, mais le FCL.135.A dit en substance la même chose que pour les autres licences: avant que le titulaire d’une LAPL ne puisse exercer les privilèges de la licence sur une autre variante de l’avion que celle utilisée pour l’examen pratique, le pilote devra effectuer une formation traitant des différences ou une formation de familiarisation.
Tant le FCL.135.A que le FCL.710 disent que la formation traitant des différences sera inscrite dans le carnet de vol du pilote ou dans un document équivalent, et sera signée par l’instructeur. Il est aussi précisé dans le FCL.710 que le privilège donné par la formation aux différences au sein d’une classe monomoteur est acquis à vie sans condition d’expérience récente.
Le GM1 (Guidance Material) FCL.710 dit
(a) Differences training requires the acquisition of additional knowledge and training on an appropriate training device or the aircraft.
(b) Familiarisation training requires the acquisition of additional knowledge.(Il n’y a pas de version française du GM à ma connaissance.)
Et enfin le GM1 FCL.700 donne un tableau permettant de savoir quelles machines demandent une formation aux différences, tableau tenu à jour sur le site de l’EASA, (https://www.easa.europa.eu/document-library/product-certification/typeratings-and-licence-endorsement-lists) et accompagné d’une note explicative, bien utile car vous constatez que tout ça n’est pas très clair.

J’ai tout lu pour vous, et voici mes conclusions pour les qualifications de classe dont je suis titulaire (MEP, TMG, SEP)
– La formation aux différences est faite par un instructeur CRI ou FI (les instructeurs restreints (FCL.910.FI), n’ont, semble-t-il pas ce privilège), pas nécessairement en aéroclub ou ATO, un instructeur indépendant a le droit de former aux différences. La formation doit comporter au moins un vol ou une séance en simulateur. Une fois la formation terminée, l’instructeur doit le mentionner sur le carnet de vol de l’élève. Aucun double n’est envoyé à l’autorité émettrice de la licence, le fait que la formation a été effectuée n’est pas mentionné sur la licence, et n’est pas connu de l’autorité. En cas de contrôle ou d’accident, pour prouver que vous avez le privilège requis, il vous faudra retrouver le carnet de vol signé par l’instructeur, même s’il est très ancien. Le contenu de la formation elle-même n’est pas défini, c’est à la discrétion de l’instructeur, sauf, je suppose, au sein d’une ATO ayant déposé un programme spécifique qui doit alors le respecter. Il n’y a par conséquent aucun niveau défini à atteindre, aucun examen à passer.
– La formation de familiarisation n’est soumise à aucun formalisme. Il peut s’agir d’une autoformation par lecture du manuel de vol, mais, bien évidemment, rien ne vous empêche de vous faire aider par un instructeur.

MEP (multimoteur à pistons): chaque avion est une variante nécessitant une formation aux différences. Par exemple passer du DA42 au Seneca nécessite une formation aux différences. Si on n’a pas volé sur une machine depuis plus de 2 ans, il faut une nouvelle formation aux différences, ou passer le contrôle de compétence sur cette machine.

TMG (motoplaneur): le passage d’un motoplaneur à un autre ne demande qu’une formation de familiarisation.

SEP (terrestre): il y a sept variantes demandant une formation aux différences.
VP (Variable Pitch, pas variable)
RU (Retactable Undercarriage, train rentrant)
T (Turbo)
P (Pressurisé)
TW (Tail Wheel, train classique)
EFIS (Electronic Flight Instrument System)
SLPC (Single Lever Power Control, monomanette)
J’ai toutes ces variantes, sauf P & SLPC. Notez que j’ai la variante DA42, qui est un bimoteur monomanette, associée à ma MEP, mais que je n’ai pas le droit d’utiliser cette compétence sur un avion SEP, pas même le monomoteur DA40 dont le moteur est identique à ceux du DA42. De même, avoir piloté un motoplaneur à train classique ne vous donne pas le droit de piloter un avion SEP à train classique, il vous faut la variante TW et la qualification SEP pour piloter un avion SEP à train classique.

La formation aux différences SEP est valable à vie, sans condition d’expérience récente, pour autant que votre SEP soit valable bien sûr.

