Instruments de bord

Les instruments de bord servent à présenter au pilote toutes les informations qui lui sont utiles au maintien en vol de son avion, à sa navigation, à ses communications avec les infrastructures de la gestion du trafic aérien et lui permettent d'interagir avec son avion.

Ils sont regroupés sur le tableau de bord aussi près que possible du pilote. Les quatre instruments de base sont toujours disposés de la même façon (en configuration de T basique) : l'horizon artificiel au centre, l'anémomètre à sa gauche, l'altimètre à sa droite, le gyro directionnel ou plateau de route en dessous. Cette disposition permet d'optimiser le circuit visuel au cours du vol. La disposition des autres instruments est relativement standard mais varie d'un avion à l'autre. Avec la généralisation des écrans rassemblant toutes les informations du T de base sur une seule surface de visualisation, les instruments conventionnels ne sont conservés sur les planches de bord équipées d'écrans qu'à titre d'instruments de secours pour pallier une éventuelle défaillance des systèmes électroniques.

Ils peuvent être présentés sous forme classique (voir la première image ci-dessous) ou leurs informations intégrées dans un écran (voir poste de pilotage de l'A319). Les photos correspondent à des avions différents dans des situations de vol différentes ; les indications des instruments ne correspondent donc pas.

L'altimètre

Une pression est égale à une force sur une surface. Avec l'altitude, la pression, mais aussi la température et l'humidité de l'air diminuent.

Un altimètre n'est qu'un baromètre : il enregistre la pression à l'extérieure de l'avion (pression atmosphérique) et la restitue sur un cadran gradué (généralement en pieds), en fonction de la décroissance de la pression avec l'altitude.

La pression atmosphérique diminuant avec l'altitude, une capsule anéroïde (capsule métallique, hermétique et déformable) enregistre la variation de pression, par déformation. Celle-ci est transmise à une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué.

L'anémomètre

L'anémomètre indique une vitesse.

L'anémomètre retranche la pression atmosphérique à la pression totale afin d'obtenir la pression dynamique, c'est un manomètre différentiel.

Il obtient la pression dynamique à l'aide d'une capsule qui se déforme sous l'effet des 2 pressions. L'intérieur de la capsule est raccordée au tube de Pitot (capteur de pression totale) et l'extérieur, au capteur de pression statique. La déformation de la capsule (due à la pression totale) est transmise à une aiguille qui se déplace devant le cadran de l'anémomètre où figurent des vitesses.

Le variomètre

Il mesure la vitesse verticale (Vz) de l'avion en comparant deux pressions statiques. Une capsule non fermée est reliée à l'air extérieur. Le boîtier est relié également à l'extérieur, mais par un tube très fin (capillaire) qui laisse entrer l'air très lentement, donc avec un retard (environ 2 secondes) : les déformations de la capsule indiquent donc la différence de pression entre la pression à un instant et la pression à l'instant immédiatement précédent. Il faut donc contrôler la trajectoire dans le plan verticale à l'aide du variomètre après avoir stabilisé l'avion.

A la différence de l'altimètre, le variomètre n'indique que des variations de pressions. Si l'avion se remet en palier, Les pressions extérieures et intérieures s'équilibrent par l'intermédiaire du tube capillaire, et l'aiguille revient à zéro. C'est le but recherché puisque l'on ne veut que les indications dues à une montée ou une descente.

L'horizon artificiel

Cet instrument donne des indications d'assiette et d'inclinaison.

C'est un gyroscope à trois degrés de liberté. Il est constitué d'une couronne fixe, d'un tambour sur lequel figurent la ligne d'horizon, le ciel (bleu) et la terre (le plus souvent marron). Une maquette représente l'avion. Lors d'un mouvement de l'avion, l'ensemble avion-boîtier-maquette se déplace autour du tambour. La couronne supérieure comporte des graduations en degré (notamment à 30°, 60° et 90°) permettant de mesurer l'inclinaison de l'avion.

Le conservateur de cap ou directionnel

Cet instrument donne une information de cap. Il fonctionne à l'aide d'un gyroscope. Le cap est lu sur une rose des caps solidaire de l'axe du gyroscope.

Il ne peut être employé seul pour s'orienter : Il faut le recaler régulièrement à l'aide des indications du compas (lorsque ses indications sont exploitables). En navigation, le recalage du conservateur de cap est inclus dans la procédure des vérifications systématiques en vol qui sont faites périodiquement et aux points tournants de chaque branche.

Au cours de la visite prévol, le pilote doit vérifier le bon état du conservateur de cap. Pendant le roulage, il doit s'assurer qu'il fonctionne bien et dans le bon sens : les caps augmentent vers la droite et diminuent vers la gauche.

Le compas

Le compas fonctionne comme une boussole grâce à un barreau aimanté qui prend la direction du Nord magnétique : il indique le cap magnétique. En conséquence, les directions indiquées par le compas sont toutes décalées de la valeur de l'angle compris entre le Nord vrai (Nord du méridien ou encore Nord géographique) et le Nord magnétique. Cet angle est appelé déclinaison magnétique (D). Sa valeur varie avec le lieu géographique. Elle est dite Ouest lorsque le Nord magnétique est à l'Ouest du Nord vrai, ce qui est le cas sur l'ensemble de la France.

Le compas est formé d'une partie étanche remplie d'un liquide ingelable, dont le rôle consiste à amortir les oscillations de la rose. Cette dernière, constituant la partie mobile sur laquelle est fixé l'aimant, porte l'inscription des directions magnétiques marquées de 10 en 10 degrés de 0 à 360° dans le sens des aiguilles d'une montre. Ainsi, l'indication 3 correspond à 30° et 33 signifie 330°.

Le compas donne des indications erronées en virage, lors de variations de vitesse et en atmosphère turbulente. C'est pourquoi un instrument complémentaire plus stable est utilisé : le conservateur de cap ou directionnel.

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