LA NAVIGATION

<= Notes sur les pratiques techniques


Les cartes ont des vocations, et elles indiquent à l’aide de symboles et de couleurs particulières les informations nécessaires aux différents utilisateurs. Les cartes aéronautique représentent tous les repères facilement identifiables en vol, ainsi que les informations aéronautiques indispensables: aérodromes, espaces aériens, zones réglementées.

En vol on doit plier la carte afin d’avoir tout le trajet en vue, et aussi la protéger du vent relatif, toujours présent en paramoteur, e.g. avec un porte carte, lequel possède une fenêtre de lecture transparente. On doit orienter la carte dans le sens du déplacement.

Cartes de navigation :

  • cartes IGN 1/250000: elles sont les mieux adaptées à l’aviation ultra légère, mais les informations aéronautiques n’y figurent pas.
  • Cartes IGN 1/500000: elles apportent les informations aéronautiques, mais leur échelle est disproportionnée.
  • Cartes aéronautique au 1/1000000 avec le livret « complément aux cartes aéronautiques »: elles servent pour l’étude des zones. On distingue :
    • Carte de croisières (IGN pour le vol à vue ou SIA pour avoir les aides de radionavigation)
    • Carte d’approche vers un aérodrome fixé (VAC)

La meilleure solution est d’utiliser les cartes au 1/250000 sur laquelle on aura reporté les informations aéronautiques nécessaires;

Cartes d’aérodromes (VAC : visual approach Chart): elles permettent de préparer les phases de départ et d’arrivée d’un aérodrome.

Cartes de randonnées: Pour la marche on utilise les cartes de randonnées de l’IGN 1/25000, où l’on repère les moindres éléments du relief; pour planifier un déplacement en plusieurs étapes on utilise les cartes 1/100000; l’effort à fournir est fonction de la distance en plaine et de la distance et du dénivelé en montagne, où l’on compte plus en heure de marches qu’en distances. Le curvimètre sert à déterminer avec précision les distances sinueuses sur les cartes. On représente les dénivelés de façon plus parlante grâce aux procédés d’ombrages, dessinés par éclairage rasant de NO; plus le gris est fort et plus le versant à l’ombre est pentu. Pour voir cela :

  • Déployer la carte sur le sol
  • La regarder de haut: le paysage apparaît comme vu d’avion grâce à ce procédé

Changement au niveau des terrains:

  • La pluie: rend les terrains glissants, et peut créer de véritable torrents sur les pierriers, qui peuvent devenir infranchissable
  • La neige: réduit la visibilité, Camoufle la trace des chemins; peut effacer des marques de balisage
  • Le brouillard: peut camoufler un trou ou un précipice

En montagnes: L'adret est le versant de vallée exposé au soleil, l'ubac le versant de vallée abrité du soleil. Cela donne des indications sur le climat local et sur la végétation

  • Repérer les grands axes que tracent les arêtes et les vallées
  • Noter l’orientation par rapport au soleil et aux vents dominants
  • barres rocheuses: ruptures brutales du relief, formant de véritable falaises; attention lorsqu’il y a du brouillard; si on estime que sa montée est possible, toujours se demander si on saura la redescendre par le même chemin.
  • Pentes herbeuses: sortes de grands tapis d’herbes, véritables pièges par temps de pluie
  • Pierriers: champs d’éboulis, graviers calcaires ou plaques schisteuses
  • Chutes de pierres: au sol, tas de cailloux épars et cicatrices provoquées par leur impact. Les pierres peuvent descendre de très haut et aller très bas: chutes de pierres dues au gel, plus fréquentes avant et après l’été, chutes dues aux chamois qui fréquentent les barres rocheuses
  • Torrents: leurs volumes peut varier très vite, le cas classique étant une fonte des neiges après une belle journée; e.g. on passe à gué le matin, on ne peut plus le franchir le soir
  • Névés: zone de neige durcie par des transformations successives, la neige fondant en journée et se regelant la nuit
  • Passages aériens: sentier facile, mais étroit sinuant sur une crête devant une pente abrupte

Cartes marines:

  • Le nord géographique et le nord magnétique sont indiqués par :
    • Grand cadran: nord géographique
    • Petit cadran: nord magnétique
  • Dangers marins dessinés et coloriés
  • Reproduisent le paysage côtier terrestre avec des points remarquables pouvant servir à la navigation
  • Les amers sont précisés
  • Lignes de sondes: profondeurs réelles aux plus basses mer (coefficient de marée 20); A partir du zéro hydrographique on compte les sondes:
    • positivement vers le bas, indiquées en italiques (sondes toujours mouillé, e.g. 1.7)
    • négativement vers le haut, indiquées en italique surlignés (sondes découvrantes, e.g. 0.9)
    • un chiffre est mis entre parenthèses lorsqu’il est décalé par rapport à l’endroit indiqué (e.g. (0.5))
    • un chiffre droit indique une mesure terrestre.
      • i.e. pour connaître la profondeur en un lieu donné à un moment donné on doit ajouter la hauteur de marée à cette sonde.
      • Pour un phare la hauteur indiquée est celle de son foyer par rapport au niveau moyen des pleines mers de vive eaux
      • Lorsqu’on calcule une profondeur d’eau pour un navire afin de savoir si on peut passer, on regarde sur la carte les endroits délicats auxquels on rajoute le pied de pilote (marge de sécurité pompant les approximations de calculs et les aléas naturels)
      • La hauteur de marée rend parfois le paysage assez différent

Orientation: On se sert du champs magnétique terrestre pour indiquer le nord et suivre la bonne route; Son intensité et sa direction sont variables, ainsi ce champs est horizontal à l'équateur, vertical au pôles, tandis que dans nos régions il est incliné vers le sol d'un angle d'à peu prés 65°. On distingue donc:
  • Déclinaison magnétique Dm: angle (nord-géographique, nord-magnétique), peut être Est (positive) ou Ouest (négative). En France elle est en moyenne de 3°ouest. On la représente sur les cartes grâces aux isogones, courbes d’égales déclinaisons
  • Inclinaison: intensité verticale du champs magnétique terrestre, qui peut influencer la position horizontale de l’aiguille. 
  • Déclinaisons et inclinaisons sont variables dans le temps et surtout dans l’espace
  • Les lignes d'égales déclinaisons sont appellées courbes isogones 
  • Boussoles et compas sont compensés par des balourds pour contrebalancer l'inclinaison

La boussole:  Il s'agit d'un instrument plat plutôt utilisé à terre. Elle se compose de:

  • aiguille: composée d’une partie rouge indiquant le nord et d’une partie blanche indiquant le sud
  • capsule rotative graduée: permettant de relever l’angle de direction (azimut), angle séparant le nord magnétique de la direction.
  • Miroir: permet l’observation simultanée de la direction de marche et de la boussole.

Attention: cet instrument est très sensible aux masses métalliques, champs magnétiques et courants électriques.

Compas: boussole aéronautique obtenue en solidarisant une rose des caps avec l’aiguille, le tout baignant dans un liquide amortisseur; ce liquide est composé d’eau, d’alcool et de glycérine, afin d’éviter qu’il ne gèle; en virage les indications du compas sont erronées. Cet instrument n’est utilisable qu’en vol droit et équilibré. les graduations se déplacent derrière une petite fenêtre, ce qui facilite la lecture du cap; le repère de lecture s’appelle ligne de foi; beaucoup de compas sont gradués en dizaines de degrés:


L’information donnée par le compas peut être entachée d’erreur (compas non correctement aligné avec l’appareil, masses ferreuses à proximité), ce que l’on prend en compte en calculant la déviation d du compas en fonction du cap considéré. On construit pour cela une courbe de déviation en fonction du cap:

  • Déviation est: positive
  • Déviation ouest: négative
  • On obtient théoriquement une sinusoïde, symétrique par rapport aux points cardinaux opposés:

On a ainsi: Rv=Rm+Dm+d

Cap: il s'agit de l'angle entre le nord et l'axe longitudinal de l'appareil. Cet axe diffère de la route d'un angle de dérive X, à cause du vent traversier. On oriente en effet toujours l'appareil du coté d'où vient le vent (on parle de vol en crabe). Cet angle est positif si le vent vient de la droite et négatif s'il vient de la gauche.

On a ainsi: Rv=Cv+X


Le Temps:

Montre: on ne peut se passer de cet instrument. On doit pouvoir lire facilement les minutes, et l’origine des temps doit pouvoir être calée facilement. Lorsque l’on prend une origine de temps pour savoir depuis combien de temps on est passé sur tel repère, on dit que l’on prend un top.

Le soleil peut servir de boussole à l’occasion et éviter de grosses erreurs d’orientations: le soleil en effet se :

  • Lève à l’est (été NE, hiver SE) => vers 6h orientation est
  • Se couche à l’ouest (été NO, hiver SO) => vers 18h orientation ouest
  • Dans la journée il passe par le sud => vers midi orientation sud
Trouver le sud grâce à la montre:
  1. on pointe la petite aiguille (heures) dans la direction du soleil
  2. la direction du sud est indiquée par la bissectrice du plus petit angle formé entre l’aiguille des heures et le midi solaire (13h ou 14h en heures légales)

Orientation à pied: le principe de base est de photographier le paysage, i.e. comprendre la structure de l’endroit: reliefs, éléments caractéristiques (cours d’eau, fils électriques, etc.).