Une formation de familiarisation suffit pour passer d’un avion SEP à un autre, sauf s’il s’agit de passer à un avion qui a en plus une des 7 variantes nécessitant une formation aux différences.
Exemple: pour Passer du DR400 au Cessna 152, vous n’avez pas besoin d’un instructeur. Pour passer du DR400 au Cessna 172S G1000, qui est EFIS, vous avez besoin d’un instructeur, moi par exemple, pour recevoir la formation aux différences EFIS. Pour passer d’un avion SEP EFIS à un autre avion SEP EFIS, vous n’avez pas besoin d’un instructeur.

Il y a également pour l’anecdote deux variantes SEP bimoteur (!) françaises, l’une qui concerne les avions à propulsion axiale, qui n’a plus d’application légale depuis l’entrée en vigueur du règlement EASA en 2012 puisque le seul avion de ce type n’est plus du ressort de l’autorité française, et l’autre qui concerne le CriCri.

Si vous avez des questions, commentez!

Prochainement un article sur la formation EFIS que je propose sur Cessna 172S G1000, l’avion que vous voyez en photo, phare de roulage allumé, en tête de ce blog. Le photographe était dans un avion aligné en 03 au Bourget.

Anémométrie

L’anémomètre de bord, qu’on appelle aussi badin, vous indique la vitesse. De quelle vitesse s’agit-il, et comment la mesure-t-on?

Vous verrez sur tous les avions un ensemble pitot-statique
Principe du Tube Pitot

La pression qu’on mesure dans le tube de pitot aligné avec le flux d’air s’appelle pression totale p_t.
La pression mesurée à la prise de pression statique perpendiculaire au flux d’air s’appelle pression statique p_s.
La différence p_t-p_s est appelée souvent dans les manuels (par exemple le manuel Cepaduès bien connu) pression dynamique.
Dans mon article sur la portance, je vous disais que ½ ρ V² est souvent aussi appelé pression dynamique.
Pour les basses vitesses, typiquement moins de 300kt, on peut considérer que les valeurs de ½ ρ V² et de p_t-p_s sont, à toutes fins pratiques en aviation, égales et donc le fait de les appeler par le même nom n’est pas trop gênant.
L’égalité de ces valeurs aux basses vitesses est une propriété qu’on peut vérifier expérimentalement, et qui peut être expliquée théoriquement par le théorème de Bernoulli, qui exprime la conservation de l’énergie pour un fluide lorsque certaines hypothèses, et notamment la non compressibilité, sont réunies (à grande vitesse, les deux valeurs ne sont plus égales. Il existe une formule, dite de Saint-Venant, qui relie p_t-p_s à V, mais qui demande en plus de connaitre la température).

Considérons donc que p_t-p_s=½ ρ V² pour nos avions légers.

Contrairement à la formule de la portance, qui est une définition et donc ne véhicule pas de savoir, cette formule p_t-p_s=½ ρ V² est établie par la théorie et confirmée par l’expérience: elle contient donc du savoir qui va nous être utile pour mesurer notre vitesse en avion.
Si nous mesurons p_t-p_s grâce à notre ensemble pitot-statique, nous pouvons,en résolvant pour V l’équation p_t-p_s=½ ρ V², en déduire la vitesse V=√2 (Pt-Ps)/ρ.
La masse volumique de l’air ρ dépend de la température et de la pression, ce n’est pas une grandeur fixe, donc notre ensemble pitot-statique n’est pas suffisant pour nous donner la vitesse, puisqu’il nous faudrait connaitre ρ.

La vitesse dont nous parlons depuis l’article sur la portance est la vitesse de l’avion par rapport à l’air. On l’appelle vitesse propre V_p. Dans les manuels anglophones elle est notée TAS, True AirSpeed.
Nous allons maintenant définir une autre vitesse, appelée vitesse conventionnelle, et notée V_c. Dans les manuels anglophones elle est notée CAS, Calibrated AirSpeed.
La définition officielle dit que V_c est égal à V_p si la température est de 15°C et la pression de 1013¼ hPa, c’est à dire si on est dans les conditions de l’atmosphère standard à l’altitude pression nulle. La masse volumique de l’air dans ces conditions est notée ρ₀ et est égale à environ 1.225 g/l ou kg/m³.
Pour les vitesses inférieures à 300kt, on peut définir V_c par la formule suivante
V_c= √ρ/ρo V_p, ou autrement écrit ½ ρ V_p²= ½ ρ₀ V_c²
Vous constatez que si ρ=ρ₀, autrement dit si la température est de 15°C et la pression de 1013¼ hPa, on a bien V_c=V_p, comme le commande la définition officielle de V_c.

