Atterrir dans le brouillard : comment fonctionnent l'ILS et la catégorie III

Un matin d'hiver, le brouillard recouvre l'aéroport : on ne distingue pas le bout de la piste. Pourtant, les avions continuent souvent d'atterrir. Ils le doivent à un système conçu il y a des décennies et constamment perfectionné : l'ILS (Instrument Landing System), ou système d'atterrissage aux instruments, associé à des avions et des équipages spécialement qualifiés.

Deux faisceaux radio pour guider l'avion

L'ILS fournit au pilote, ou au pilote automatique, un guidage dans les deux dimensions de l'approche :

• le localizer (radiophare d'alignement de piste) donne l'axe horizontal. Ses antennes, placées au-delà de l'extrémité de la piste, émettent deux faisceaux légèrement décalés à gauche et à droite de l'axe. L'avion est aligné lorsqu'il reçoit les deux avec la même intensité ;
• le glide path (radiophare d'alignement de descente) donne le plan vertical. Ses antennes, installées sur le côté de la piste, définissent une pente généralement de 3 degrés, qui fait passer l'avion à environ 50 pieds au-dessus du seuil de piste.

Selon le manuel d'information aéronautique de la FAA, le localizer émet sur l'un des 40 canaux ILS, entre 108,10 et 111,95 MHz, et le glide path entre 329,15 et 335,00 MHz. Le guidage d'axe est garanti dans un volume défini, jusqu'à 18 milles nautiques de la piste dans un secteur de 10 degrés de part et d'autre de l'axe.

Autrefois, des radiobornes placées sous la trajectoire signalaient la distance restante, la balise extérieure se trouvant à environ 5 milles nautiques du toucher. Elles sont aujourd'hui souvent remplacées par un équipement de mesure de distance (DME).

Les catégories : jusqu'où descendre sans voir

Tout l'enjeu d'une approche dans le brouillard est la hauteur de décision : le point où le pilote doit voir suffisamment de repères visuels pour poursuivre, faute de quoi il remet les gaz. Les approches ILS sont classées en catégories selon cette hauteur et selon la portée visuelle de piste (RVR), mesurée par des instruments le long de la piste. SKYbrary résume ainsi les valeurs usuelles :

• CAT I : hauteur de décision de 200 pieds, RVR d'au moins 550 mètres ;
• CAT II : hauteur de décision d'au moins 100 pieds, RVR d'au moins 300 mètres ;
• CAT IIIA : hauteur de décision inférieure à 100 pieds, RVR d'au moins 200 mètres ;
• CAT IIIB : hauteur de décision inférieure à 50 pieds, RVR d'au moins 50 mètres ;
• CAT IIIC : ni hauteur de décision ni RVR minimale.

La catégorie IIIC n'est pas exploitée en routine, notamment parce qu'un avion posé sans aucune visibilité ne pourrait pas rouler jusqu'au parking.

L'atterrissage automatique

En catégorie III, l'approche se termine le plus souvent par un atterrissage automatique (autoland). Le pilote automatique suit le localizer et le glide path, réduit la poussée, effectue l'arrondi juste avant le toucher, puis maintient l'avion sur l'axe pendant le roulage grâce au localizer. Les pilotes surveillent en permanence et restent prêts à interrompre l'approche.

Ce niveau d'automatisme suppose une grande redondance : plusieurs calculateurs, plusieurs récepteurs, des radioaltimètres et des alarmes capables de signaler la moindre anomalie.

Une chaîne entièrement qualifiée

Un ILS performant ne suffit pas. Pour réaliser une approche de catégorie II ou III, il faut que toute la chaîne soit qualifiée :

• l'avion, certifié et entretenu pour ce type d'opération ;
• l'équipage, formé et régulièrement contrôlé sur simulateur ;
• la compagnie, autorisée par son autorité de surveillance ;
• l'aéroport, équipé d'un balisage lumineux adapté et appliquant des procédures par faible visibilité.

Ces procédures protègent notamment les zones sensibles autour des antennes : un avion ou un véhicule qui s'en approche pourrait perturber le signal. C'est pourquoi les cadences d'atterrissage baissent nettement par temps de brouillard, même lorsque les vols ne sont pas annulés.

À retenir

• L'ILS combine un faisceau d'axe (localizer) et un faisceau de pente (glide path), généralement à 3 degrés.
• Les catégories I à III définissent jusqu'où l'avion peut descendre sans voir la piste.
• En catégorie III, l'avion se pose le plus souvent en atterrissage automatique.
• Avion, équipage, compagnie et aéroport doivent tous être qualifiés, ce qui réduit les cadences par brouillard.