Altimétrie et vitesse: questions pour un pilote de ligne

[cmenager]

Bonjour à tous !

Je travaille actuellement sur un projet d'optimisation de plan de vol et après avoir longtemps cherché sur internet, il me reste deux grandes questions qui restent un mystère!

1/ J'ai bien compris que l'altimètre n'était qu'un baromètre gradué en unité de longeurs. Pour effectuer cette conversion pression <-> altitude pression, l'altimètre utilise donc une loi de conversion valable en atmosphère standard qui est du type exponentielle. Je me demande ce que devient un altimètre au dessus de la tropopause, la ou la température devient constante ? Mon intuition est que l'altimètre ne peut pas savoir s'il est au dessus ou en dessous de la tropopause et qu'il applique toujours la meme loi de conversion comme si de rien n'était. La conséquence serait que l'écart entre altitude pression et altitude géopotentielle augmente plus on est haut dans la stratosphère. Est ce que je suis sur la bonne voie?

2/ Ma deuxième question porte sur la manière dont la TAS, le Mach et la "crossover" altitude ( passage d'une montée a CAS constante à une montée à Mach constant) sont calculées à bord de l'avion. Je connais les formules de calcul mais je me demande juste si l'humidité relative (qui joue sur la densité, notamment lorsque la température est au dessus de 0°C) était prise en compte. En gros, il y a t-il un hygromètre sur l'avion et sa mesure est-elle utilisée pour corriger les différents paramètres de vol?
Mon intuition est que non, la TAS serait donc obtenue juste a partir de Température et Pression, car de toute facon l'erreur crée par l'humidité relative est très faible, voire nulle pour les hautes altitudes. La encore ca n'est qu'une hypothèse je ne suis pas sur du tout ...

Merci au pilotes qui sauront répondre à mes questions et bons vols a tous !

Christophe

[Splitcat]

Salut,


Pour ta deuxième question, aucune idée. Si je devais parier je dirais non, parce que je n'ai pas entendu parler d'hygrométrie dans la partie instruments de l'ATPL théorique, mais aucune certitude.

Sur l'autre, c'est un peu plus simple.

Dans la tropopause standard, la température est constante à -56.5°C. Mais la pression diminue encore.
Donc le fait qu'elle diminue encore permet de toujours calculer une altitude-pression uniquement à partir de la pression.
L'écart entre altitude pression et géopotentielle (dans une atmosphère parfaitement ISA) provient du fait que g varie avec la hauteur.
A priori le modèle devrait se baser sur la hauteur géométrique (c'est le but premier d'un altimètre, donner une distance par rapport au sol), mais la différence reste de toutes façons très faible dans les altitudes courantes des avions de ligne. Si bien que l'imprécision sur la mesure de la pression baro et évidemment le delta ISA joueront beaucoup plus.

[FbS]

Oui, l'hygrométrie influe le calcul de la TAS, et ca fait partie des formules qu'on apprend pour l'atpl et qu'on s'empresse d'oublier ensuite parce que ca joue sur des pouillemes donc ca ne sert à rien d'autre que l'examen en pratique

[cmenager]

Merci beaucoup Splicat pour tes explications, j'étais un peu en train de m'embrouiller tout seul...

Fbs, je suis parfaitement d'accord avec toi mais ma question était plutot de savoir si le calcul de la TAS a bord de l'avion prenait en compte cette hygrométrie ou non? (bien que comme tu dis, ca doit vraiment pas changer grand chose ...)

[Gilles131]

...l'altimètre utilise donc une loi de conversion valable en atmosphère standard qui est du type exponentielle. Je me demande ce que devient un altimètre au dessus de la tropopause, la ou la température devient constante ?

L'altimètre est un baromètre gradué selon la courbe de l'atmosphère standard: à une pression mesurée correspond une altitude indiquée, et c'est tout.
Son indication est totalement indépendante de l'altitude réelle de la tropopause, comme du profil réel de l'atmosphère en fonction de l'altitude: elle n'est donc qu'une convention.

La conséquence serait que l'écart entre altitude pression et altitude géopotentielle augmente plus on est haut dans la stratosphère. Est ce que je suis sur la bonne voie?

Tu veux parler de l'altitude réelle, et non pas géopotentielle. L'atmosphère standard prend bien en compte une troposphère et une stratosphère (standards) et l'écart entre l'altitude indiquée et l'altitude réelle vient de la pression au niveau de la mer, qui décale l'échelle, et du profil de température, qui modifie la loi de décroissance de la pression avec l'altitude.
Pour un écart donné par rapport à la température standard, l'écart est bien sûr fonction de l'épaisseur de la tranche d'altitude sur lequel il intervient, donc de l'altitude.