En reprenant notre formule du début p_t-p_s=½ ρ V_p², et en remplaçant ½ ρ V_p² par ½ ρ₀ V_c², notre formule devient p_t-p_s=½ ρ₀ V_c². En résolvant cette équation pour V_c on trouve V_c=√2 (Pt-Ps)/ρo. Il n’est plus nécessaire de connaitre la masse volumique au moment de la mesure, on prend une valeur constante ρ₀=1.225 kg/m³.
Notre ensemble pitot-statique, nous permet donc de connaitre directement V_c, alors qu’il ne pouvait pas nous permettre de connaitre V_p sans donnée suplémentaire.

L’anémomètre de bord est conçu pour indiquer la vitesse la plus proche que possible de la vitesse conventionnelle V_c. Comme il y a toujours des erreurs de mesures, on désigne par V_i, vitesse indiquée, la valeur indiquée par l’anémomètre. L’écart entre V_c et V_i en fonction de V_i figure dans un tableau que vous trouverez dans le manuel de vol au chapitre 5, performance (page 5-10 dans le manuel de vol du Cessna 172 qu’utilisent mes élèves). Vous constaterez en général que le système est calibré pour que l’erreur soit minimale autour de la vitesse d’approche.

Donc notre anémomètre nous indique une bonne approximation de V_c ,mais ne nous donne aucun renseignement sur V_p.
De la définition de V_c on tire V_p= √ρo/ρ V_c. On en déduit que la vitesse propre est supérieure à la vitesse conventionnelle si la densité est plus petite que 1.225 kg/m³, ce qui est le cas par temps chaud ou en altitude. A titre de règle pratique, il faut ajouter à V_c 1% de V_c par 600ft d’altitude et par 5°C d’écart par rapport aux conditions ISA.Exemple: vous volez au FL60, il fait -2°C. FL60 c’est 10 x 600 ft, donc il faut rajouter 10% à cause de l’altitude. Au FL60 la température standard est de 3°C, on est donc en conditions ISA-5°C, il faut retrancher 1% à cause de la température, et donc au global ajouter 9%. Si votre vitesse indiquée est de 103kt dans le Cessna 172S, votre vitesse conventionnelle est de 100kt d’après le manuel de vol, votre vitesse propre est donc de 109kt. Ça vous parait peut-être compliqué mais en réalité on n’a pas besoin d’une telle précision et V_p n’est pas très utile au pilote, ainsi que vous le verrez quand vous étudierez la navigation.

En revanche Vc a un intérêt majeur ainsi que nous l’allons voir.

Reprenons la formule de la portance, vue dans cet article.
P = S C_z ½ ρ V_p²
Vous constatez que la portance dépend de ρ, de V_p et de C_z.
Pour obtenir une portance donnée à une vitesse propre donnée, l’incidence nécessaire dépend de la masse volumique, et donc de la température et de l’altitude du moment.
Si on remplace dans la formule de la portance ½ ρ V_p² par ½ ρ₀ V_c², grandeurs qui sont égales par définition, on trouve

P = S C_z ½ ρ₀ V_c²

Vous voyez alors que la portance ne dépend plus que de V_c et de C_z et ne dépend plus ni de l’altitude, ni de la température.
Ça veut dire que pour un poids donné de l’avion, il existe une unique vitesse conventionnelle de décrochage en palier, et donc une unique vitesse indiquée de décrochage en palier, qui ne dépend pas de la densité du jour, de même qu’il existe une unique vitesse indiquée de rotation qui ne dépend pas de la densité du jour.
Plus généralement, pour obtenir une portance donnée à une vitesse indiquée donnée, l’incidence nécessaire ne dépend pas de la température du jour ni de l’altitude. Cette propriété très utile n’aurait pas été obtenue si l’indicateur de vitesse indiquait la vitesse propre.
V_cest donc bien plus utile au pilote que V_p.

Conversion Brevet de base LAPL en pratique

J’ai recherché pour vous les textes applicables afin de vous permettre de convertir votre Brevet de base efficacement. Il s’agit surtout de vous donner les éléments pour décider s’il vaut mieux convertir votre brevet de base immédiatement, ou s’il vaut mieux obtenir des autorisations additionnelles sur votre brevet de base avant de convertir.

