Importance du calage altimétrique en approche
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1. Introduction
L’utilisation d’un calage altimétrique erroné lors de l’approche peut amener l’aéronef à voler plus bas que le profil d’approche publié, lorsque le guidage vertical et les écarts de trajectoire utilisent la référence barométrique (le QNH). Cela peut entraîner un risque de vol contrôlé contre le relief (Controlled Flight Into Terrain CFIT, en anglais) dans des conditions de faible visibilité ou de nuit.
Cette page explique les conséquences potentielles d’une référence barométrique erronée. Elle fournit également des recommandations aux pilotes virtuels sur la manière de la détecter et décrit les améliorations de système disponibles pour alerter les équipages lorsqu’une référence BARO erronée est détectée.
Bien que l’étude de cas qui suit concerne un Airbus, il est important de noter que tous les aéronefs sont sujets à ce genre d’erreurs.
2. Étude de cas
L’équipage d’un A320 se préparait à effectuer une approche RNP avec des minimas LNAV/VNAV, lors de leur briefing d’arrivée, l’ATIS leur fournissait un QNH de 1001hPa à destination.
Au cours de la descente, l’ATC a autorisé l’équipage à descendre à 6000ft avec un QNH de 1011hPa, puis, deux minutes plus tard, à 5000ft, toujours avec un QNH de 1011hPa. L’équipage a, par deux fois, confirmé le QNH erroné de 1011hPa, qui était supérieur de 10hPa au QNH réel de l’aéroport, soit une différence de 280ft.
1- L’avion est stable à 5000ft avec un QNH de 1011hPa (image 1). Cela le plaçait environ 280ft sous l’altitude prévue de 5000ft avec le QNH correct de 1001hPa.
2- Avec les automatismes activés, l’A320 a atteint le FAF avec le mode d’Airbus FINAL APP. L’appareil était en IMC, sans aucune référence visuelle extérieure.
IMAGE 1 – Crédit Airbus
3- À une altitude indiquée de 1392ft (1000ft au-dessus de l’altitude de l’aérodrome), l’avion était stabilisé selon les critères de la compagnie. Les écrans des deux pilotes indiquaient que la trajectoire horizontale et verticale prévue était bien suivie (image 2).
4- L’ATC a reçu une alerte MSAW (Minimum Safety Altitude Warning) lorsque l’appareil se trouvait à 1,53NM du seuil de piste et affichait une altitude indiquée de 891ft.
5- L’avion a franchi une altitude indiquée de 802ft qui correspondait à son altitude de décision. Les pilotes ont été informés qu’un alerte MSAW a été déclenchée. Les pilotes ont donc initié une remise de gaz 6 secondes après le passage de la DA, à une altitude indiquée de 735ft.
6- Le radioaltimètre de l’avion a indiqué une valeur de 6ft pendant la remise de gaz.
7- Quelques secondes plus tard, l’équipage a annoncé la remise de gaz et a été guidé pour une seconde approche.
IMAGE 2– Crédit Airbus
La seconde approche a également été effectuée avec une valeur de QNH erronée de 1011hPa. L’ATC a de nouveau reçu une alerte MSAW et a averti l’équipage. Lors de cette seconde approche, l’équipage a pu poursuivre puisque la piste était en vue.
3. Analyse de l’événement
Alors en finale, l’équipage n’a pas détecté la position verticale erronée pour les raisons suivantes :
- Le symbole d’écart vertical (yoyo) était centré
- Les vérifications altitude/distance étaient correctes
- Aucune alerte du système d’alerte anticollision avec le sol (TAWS) ne s’est déclenchée
Plusieurs auto-callouts du radio altimètre auraient dû être déclenchées. Cependant, les données de l’enregistreur vocal de cockpit (CVR) ont été effacées, il n’est donc pas possible de confirmer que ces annonces ont bien eu lieu.
Les lumières d’approche de la piste n’étaient pas allumées lors de la première tentative d’approche dans de mauvaises conditions météorologiques, ce qui a rendu la détection visuelle de la piste extrêmement difficile pour l’équipage. Les feux ont été allumés par la suite, ce qui a permis à l’équipage de voir la piste et de corriger sa trajectoire lors de la seconde approche.
4. Effets d'un réglage barométrique erroné
Une valeur erronée de QNH peut affecter sérieusement la sécurité d’un vol, comme l’illustre l’événement décrit ci-dessus.
4.1 Effet de décalage de l’altitude barométrique
D’après les principes de base de l’altimétrie, une différence de 1hPa entraîne un décalage de 28ft de l’altitude barométrique affichée sur le PFD. De ce fait, tous les modes d’approche qui utilisent la référence barométrique sont affectés par une saisie erronée sur le sélecteur de QNH.