Entrer dans la carte: orienter le paysage et la carte dans la même direction.

  1. chercher un élément caractéristique dans le paysage, le relief étant l’élément le plus fiable.
  2. chercher sa représentation sur la carte
  3. faire pivoter la carte jusqu’à ce que la représentation de cet élément sur la carte sa trouve dans l’axe de l’élément lui même
  4. chercher un autre élément caractéristique sur la carte et le chercher dans le paysage afin de confirmer le 1er élément choisi (à faire systématiquement, toujours chercher à corroborer les indices !)

noter sa position au fur et à mesure de sa progression

Orienter une carte avec une boussole:

  • on pose la boussole à cheval sur un méridien tel que le nord et le sud de la boussole se trouve sur l’alignement de ce méridien (sur des cartes sans réseaux N-S on en trace tous les 3-4cm)
  • on fait pivoter la carte jusqu’à ce que l’aiguille de la boussole se trouve dans la direction du nord magnétique
  • avec une boussole rapporteur on affiche la valeur de la déclinaison magnétique en face du repère de visée (déclinaison ouest on l’ajoute, est on la retranche)

Mesurer une route avec une boussole:

  • on pose un bord de la réglette sur les deux points que l’on désire joindre
  • faire pivoter la rose de la boussole jusqu’à pointer son nord vers le nord de la carte (i.e. méridien)

Viser dans le paysage la route à suivre:

  • viser et pointer, la pointe de la réglette vers soi
  • pivoter sur soi même jusqu’à ce que l’aiguille de la boussole soit en face du repère indiquant le nord

Faire le point à la boussole: lorsqu’on ne trouve pas de points remarquables proches, mais qu’il y a des repères sûrs dans le lointain. Technique par relèvement:

  • on vise le repère avec la réglette et, tout en maintenant la visée, on fait pivoter la rose de la boussole jusqu’à ce que l’aiguille se trouve en face du repère indiquant le nord; on lit alors le route
  • sur la carte, on place le bord de la réglette sur le point remarquable que l’on a visé, et on fait pivoter la boussole jusqu’à ce que le nord corresponde avec l’axe des méridiens; on trace ainsi une droite sur la carte.
  • On répète l’opération pour un autre point remarquable
  • On se trouve à l’intersection des deux droites.

Marcher à la boussole: attention, ne jamais tenir la boussole à la main et marcher en regardant si l’aiguille reste en bonne position, i.e. on marche en crabe et on rate la bonne direction! on utilise la méthode par jalons en se guidant de repères en repères:

  • Faire une visée dans la direction donnée et y trouver un repère caractéristique, mais attention: Le repère peut devenir invisible, Les éléments effectivement caractéristiques sont rares
  • Aller jusqu’au repère
  • Vérification: une fois arrivé au repère on vise dessus; si la partie rouge de l’aiguille pointe sur le repère nord c’est bon, sinon on s’est fourvoyé.

Cas où on ne trouve pas de repères fiables: situation la plus courante. Seul c’est très gênant; à deux celui qui tient la boussole vise et sert d’orienteur; celui qui par en avant est guidé par le premier (plus à gauche, plus à droite, comme ça) et sert d’éclaireur.


La route: la route est la trajectoire suivie par l’aéronef sur la terre. c’est un angle compté:

  • positivement dans le sens horaire
  • négativement dans le sens antihoraire

donc, on tourne à :

  • droite les caps augmentent
  • gauche les caps diminuent

Les aéronefs évoluent dans une masse d’air en mouvement par rapport au sol, et donc le cap à afficher devra tenir compte de ce mouvement en affichant un angle de dérive. Si le vent traversier est nul, on prend un cap égal à la route magnétique. Si le vent traversier vient de la gauche, on diminue le cap, et on l’augmente s’il vient de la droite => en vol, pour corriger la dérive, le pilote doit toujours diriger le nez de l’aéronef du coté d’où vient le vent. En vol la valeur de la correction de dérive est estimée en comparant la trajectoire/sol suivie par l’aéronef avec un alignement de repères matérialisant la route à suivre.