Pour ceux qui n’auraient pas obtenu leur brevet de base avant le 8 avril prochain, je rappelle que les heures effectuées par les candidats en cours de formation pour la délivrance de la licence de base de pilote avion (BB) sont intégralement portées au crédit pour la formation LAPL (A).

Vous pouvez obtenir une LAPL(A) par équivalence avec votre brevet de base. Vous pouvez obtenir directement un LAPL(A) non restreint en passant un examen en vol avec un examinateur, mais vous pouvez éviter l’examinateur en acceptant un LAPL(A) restreint.
Celle licence LAPL(A) obtenue sans examinateur, par simple conversion administrative, sera en principe soumise à 4 restrictions. Ci-dessous, pour chaque restriction, j’expose comment
-éviter la restriction en obtenant préalablement une autorisation additionnelle sur son brevet de base,
– lever la restriction si on n’a pas obtenu cette autorisation avant l’obtention de la LAPL.

1 restriction au vol local (30km de l’aérodrome de départ)
Vous ne serez pas soumis à cette restriction si vous êtes titulaire sur votre brevet de base de l’une des deux autorisations additionnelles suivantes:
–Vol VFR contact, hors des espaces contrôlés ou réglementés et atterrissage sur un autre aérodrome que celui qui a été utilisé pour le décollage.
Extrait de la circulaire relative à l’obtention de cette autorisation additionnelle: L’instructeur délivre cette autorisation après avoir dispensé au pilote une formation en vol lui permettant de parcourir ce type d’itinéraire en naviguant par cheminement. Elle concerne des itinéraires d’une longueur inférieure à 100 km. L’autorisation est délivrée sous la forme: autorisation de vol entre les aérodromes de… et de…
-Accès à des aérodromes spécifiés dont l’espace aérien associé est contrôlé, réglementé ou contrôlé et réglementé.
Extrait de la circulaire relative à l’obtention de cette autorisation additionnelle: L’instructeur délivre cette autorisation après avoir accompagné le pilote dans une reconnaissance en double commande des cheminements d’arrivée et de départ, à l’occasion de chacune des cinq premières autorisations de cette nature.
Je pense qu’il faut avoir l’accès à plusieurs aérodromes pour ne pas subir la restriction.
Si vous n’avez pas une des autorisations additionnelles ci-dessus, votre LAPL sera restreinte, et la restriction sera levée si vous répondez aux exigences prévues au FCL. 110. A a, 2 de l’annexe I (Partie FCL) du règlement (UE) n° 1178/2011 du 3 novembre 2011 modifié, c’est à dire après avoir effectué 6 heures de vol en solo supervisé (par moi par exemple), dont un minimum de 3 heures de vol en campagne en solo avec au moins 1 vol en campagne d’un minimum de 150 km (80 NM), au cours duquel 1 atterrissage avec arrêt complet sera effectué sur un aérodrome autre que l’aérodrome de départ et, uniquement pour ceux qui ne sont titulaires que du théorique spécifique au BB, si vous réussissez une interrogation orale théorique portant sur les différences entre le théorique BB et le théorique LAPL (notamment facteurs humains et navigation).

2 restriction aux espaces aériens non contrôlés et non réglementés
Vous ne serez pas soumis à cette restriction si vous êtes titulaire sur votre brevet de base de l’autorisation additionnelle Accès à des aérodromes spécifiés dont l’espace aérien associé est contrôlé, réglementé ou contrôlé et réglementé.
Je pense qu’il faut avoir l’accès à plusieurs aérodromes pour ne pas subir la restriction.
(Voir plus haut comment l’obtenir).
Si vous n’avez pas cette autorisation additionnelle, votre LAPL sera restreinte, et la restriction sera levée de la même façon que la restriction au vol local.

3 sans emport de passager
Vous ne serez pas soumis à cette restriction si vous êtes titulaire sur votre brevet de base de l’autorisation additionnelle Emport de passagers.
Extrait de la circulaire relative à l’obtention de cette autorisation additionnelle:
L’instructeur délivre cette autorisation à un pilote âgé d’au moins seize ans, ayant une expérience du vol seul à bord d’au moins vingt heures, dont cinq dans les deux derniers mois. L’emport de plusieurs passagers n’est autorisé qu’en vol local.
L’autorisation est délivrée sous la forme: autorisation d’emport d’un passager ou autorisation d’emport de … passagers, en vol local.
Si vous n’avez pas cette autorisation additionnelle, votre LAPL sera restreinte, et la restriction sera levée dès lors que vous répondrez aux exigences prévues au FCL. 105. A b de l’annexe I » Partie FCL » du règlement (UE) n° 1178/2011 du 3 novembre 2011 modifié, c’est à dire après avoir effectué 10 heures de vol en tant que commandant de bord sur avions ou TMG après la délivrance de la licence LAPL.