TABLEAU A VENIR
Les FMS utilisent l'altitude barométrique de l'avion pour calculer l'écart entre la trajectoire actuelle de l'avion et la trajectoire calculée. Si une altitude barométrique erronée est utilisée, l'avion suivra une trajectoire parallèle à la trajectoire publiée, mais sera décalé soit au-dessus, soit en dessous de celle-ci (image 3). Le symbole de déviation verticale, ou le symbole FLS, indiquera que l'avion est sur la trajectoire correcte, même si ce n'en est pas le cas.
Il en va de même pour les modes plus basiques (selected). Un mauvais QNH entraînera également une hauteur incorrecte au-dessus du sol. Les pilotes risquent de commencer la descente finale à une hauteur incorrecte par rapport au sol et, par conséquent, de suivre une trajectoire d'approche soit trop haute, soit trop basse.
IMAGE 3 – Crédit Airbus
4.2 Effet sur les vérifications altitude / distance
L'équipage ne détectera pas une trajectoire incorrecte avec les vérifications altitude / distance si le réglage barométrique est erroné. Ces vérifications utilisent l'altitude barométrique affichée, qui est basée sur le réglage barométrique erroné. L'effet sera que l'équipage de conduite observera qu'il est à l'altitude attendue pour chaque valeur de distance, même si l'avion vole au-dessus ou en dessous de la trajectoire de vol publiée et attendue.
4.3 Absence potentielle d'alerte TAWS
Certains systèmes EGPWS limitent les alertes et/ou la sensibilité des alarmes durant les phases d’approche. Il y a donc un risque que les alarmes du style « TOO LOW TERRAIN » soient inhibées car la trajectoire reste en dehors de la zone d'alerte du système EGPWS (image 4).
IMAGE 4 – Crédit Airbus
4.4 Les modes G/S ne sont pas affectés
La trajectoire verticale des approches utilisant le guidage ILS, GLS ou SLS n'est pas affectée, car ces approches utilisent soit le signal ILS, soit un faisceau calculé avec une altitude GPS augmentée. La trajectoire d'approche finale restera alignée avec le faisceau correct de l'ILS/GLS/SLS. En revanche, l’interception de ce faisceau se fera un peu avant ou un peu après le FAF en raison du réglage barométrique erroné (image 5).
IMAGE 5 – Crédit Airbus
5. Considérations opérationnelles
Les pilotes disposent de deux occasions pour détecter une erreur dans le réglage du QNH.
5.1 Crosscheck du QNH
Lorsque la descente vers une altitude est autorisée par le contrôle aérien, l’équipage doit prêter attention à tout écart significatif entre le QNH sélectionné et celui fourni par l’ATIS utilisé lors de la préparation de l’approche. Une telle différence peut indiquer une erreur de réglage barométrique. Dans ce cas, l’équipage doit lever le doute afin d’être certain d’avoir le bon QNH.
5.2 Annonces du radioaltimètre inattendues en finale
Une annonce audio du RA anormalement décroissante alors que l’altitude barométrique est encore élevée par rapport à l’altitude de l’aérodrome peut indiquer que l’avion est trop bas. Cela peut être dû à une incohérence de la référence barométrique. Cependant, les annonces RA dépendent du profil du terrain et peuvent ne pas apparaître si le relief est plus bas que l’altitude de l’aérodrome.
5.3 Utilisation du ALTimeter Setting Monitoring (ALTSM)
Cette fonction a récemment fait son apparition et équipe certains systèmes EGPWS. Ce système compare l'altitude barométrique de l'avion avec celle mesurée par le GPS. Si la différence entre les deux valeurs dépasse un certain seuil, l'avion émettra une alerte "ALTIMETER SETTING" permettant ainsi la détection d'une éventuelle sélection erronée de QNH.
6. Conclusion
Un réglage de QNH erroné non détecté peut amener un aéronef à voler au-dessus ou au-dessous de la trajectoire d’approche finale publiée lorsqu’il suit un guidage d’approche utilisant une référence barométrique.
Les indications d’écart vertical apparaissent comme correctes, même si l’aéronef n’est pas sur la trajectoire réelle, lorsque le réglage de QNH est incorrect. Les vérifications standard altitude/distance confirmeront également à tort que l’aéronef est sur la bonne trajectoire, puisqu’elles utilisent la même référence barométrique erronée.
Si les conditions visuelles sont insuffisantes, l’équipage peut ne pas être en mesure de détecter à temps que l’aéronef suit une trajectoire incorrecte, afin de corriger la trajectoire ou d’effectuer une remise de gaz.
L’équipage peut détecter une mauvaise sélection de QNH en comparant le QNH fourni par l’ATC lors de la première clairance d’altitude en descente avec la valeur fournie par l’ATIS lors de la préparation de la descente. En cas d’écart significatif entre les deux valeurs, l’équipage devra lever le doute à l’aide de toutes les sources disponibles.
Selon la configuration du terrain, des annonces audio RA anormalement décroissantes, alors que l’altitude barométrique est encore largement supérieure à l’altitude de l’aérodrome, peuvent également aider l’équipage à diagnostiquer un problème de référence barométrique.