  • Route vraie Rv: route suivie par rapport au nord vrai
  • Route magnétique Rm: route suivie par rapport au nord magnétique

Algébriquement on a : Rv=Rm+Dm+d


En pratique pour tenir sa route, le navigateur suit un cap, i.e. angle entre le nord et l’axe longitudinal de l’aéronef. Le cap diffère de la route vraie à cause de :

  • erreur de compas due au magnétisme de l’aéronef, i.e. déviation d
  • dérive due au vent (celle-ci est la plus forte quand le vent est perpendiculaire à la route vraie)
  • déclinaison magnétique

Sans vent et sans erreur de compas le cap compas et la route magnétique sont confondues. Avec du vent le pilote maintient un cap magnétique, et la dérive fait suivre à l’aéronef une route magnétique.


Méthodes de navigation:

Le cheminement: il consiste à suivre des lignes naturelles caractéristiques, ou à aller de verticales à verticales de points caractéristiques à portée visuelle les uns des autres; c’est une méthode très pratique chaque fois que l’on doit longer pendant un certain temps des repères naturels caractéristiques.

Erreur systématique: cette méthode consiste à altérer volontairement sa route pour rejoindre une ligne naturelle qui conduira à destination.

L’estime: connaissant une position de départ, il s’agit de déterminer le cap à prendre et l’heure estimée d’arrivée sur un point caractéristique ou sur le terrain d’arrivée. Il peut s’agir aussi de déterminer la position de l’aéronef après un temps de vol donné à un cap donné. Cette méthode est utilisée lorsque l’on veut prendre la ligne droite entre le départ et l’arrivée, ou lorsque le cheminement est difficile. Méthode:

  • on trace sur la carte la ligne joignant les points de départ et d’arrivée; à l’aide d’un rapporteur et en connaissant la déclinaison magnétique, on détermine la route magnétique à suivre
  • on choisit ensuite les points de repères caractéristiques le long de la route; ils doivent être facilement identifiables en vol; assez distant, pour ne pas surcharger l’attention, on ne doit choisir que les repères servant au recalage de l’estime après un certain temps de vol, e.g. 15 min

Région fortement peuplées: les routes, trop nombreuses, constituent de mauvais repères. En revanche les autoroutes, les lacs et les rivières sont de bons repères

En plaine et région agricole: les grandes villes, les voies importantes, les voies ferrées et les canaux sont d’excellents repères. Il faut en revanche se méfier des petits villages qui se ressemblent tous, et des lignes à hautes tension pas toujours visibles

En région forestière: les lignes à hautes tension sont de bons repères, car il a fallu déboiser sur des axes rectilignes pour les installer. Les grandes routes aussi; en revanche les petites routes et petits chemins peuvent être partiellement recouverts de verdure et difficilement identifiables.

En région de montagne: villes, voies ferrées, cours d’eau, barrages, vallées et sommets.

Attention: la neige transforme souvent radicalement les paysages; les repères choisis en fond de vallées peuvent n’être identifiables qu’au dernier moment.

  • on estime ensuite le temps qui s’écoulera entre chaque repère (appelé facteur de base Fb), étant connue la vitesse du paramoteur et la distance entre ces repères: Temps(min)=60*distance(km)/vitesse(km/h); on peut utiliser une règle graduée en distance (chaque règle n’est utilisable que pour une échelle de carte donnée).
  • En vol, l’écart entre l’heure estimée d’arrivée et l’heure réelle de passage permet de modifier l’heure estimée pour le repère suivant.

Nota: en paramoteur l’estime est difficile, voire impossible; cette méthode de navigation doit toujours être confirmée par des repères caractéristiques;

Pour tracer sa route on peut utiliser des règles rapporteurs transparentes comme celles utilisées dans la marine (règle de Cras); grâce à la notion de cadran on peut orienter dessuite la flèche :


La flèche indique dans quel sens orienter la règle. On la dirige en effet vers un quadrant et on place le centre de repère du rapporteur à l’intersection d’un parallèle et d’un méridien. La double graduation des rapporteurs permet de mesurer un angle d’un parallèle ou d’un méridien, la mesure étant la même. Un autre type de règle est la règle rapporteur topo, équipée d’un rapporteur tournant, ce qui la rend plus simple d’utilisation.

Paysage: la couleur générale donne de la profondeur à ce que l’on voit:

  • Le plus prés de nous est plus foncé
  • Le plus éloigné de nous est grisé, plus embrumé

Les points caractéristiques: points repérés avec certitudes dans le paysage et sur la carte, aussi ponctuels que possibles: e.g. les châteaux d’eaux ou les pics sont parfaits, en revanche une colline sans sommet marqué est un mauvais point caractéristique. Plus les points caractéristiques seront étroits, hauts et éloignés les uns des autres et plus les alignements seront précis.