4 sans atterrissage sur un aérodrome autre que celui de départ.
Les titulaires de licences BB avec autorisations additionnelles d’accès à des aérodromes spécifiés dont l’espace aérien est contrôlé ou réglementé (autre que l’aérodrome de départ) se voient délivrer une licence LAPL (A) sans restriction interdisant l’atterrissage sur un aérodrome autre que celui de départ. Je pense qu’il faut l’accès à plusieurs aérodromes pour ne pas subir la restriction.
Si vous n’avez pas cette autorisation additionnelle, votre LAPL sera restreinte, et la restriction sera levée de la même façon que la restriction au vol local.

Vous avez maintenant tous les éléments pour décider, en fonction de votre situation, s’il est plus avantageux d’obtenir des autorisations additionnelles avant de convertir votre BB en LAPL, ou de convertir maintenant et lever ensuite les restrictions après conversion.
Par exemple si vous passez les quelques heures nécessaires pour obtenir l’autorisation additionnelle Accès à des aérodromes spécifiés dont l’espace aérien associé est contrôlé, réglementé ou contrôlé et réglementé, pour autant qu’elle porte sur au moins deux aérodromes différents, avant de convertir, votre LAPL ne sera restreint que pour l’emport passager, et vous devrez faire 10 heures de solo avant de lever cette dernière restriction.
Si vous convertissez sans cette autorisations additionnelle, certes il vous faudra 6 heures de solo supervisé ensuite pour lever les 3 restrictions, et probablement de la double commande pour être lâché sur la navigation de 80NM, mais ces heures de solo supervisé compteront pour la levée de restriction emport passager, elles ne sont donc pas perdues, et ça vous fera une expérience sécurisante d’être supervisé par un instructeur pour vos premières navigation, il ne vous restera que 4 heures de solo à faire pour lever la dernière restriction.
C’est donc à vous de choisir, il n’y a pas de solution qui soit optimale pour tout le monde, bien que dans la plupart des cas, convertir un BB sans autorisation additionnelles, puis lever les restrictions LAPL me semble la solution plus efficace.
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Sources de cet article:

La partie FCL du règlement européen n°1178/2011 relatif aux licences européennes;
l’arrêté du 31 juillet 1981 relatif aux licences non professionnelles;
l’instruction du 7 octobre 1985 relative aux autorisations additionnelles.
EDIT L’instruction du 7 octobre 1985 a été abrogée fin décembre 2017, puis intégrée en février 2018, à l’identique en ce qui concerne les autorisations additionnelles BB, à l’arrêté du 31 juillet 1981 précité.

Que se passera-t-il le 8 avril 2018?

Le règlement européen n°1178/2011, connu sous le nom de règlement AIRCREW est entré en vigueur le 8 avril 2012 et a pour objectif d’harmoniser les licences de pilote en Europe. Un règlement européen a force de loi partout en Europe, sans nécessiter de textes d’application.
Ce règlement notamment

rend inutilisables les licences nationales sur les avions certifiés. Certains pays comme le Royaume Uni ont décidé de garder leurs licences nationales et d’en accepter les restrictions d’utilisation aux ULM et aéronefs de construction amateur ou de collection. La France a décidé de ne plus avoir de licence nationales pour les aéronefs autres que les ULM (arrêté du 26 mars 2013):contrairement à ce qu’on lit parfois, la fin du brevet de base est une décision française et non pas européenne.
impose à tous les organismes de formation, du plus petit aéroclub à l’organisme professionnel
- d’obtenir un agrément ATO (Aviation Training Organisation) à la suite d’un processus administratif long et couteux;
- une gestion administrative d’une telle lourdeur qu’aucun petit aéroclub ne pourrait en supporter le coût.

Ce règlement prévoyait un délai de transition, pendant lequel

les licences nationales qui continuaient à être délivrées restaient utilisables sur avions certifiés;
les organismes de formation sans agrément ATO déjà existants à l’entrée en vigueur du règlement pouvaient poursuivre leurs activités et donc former au PPL européen;
les organismes de formation sans agrément ATO créés après l’entrée en vigueur dudit règlement ne pourraient plus former aux licences européennes comme le PPL ou le LAPL.

