Contenu
Niveaux de vol
Afin d’éviter les collisions dans le ciel, les avions volent en suivant des altitudes définies, nommées niveaux de vol. Ces niveaux sont dépendants de la pression atmosphérique et varient selon les conditions météo.
Afin d’éviter les collisions dans le ciel, les avions volent en suivant des altitudes définies, nommées niveaux de vol. Ces niveaux sont dépendants de la pression atmosphérique et varient selon les conditions météo.
Les avions qui évoluent dans le ciel doivent toujours être espacés pour prévenir les collisions. Cet espacement est assuré, dans le plan vertical, par l’utilisation des niveaux de vol. Les avions transitent sur ces niveaux de vol définis d’après une référence commune au niveau international, ce qui assure qu’ils ne se croisent pas à la même altitude pour éviter les collisions. Les conditions météorologiques influencent ces niveaux de vol avec des conséquences sur l’altitude de transit des avions. C’est pour cette raison que MétéoSuisse fournit quotidiennement les altitudes des niveaux de vol au contrôle aérien.
Pour se repérer dans le ciel et notamment connaître leur altitude de vol, les pilotes utilisent des altimètres. Ces instruments mesurent la pression ambiante (à l’aide de capteurs de pression à bord) et fournissent, grâce à une loi de correspondance entre l’altitude et la pression, une estimation de l’altitude de l’avion.
Afin que l’ensemble des pilotes, de l’aviation commerciale au ballon en passant par le planeur et le parapente, aient la même référence en vol pour pouvoir se repérer et s’éviter, il est nécessaire qu’ils aient tous le même calage altimétrique. C’est notamment dans cette optique qu’une atmosphère dite standard a été définie au niveau international : l’International Standard Atmosphere (ISA). Ce référentiel ISA fixe :
En réalité, le champ de pression en surface et en altitude est très dépendant des conditions météorologiques : les zones dépressionnaires sont plutôt associées à des basses pressions (inférieures à 1013,25 hPa), tandis que les zones anticycloniques présentent plutôt des pressions élevées (supérieures à 1013,25 hPa). Sur le trajet d’un avion de ligne notamment, qui s’étend en général sur plusieurs centaines voire milliers de kilomètres, la pression atmosphérique peut varier significativement. Dès lors, les pilotes qui décollent de régions où les pressions au sol sont différentes doivent caler leurs altimètres sur une pression de référence commune afin de pouvoir s’espacer. Sinon, les altitudes indiquées par leurs altimètres ne seront pas comparables : deux avions avec un calage différent pourraient être beaucoup plus proches verticalement que les altitudes indiquées sur leurs altimètres ne le laisseraient penser.
Pour aérer le trafic et prévenir les collisions, les avions transitent donc sur des surfaces d’égale pression appelés niveaux de vol et abrégés FL pour Flight Level en anglais. Ces niveaux de vol correspondent à l’altitude exprimée en centaines de pieds (hectoft) au-dessus de la surface isobare 1013,25 hPa, référence en atmosphère standard. Par exemple, le FL 050 est la surface située 5000 ft au-dessus de l’isobare 1013,25. Les niveaux de vol sont tous basés sur un calage altimétrique à 1013,25 hPa.
Au-dessus d’une certaine altitude dite altitude de transition, les avions ne volent donc non pas à altitude constante mais à pression constante suivant les niveaux de vol.
Comme le champ de pression en surface varie considérablement au cours du temps et d’une région à l’autre, l’altitude de la surface isobare 1013,25 et donc des niveaux de vol varie elle
aussi :
Lorsqu’une zone de hautes pressions se renforce au nord des îles Britanniques alors qu’une dépression se creuse sur le nord de l’Italie, la pression atmosphérique diminue des îles Britanniques vers le nord de l’Italie. Un avion qui volerait par exemple de Reykjavik en Jordanie en passant par la France rencontrerait de fortes variations de pression en volant à altitude constante. En transitant sur un même niveau de vol, admettons le FL180 (18 000 ft au-dessus de l’isobare 1013,25 hPa), on observe bien sur la coupe ci-dessous que sa trajectoire décrit des variations d’altitude en fonction des conditions de pression locales.
En vol de croisière, afin que les altitudes mesurées par les altimètres des divers aéronefs soient comparables et que l’espacement vertical entre ceux-ci soit garanti, les pilotes doivent obligatoirement régler leur altimètre comme si la pression au niveau de la mer tout autour du globe vaut partout 1013,25 hPa.
Si cette référence permet de connaître de manière exacte la distance verticale entre les avions en vol, elle ne permet pas de connaître l’altitude vraie par rapport au sol. L’altitude vraie par rapport au sol sera connue lors d’un atterrissage ou avant le décollage en calant l’altimètre sur la pression réelle de l’aéroport, le QNH (définition de cette valeur dans la page sur la pression).
En croisière, où en général la hauteur conséquente des avions par rapport au sol ne nécessite pas une précision d'altitude importante (sauf évidemment au-dessus des montagnes !), les pilotes volent au calage 1013,25 hPa.
En phase de montée initiale ou d'approche où la hauteur par rapport au sol est réduite, ils volent en calant leur altimètre au QNH de l'aérodrome vers lequel ils s'approchent ou duquel ils ont décollé. Le changement de calage entre ces phases de vol s'effectue au niveau d'une altitude de transition (en anglais transition altitude) qui maintient une distance minimale par rapport au terrain. Si l'altitude de vol en croisière est inférieure à l'altitude de transition, le vol est également effectué en QNH et le réglage de l'altimètre est adapté à chaque changement de secteur.
MétéoSuisse calcule toutes les 3 heures les niveaux de vol FL100 et FL180 à Genève FL140 à Zurich à l’aide de mesures à la station du Jungfraujoch et du radiosondage de Payerne à 00 h et 12 h UTC. Les niveaux sont transmis aux contrôleurs aériens de Skyguide qui estiment ensuite les niveaux de vol utilisables par les avions pour le franchissement des Alpes.
Le graphique ci-dessous montre l'évolution de l'altitude de la surface géopotentielle 700 hPa mesurée par 3 stations du 12 au 13 octobre 2020. On remarque que l'altitude de la surface géopotentielle a nettement diminué (d'environ 50 mètres). Cette baisse s'explique par le creusement de l'axe dépressionnaire en altitude. Par conséquent, les niveaux de vol s’abaissent.