  • L’angle sous lequel on voit un point caractéristique peut modifier sa hauteur et sa place perçue, rendant son identification plus difficile.
  • La dimension et l’importance des points caractéristiques modifient parfois l’ordre dans lequel ils apparaissent au fur et à mesure que l’on approche
  • A contre jour la visibilité peut être réduite
  • Si un point caractéristique se trouve entre nous et un paysage ou un point caractéristique plus lointain, regarder comment défile le paysage :
    • Si le paysage défile en laissant le point caractéristique derrière nous, on avance
    • Si le paysage semble reculer par rapport au point caractéristique, c’est que l’on recule
  • A une certaine distance l’évaluation des hauteurs est difficile
  • Les seuls points du paysage à être immobiles sont celui d’où l’on vient et celui où l’on va ; si le paysage est entièrement statique pour l’observateur c’est que le paramoteur l’est aussi (scotché!)
  • Suivre un alignement de points caractéristiques: on fait en sorte que l’alignement soit fermé, c’est à dire que les repères fixes se confondent l’un derrière l’autre (on a un alignement ouvert lorsque les repères fixes sont légèrement décalés l’un par rapport à l’autre). Le point caractéristique le plus en arrière semble se déplacer avec nous. Si l’alignement s’ouvre on revient sur l’alignement en regardant l’amer le plus éloigné qui se déplace avec nous.

Autonomie:

  • Carburant nécessaire: Consommation-horaire x temps-en-heure; on majore ce résultat de 30min pour un vol local et de 45min pour un autre type de vol
  • Temps de vol: Distance-en-Km/vitesse-croisière-appareil; on doit tenir compte du vent effectif pour l’estimation de la vitesse de l’appareil, et du vent traversier dans l’estimation du cap.

Préparation à court terme: cette préparation permet la réalisation, la modification, voire l’annulation du vol.

  • s’informer de la météo (altération ou annulation de vol possible); éventuellement modifier le plan de vol (carburant supplémentaire à cause de vent plus fort, etc.)
  • nouvelle consultation des NOTAMS, ou coup de fil à un organisme de la circulation aérienne
  • dégagement vis à vis des obstacles aux alentours: pour les éviter, mais aussi pour éviter d’éventuels rabattants dus à des obstacles massifs; se méfier des obstacles minces, comme des fils électriques, qui sont plus durs à voir, surtout entre chiens et loups
  • déterminer la quantité de carburant à emporter: avec la longueur à parcourir, la vitesse de croisière et la force du vent, on déduit un temps de vol; connaissant la consommation horaire, on en déduit la quantité minimum de carburant à emporter. On doit y rajouter :
  • une réserve de sécurité (on peut adopter 45 min de vol comme pour les avions)
  • une réserve complémentaire selon les conditions du jour, à l’appréciation du pilote

Le vol de nuit, comme le vol dans les nuages, est interdit en ULM; réglementairement la nuit aéronautique débute 30 min après le coucher du soleil et se termine 30 min avant son lever; en réalité les dangers du vol entre chien et loups sont sournois car l’abaissement de visibilité n’est ni constant ni régulier. Des obstacles minces comme des lignes à hautes tension deviennent peu visibles. Il peut faire clair très haut et déjà sombre au sol.

Il est évident que l’on doit tenir compte des impératifs de pénétration ou de contournement des espaces traversés, noter les fréquences radio, ainsi que les éventuelles procédures de départ et d’arrivée, que l’on doit étudier attentivement avant le vol.


Radionavigation: la radionavigation classique (VOR, etc.) n’est pas utilisé en ULM. On peut toutefois s’aider du positionnement par satellite (GPS)

GPS : global positioning system. L’ellipsoïde servant de référence mondiale est définie par le standard WGS84 (world geodesic system, à ne pas confondre avec les systèmes de projection utilisés en cartographie). Donc attention, quand on rentre des points dans le GPS on doit aussi rentrer le système géodésique utilisé par la carte où on a lu ces points. 24 satellites dont au moins 4 sont toujours visibles, permettent de calculer sa position. Le récepteur GPS reçoit les informations suivantes des satellites: heure, latitude, longitude, altitude. La précision du GPS dépend de la mesure du temps, or celle-ci est très précise car il synchronise son horloge avec celle des satellites. Cinq stations sols contrôlent le bon fonctionnement des satellites. 

Nota: le système européen Galiléo, concurrent du GPS, sera opérationnel dans quelques années.