La France de son coté a décidé que le brevet de base cesserait de pouvoir être délivré à l’issue de ce délai de transition. En outre une obtention du LAPL par équivalence du brevet de base était prévue.

Évidemment personne dans le monde de la petite aviation n’était satisfait de cette obligation d’agrément, et des discussions se sont engagées. Pendant les discussions des aménagements ont été consentis, notamment les organismes non ATO existant avant 2012 ont pu commencer à former au LAPL, et le délai de transition a été reporté plusieurs fois, le report actuel étant au 8 avril 2018.
Actuellement on en est là, c’est à dire qu’un organisme créé après 2012 et non ATO ne peut que former au brevet de base, et seulement jusqu’au 8 avril 2018 et donc ne peut présenter ses élèves ni à l’examen théorique PPL ou LAPL, ni à l’examen pratique.
Une modification au règlement est prête et est semble-t-il en cours d’approbation, mais je n’arrive pas à trouver ce texte à l’ordre du jour du parlement européen. Cette modification prévoit qu’à compter du 8 avril 2018 on pourra de nouveau, comme avant 2012, former aux licences non professionnelles sans agrément au sein d’une DTO, et donc notamment au PPL et à la nouvelle licence LAPL.
Je ne sais pas si un élève qui aurait passé son théorique brevet de base devra le déchirer s’il n’a pas eu le temps de passer son pratique brevet de base avant l’échéance du 8 avril prochain. Le texte dit que la formation pratique faite pour le Brevet de base n’est pas perdue, qu’elle compte donc pour le LAPL, mais ne dit rien sur la formation théorique.

La portance et la trainée

La totalité des manuels destinés aux futurs pilotes que j’ai consultés s’évertuent à vouloir expliquer d’où vient la portance. Je trouve que c’est malhonnête de la part des auteurs des manuels que j’ai consultés car toutes les explications données sont fausses, fantaisistes ou incomplètes. La Nasa a publié un petit recueil des explications fantaisistes qu’on trouve dans les manuels:
Fausse explication n°1
Fausse explication n°2
Fausse explication n°3
Je ne connais aucune façon simple d’expliquer rigoureusement l’origine de la portance. La seule façon d’expliquer la portance que je connais est d’aligner des hypothèses et de se lancer dans des développements mathématiques extrêmement complexes à l’issue desquels apparaît enfin la propriété expérimentale connue depuis longtemps relative à la variation linéaire du coefficient de portance en fonction de l’incidence. Mais les calculs sont tellement complexes qu’on, en tous cas je, ne retire pas de satisfaction intellectuelle particulière une fois arrivé au bout.

En réalité le pilote n’a pas besoin de comprendre d’où vient la portance. Il suffit de savoir s’en servir et une méthode expérimentale rigoureuse permet de déterminer les propriétés de la portance et de la traînée d’une façon parfaitement opérationnelle. Les ingénieurs ont très longtemps fait des avions qui volaient très bien en étant uniquement munis du savoir expérimental. Le but de cet article est d’introduire rigoureusement les formules dites de la portance et de la traînée qu’on trouve dans les manuels, sans explications fausses ou fantaisistes.

Cette image (empruntée là) vous montre une aile d’avion dans le vent.

L’angle entre le vent relatif et la corde de l’aile s’appelle en français l’incidence, en anglais on dit angle of attack, on trouve parfois dans les traductions de manuels anglais l’expression angle d’attaque, qui est plus imagée que l’incidence, car c’est l’angle sous lequel le vent attaque l’aile. La corde de profil ou corde de l’aile est le segment de droite qui joint le bord d’attaque de l’aile au bord de fuite.

L’effet de ce vent relatif sur l’aile est une force appelée résultante aérodynamique, FR sur le schéma.
L’intensité d’une force se mesure en kg.m.s^-2ou Newton. Une force d’un Newton, soit un kg.m.s^-2, appliquée à une quantité de matière au repos d’un kg pendant une seconde fera passer sa vitesse de zéro à 1 m.s.^-1

Remplacez en pensée cette aile par votre main à la fenêtre d’une voiture.

