9-1 Bases de la navigation (motoplaneurs)

La navigation aérienne est l'ensemble des techniques permettant à un pilote d'aéronef de maîtriser ses déplacements. La navigation permet à l'aéronef de suivre une trajectoire appelée route. La navigation aérienne est largement héritière de la navigation maritime et la terminologie utilisée est identique. Aux débuts de l'aviation, les navigations se faisaient à vue. En cas de conditions de visibilité dégradées, des phares aéronautiques jalonnaient certains tronçons de routes régulièrement empruntées, comme celle de l'Aéropostale qui amenaient le courrier de la France vers l'Afrique puis l’Amérique du Sud.

Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, s’est développée la radionavigation. Au début du XXIe siècle, la navigation aérienne utilise largement le GPS.

Bases de la navigation

Définitions

Le système solaire

Les variations saisonnières de la position du soleil sont créées par l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de son orbite autour du Soleil (écliptique). Pour un observateur terrestre, tout au long de l'année, le Soleil, bien que fixe, semble avoir une trajectoire différente dans le ciel. L'été est la saison où la journée dure le plus longtemps et le soleil monte le plus haut dans le ciel.

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  Alternance des saisons sur une année.

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  Mouvement apparent du soleil durant la journée pour un observateur situé dans l'hémisphère nord, en France

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Se repérer sur la Terre

Afin de se repérer sur la sphère terrestre, la sphère est quadrillée par :

• Des Parallèles. Lorsqu'on se déplace vers le Nord ou le Sud (en restant sur le même méridien), on change de parallèle. Les Parallèles sont numérotés en degrés (0° étant l'équateur) plus une indication Nord ou Sud. le pôle Nord est numéroté 90°N. Paris se situe au niveau du parallèle 48,8°N. Il s'agit de la coordonnée de Latitude
• Des Méridiens. Lorsqu'on se déplace vers l'Ouest ou l'Est (en restant sur le même parallèle), on change de méridien. Les méridiens sont numérotés en degrés (0° étant le méridien passant par l'observatoire royal de Greenwich) plus une indication Ouest ou Est. Paris se situe au niveau du méridien 2,3°E. Il s'agit de la coordonnée de Longitude

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  Principaux parallèles, permettant de mesurer la Latitude et Principaux méridiens, permettant de mesurer la Longitude

Les coordonnées peuvent être exprimées de deux manières :

• Expression en degrés et décimale : La tour Eiffel à Paris se situe exactement aux coordonnées 48.8582N, 2.2945E
• Expression en degrés, minutes et secondes : parfois noté « DMS ». Chaque degré est divisé en 60minutes (1°=60'), puis chaque minute et divisé en 60secondes (1'=60"). La tour Eiffel se situe exactement aux coordonnées 48°51'29"N, 2°17'40"E

Les parallèles et les méridiens sont des arcs de cercles. Il est possible de les classer en 2 catégories :

• Ceux qui sont dit Grand cercles : l'arc de cercle à pour centre le centre de la terre, sont rayon est toujours égal à celui de la terre. Tous les méridiens sont des grand cercles. L'équateur est aussi un grand cercle.
• Ceux qui sont dit Petit cercles : tous les autres cercles n'ayant pas pour centre le centre de la terre. Mis a part l'équateur, tous les parallèles sont des petits cercles.

L'intérêt de cette classification est l'exploitation des Grands Cercles : leur périmètre est toujours égal au périmètre de la terre, c'est à dire environ 40 000km. Par exemple, tout déplacement de 0°01'00" en coordonnés le long d'un grand cercle fera toujours la même distance :

${\displaystyle{\displaystyle Distance~{}pour~{}1~{}minute~{}d^{\prime}arc={\frac{Perimetre~{}de~{}la~{}Terre}{360deg*60min}}={\frac{40000}{360*60}}=1,852km=1NM}}$

la longueur d'une minute d'arc (0°01'00") au niveau d'un grand cercle est la définition d'un Mille marin (nautique miles en anglais, noté NM). Cette astucieuse définition permet de calculer rapidement la distance qui sépare deux coordonnées. En ignorant les secondes d'arc, la distance entre la tour Eiffel (48°51'N, 2°17'E) et la tour de Pize (43°43'N, 10°23'E) est 05°08' sur l'axe Nord/Sud (soit 308NM).