L'altitude géopotentielle, elle, prend en compte la variation de la gravité avec l'altitude: les anciens qui avaient calculé les perfos du Concorde, en altitudes géopotentielles, se moquaient de la génération des concepteurs du 320 qui ne s'encombraient pas de cette inutile subtilité. Mais cela se voit: en palier à haute altitude, un Airbus manche lâché se met systématiquement en montée, alors qu'en principe il devrait rester rigoureusement en palier: il mesure une valeur de g un tout petit peu inférieure à la valeur qui pour lui correspond à 1g, et répond en ajoutant un tout petit peu de facteur de charge positif...

y a t-il un hygromètre sur l'avion et sa mesure est-elle utilisée pour corriger les différents paramètres de vol?

La réponse est non, c'est inutile.

[JAimeLesAvions]

Le document OACI 7488 te dit absolument tout sur l'atmosphère standard, et en plus c'est bien expliqué dans 4 langues.

[cmenager]

Le document OACI 7488 te dit absolument tout sur l'atmosphère standard, et en plus c'est bien expliqué dans 4 langues.

Merci pour la référence! Mais justement en lisant ce document, je suis retombé sur ce qui était à l'origine de ma question. Mon souci vient du fait que pour calculer l'altitude pression, il y a deux formules (j'ai fait une capture d'écran du rapport OACI)







Je m'explique:

En atmosphère standard et SOUS la tropopause (standard : 11000m), la formule qui qui permet de convertir pression en altitude est basée sur un gradient de température de 0,0065 K/m. Cette formule est donc utilisée par l'altimètre pour trouver l'altitude pression.

AU DESSUS de la tropopause, la formule ne fonctionne plus, tout simplement car le gradient est nul ! L'OACI utilise donc une nouvelle formule, basée directement sur l'exponentielle et prenant en compte la pression standard a la tropopause et la température de -56,5°C constante a partir de la tropopause.

Au final, tout cela fonctionne très bien et on obtient une belle décroissance exponentielle de la pression en fonction de l'altitude

Mon problème : Les deux formules ne donnent pas exactement les memes valeurs au dessus de la tropopause. Vous allez peut etre rire car l'écart est faible (erreur relative de quelques % soit quelques hPa), mais je me demande en gros si l'altimètre "change de formule" à 11000m ou si il garde toujours la meme , celle valable en dessous de la tropopause.

L'altitude géopotentielle, elle, prend en compte la variation de la gravité avec l'altitude: les anciens qui avaient calculé les perfos du Concorde, en altitudes géopotentielles, se moquaient de la génération des concepteurs du 320 qui ne s'encombraient pas de cette inutile subtilité. Mais cela se voit: en palier à haute altitude, un Airbus manche lâché se met systématiquement en montée, alors qu'en principe il devrait rester rigoureusement en palier: il mesure une valeur de g un tout petit peu inférieure à la valeur qui pour lui correspond à 1g, et répond en ajoutant un tout petit peu de facteur de charge positif...

Voila qui est intéressant !! J'avoue qu'après avoir fait une école d'ingé en aéronautique, je me sens un peu bete de m'être jamais posé la question du type d'altitude utilisée dans les calculs... Sais tu si tous les avions modernes utilisent directement l'atitude réelle, ou est ce uniquement le cas pour certains avions?

La réponse est non, c'est inutile.

Parfait, au moins c'est clair

Encore merci pour vos réponses !

[JAimeLesAvions]

Les deux formules ne donnent le même résultat que pour une altitude de 11km exactement. La première n'est valable qu'en dessous, la deuxième qu'au dessus.
Ces deux formules définissent une seule fonction, à une altitude correspond une pression et une seule.

[cmenager]

Les deux formules ne donnent le même résultat que pour une altitude de 11km exactement. La première n'est valable qu'en dessous, la deuxième qu'au dessus.
Ces deux formules définissent une seule fonction, à une altitude correspond une pression et une seule.

Merci pour ta réponse ! C'est donc bien cette unique fonction (définie en sur deux segments par les deux formules) qui est utilisée par l'altimètre ?

[JAimeLesAvions]

Les deux formules ne donnent le même résultat que pour une altitude de 11km exactement. La première n'est valable qu'en dessous, la deuxième qu'au dessus.
Ces deux formules définissent une seule fonction, à une altitude correspond une pression et une seule.

Merci pour ta réponse ! C'est donc bien cette unique fonction (définie en sur deux segments par les deux formules) qui est utilisée par l'altimètre ?

Oui.
L'altimètre affiche F(Pression Statique du moment)-F(Calage affiché dans le fenêtre) où F est la fonction qui à une pression associe l'altitude OACI. Si on lisait ça dans les livres il faudrait 30 secondes pour expliquer l'altimétrie.