Lorsque votre main est parallèle au vent relatif, c’est à dire horizontale, ou encore si l’incidence est faible, la force du vent tire votre main en arrière. La résultante aérodynamique est alors pratiquement horizontale.
Lorsque vous augmentez l’incidence de votre main, vous sentez que la résultante aérodynamique tire toujours en arrière, mais aussi vers le haut. Si vous augmentez davantage, la résultante aérodynamique cessera de soulever votre main, mais la force vers l’arrière sera maximale.
C’est évidemment lorsque la résultante aérodynamique tire peu vers l’arrière et beaucoup vers le haut qu’un avion s’envolera facilement. C’est pourquoi on décompose cette résultante aérodynamique en deux composantes, la traînée qu’on veut en général minimiser, et la portance qu’on veut maximiser.
La projection de la résultante aérodynamique parallèle au vent relatif s’appelle la traînée, la projection perpendiculaire s’appelle la portance. La traînée est horizontale et la portance verticale sur le schéma car le vent relatif est horizontal, mais pour un avion en montée par exemple, la traînée sera légèrement orientée vers le bas et la portance vers l’arrière.
Si vous habitez Paris, essayez de visiter la soufflerie créée par Gustave Eiffel qui existe encore et est toujours en activité.
En soufflerie, on va placer une aile ou un modèle réduit d’avion, et mesurer la traînée et la portance lorsqu’on fait varier certains paramètres.

Pour éviter de comparer des choux et des carottes, les ingénieurs font attention à comparer des grandeurs homogènes, c’est à dire qui se mesurent dans la même unité. Familiarisons nous avec les unités.
La force se mesure en Newtons 1N= 1 kg.m.s^-2
L’énergie se mesure en Joules, 1J=1 kg.m².s^-2. Il faut une énergie d’un Joule pour déplacer le point d’application d’une force d’1 Newton sur 1 mètre. 1 Joule, c’est donc aussi 1 N.m
La pression se mesure en Pa. 1Pa= 1 N.m^-2= 1 kg.m^-1.s^-2.
(L’unité courament utilisée est l’hectopascal, cf.l’article sur l’atimétrie.)

Si on considère une masse d’air de densité ρ kg.m^-3 lancée à une vitesse V, son énergie cinétique notée souvent q est $\textbf q=\frac{\textbf 1}{\textbf 2} \boldsymbol\rho \textbf V^2$ Joules par mètre cube. Développons par un petit calcul ces Joules par mètre cube: J.m^-3 = kg.m².s^-2.m^-3= kg.m.s^-2.m^-2= N.m^-2= Pa.
Le Joule par mètre cube est donc une pression. Cette grandeur $\textbf q=\frac{\textbf 1}{\textbf 2} \boldsymbol\rho \textbf V^2$ est appelée souvent pression dynamique¹. La pression dynamique s’interprète comme la cause de la portance et de la traînée.
La portance P (ou la traînée T) divisée par la surface de l’aile S est aussi une pression qui mesure l’effet de la pression dynamique.
On est alors amené naturellement à définir le coefficient de portance C_z (ou de traînée C_x) comme le rapport entre l’effet et la cause, c’est dire entre la portance (ou la traînée) par mètre carré d’aile et la pression dynamique. C’est un rapport entre deux grandeurs homogènes, il n’a donc pas d’unité, on dit parfois que c’est un nombre sans dimension.

$C_z=\frac{\frac{P}{S}}{\frac{1}{2}\rho V^2}$

$C_x=\frac{\frac{T}{S}}{\frac{1}{2}\rho V^2}$

Ce sont des définitions, l’égalité est donc exacte. Comme toute définition, ces formules n’apportent en elle-même aucun savoir. Nous allons voir maintenant ce qui rend ces définitions utiles.

En soufflerie, on va tracer pour différents angles d’incidence le coefficient de portance et le coefficient de trainée, tracé qu’on peut recommencer à différentes vitesses, températures ou densité de l’air. C’est la qu’un résultat expérimental très important est apparu: l’expérience montre que dans les conditions habituelles d’utilisation de nos petits avions, les coefficients de portance et de traînée ne dépendent pratiquement pas de la vitesse, de la densité de l’air, ni de la température, mais uniquement de l’angle d’incidence α et de l’état de surface de l’aile. Vous comprenez maintenant l’intérêt des ces coefficients de portance et de traînée.