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Le temps

Le temps est une notion indispensable en navigation. Les divisions qui permettent de mesurer le temps sont faciles à appréhender et universelles : l'année, le jour, l'heure, la minute...etc. Le point de référence est beaucoup plus délicat car il en existe un certain nombre :

• LMT, Local Mean Time en anglais. C'est l'heure qui a pour référence le soleil. Lorsque le soleil est au zénith, la montre est réglée à 12h00. Cette référence dépend donc de la position géographique. Chaque endroit possède son heure LMT. Ce système est peu pratique et n'est quasiment plus utilisé aujourd'hui.
• Heures légales. Il s'agit d'une heure de référence pour un large territoire afin de résoudre les problèmes posés par l'heure LMT. Ce sont notamment les fuseaux horaires : la terre est décomposé en 24 fuseaux de 60minutes chacun qui possèdent tous leur propre heure légale de référence.
• UTC, Universal Time Coordinated en anglais. C'est une heure de référence mondiale, qui a pour référence le méridien d'origine 0°(Greenwich). A 12h UTC, le soleil est au zénith à Greenwich, mais il fait nuit dans l'Océan Pacifique. Les dénominations heure GMT] ou heure TU peuvent être considérées identique à l'heure UTC. Cette explication est en fait approximative mais suffisante pour le pilote planeur.

En aéronautique, les heures sont souvent définies en heure UTC car il est plus facile d’œuvrer avec une seule référence quelque soit le lieu ou le moment. Pour que le pilote puisse utiliser sa montre réglée en heure locale, il faudra ajouté l'écart entre l'heure UTC et son heure légale. En France, le décalage par rapport à l'heure UTC est : UTC+1 en hiver et UTC+2 en été.

La ligne de changement de date est une ligne imaginaire, à la surface de la Terre, approximativement située au 180e méridien (est et ouest) dans l'océan Pacifique ; son rôle est d'indiquer l'endroit où il est nécessaire de changer de date quand on la traverse. Les pilotes planeur européen sont peu concerné par cette notion.

Différence entre le lever du soleil et le crépuscule

Afin de définir les heures auxquelles la luminosité est suffisante pour entreprendre un vol VFR de jour, il est nécessaire de définir :

• le lever du soleil, SunRise en anglais (SR) : Il s'agit de l'heure à laquelle le centre du soleil passe l'horizon le matin.
• Le coucher du soleil, SunSet en anglais (SS) : Il s'agit de l'heure à laquelle le centre du soleil passe l'horizon le soir.
• le crépuscule civil : C'est la période où le centre du Soleil est situé à moins de 6° sous la ligne d'horizon.

La journée aéronautique durant laquelle le vol VFR de jour est possible commence au début du crépuscule avant le lever du soleil et se termine à la fin du crépuscule après le coucher du soleil. Aux latitudes moyennes (30 à 60°) cette définition est souvent simplifié, la journée aéronautique commence à SR-30min et se termine à SS+30min

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Les directions

Afin de donner une direction, les points cardinaux sont utilisés. Pour un degré de précision plus important dans l'expression d'une direction, un angle est exprimé en prenant le Nord comme référence.

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  Rose des vents, indiquant les points cardinaux.

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  Rapporteur permettant d'exprimer une direction par un angle.

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Les Distances

Les distances horizontales sont exprimées en Mille marin ou en kilomètres.

${\displaystyle{\displaystyle 1NM=1,852km}}$

• Pour convertir rapidement des Nautiques Miles en kilomètres par calcul mental, une bonne approximation (erreur de 3%) est : prendre le double (x2), et retirer 1/10e.

Les distances verticales sont exprimées en Pied ou en Mètre.

${\displaystyle{\displaystyle 1ft=0,3048m}}$

• Pour convertir rapidement des Pieds en Mètres par calcul mental, une bonne approximation (erreur de 1.5%) est : multiplier par dix (x10), diviser par trois (/3).
• Pour convertir rapidement des Mètres en Pieds par calcul mental, une bonne approximation (erreur de 1.5%) est : diviser par dix (x10), multiplier par trois (/3).