L’ancêtre de la NASA, le National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) a depuis longtemps publié un catalogue de profils d’ailes. avec le résultat des études en souffleries.
Par exemple, sur cette page vous pouvez voir (page 100 du catalogue, page 104 du PDF) les caractéristiques géométriques de l’aile NACA2412 (c’est l’aile du Cessna 172 de l’école).
Ci-dessous la page 136 du catalogue NACA qui montre les résultats obtenus en soufflerie par cette aile (page 138 du PDF) :

En Anglais portance se dit lift et le coefficient de portance se note C_L, trainée se dit drag et le coefficient de traînée se note C_D.
Vous voyez qu’on a tracé les coefficients de portance et de traînée pour différents angles d’incidence. Notez que coefficient de portance croit sensiblement linéairement jusqu’à son maximum, appelé angle de décrochage. Les manuels mentionnent souvent une valeur de 15° pour l’angle de décrochage, mais cette valeur dépend de l’aile, et dépend aussi de l’état de surface comme vous voyez sur les graphiques. Le coefficient de portance par exemple, à l’approche de l’angle de décrochage varie très différemment si l’aile est lisse ou rugueuse. C’est pour ça que les pilotes soigneux nettoient après chaque vol les bords d’attaque de l’aile de leur avion pour les débarrasser des insectes. Vous voyez aussi que le coefficient de traînée est très affecté par l’état de surface.
Une autre conclusion qu’on peut tirer à ce stade est qu’on ne pourra pas avoir en même temps le plus petit coefficient de traînée obtenu pour une incidence comprise entre 3° et 4° et le plus gros coefficient de portance, obtenu plutôt vers 16°.
Le concepteur d’avion choisira dans le catalogue NACA son aile en fonction de la mission dévolue à son aéronef, une aile avec faible traînée pour voler vite et économiquement, une aile avec fort coefficient de portance pour voler lentement, etc.

On présente en général dans les manuels les définitions des coefficients de traînées et de portance sous le nom de « formule de la portance » ou « formule de la traînée » et sous la forme suivante, rigoureusement équivalente aux formules précédentes donnant la définition des coefficients de portance et de trainée.

$P=S C_z\frac{1}{2}\rho V^2$

$T=S C_x\frac{1}{2}\rho V^2$

Ces formules vous montrent qu’en vol portance et traînée dépendent du carré de la vitesse, c’est à dire que toutes choses égales par ailleurs une augmentation de 10% de la vitesse augmentera de 21% la portance et la traînée, et de la densité de l’air (qui diminue quand il fait chaud et en altitude).
Les coefficients de portance et de traînée dépendent essentiellement de l’incidence: le pilote pourra les faire varier en levant ou baisant le nez de l’avion.

Vous pouvez maintenant retourner à votre manuel habituel.
^{1. Le manuel Cepaduès, par exemple, donne une signification différente à l’expression « Pression dynamique ». Il ne semble pas qu’il y ait de consensus sur la question↩}

Commencez par le brevet de base!

Le brevet de base est le brevet le plus facile à obtenir.

Chez L8 Flight School, un seul avion, un seul instructeur, les élèves ont toute mon attention. Le brevet de base est une licence valable uniquement en France, mais lisez la suite.

L’intérêt majeur (et temporaire, puisque le brevet de base ne pourra plus être délivré après le 8 avril ~~2018~~ 2020, la date a été repoussée après la parution de cet article,) du brevet de base est qu’il permet facilement d’être transformé en LAPL, LAPL qui donne presque les mêmes privilèges que le PPL, licence de pilote privé dont vous avez entendu parler.

La licence LAPL vous donne le droit de piloter des avions monomoteurs à pistons ou des motoplaneurs ayant une masse maximale certifiée au décollage ne dépassant pas deux tonnes, transportant 3 passagers au maximum, partout en Europe. Vous avez bien sûr la possibilité, si vous voulez quitter l’Europe ou voler sur un plus gros avion de suivre une formation complémentaire pour la transformer en PPL.

${ \frac {W}{V_p}}$	20%	30%	40%	50%	60%	70%
Dérive 10°	-2%	-2%	-2%	-3%	-4%	-5%
Dérive 15°	–	-4%	-5%	-6%	-7%	-10%
Dérive 20°	–	–	-8%	-9%	-12%	-15%
Dérive 25°	–	–	–	-13%	-16%	-21%
Dérive 30°	–	–	–	-13%	-20%	-26%
Dérive 35°	–	–	–	–	-22%	-30%