Pour les articles homonymes, voir ILS .

Le systeme d'atterrissage aux instruments ou ILS ( acronyme de l'anglais instrument landing system ) est un moyen de radio-navigation utilise pour l' approche de precision d'aeronefs en regime de vol aux instruments . La procedure correspondante est appelee approche ILS .

Generalites [ modifier | modifier le code ]

Il comprend deux elements :

• un localizer (LOC) qui fournit l'ecart de l'avion par rapport a l'axe de la piste ;
• un glide path qui fournit l'ecart de l'avion par rapport a la pente nominale d'approche (le plus souvent 3 degres).

Ces deux informations sont fournies soit sous forme d'aiguilles sur un indicateur VOR ou mieux sur un plateau de route HSI , soit sous forme d'index (barres, triangles...) sur deux echelles, l'une horizontale, l'autre verticale, situees de part et d'autre de l'horizon artificiel (classique ou EFIS).

Les faisceaux localizer et glide path etant tres etroits et sensibles aux perturbations, leur interception doit toujours etre validee a l'aide d'une autre source de navigation.

Pour le localizer cela peut etre realise a l'aide d'un VOR, ADF ou de la RNAV. Pour la validation du glide path , on utilisait un ou deux markers , de plus en plus souvent remplaces par un DME (Distance Measuring Equipment) dont l'avantage est de fournir une information de distance en continu. Le DME est le plus souvent co-implante avec le glide path , donnant ainsi directement la distance au seuil de piste, ce qui est tres pratique ; mais il arrive exceptionnellement qu'il soit implante avec le localizer .

Un voyant lumineux et un signal sonore sont actives au passage de chacun des markers . L'information de distance DME est quant a elle fournie sur l'afficheur DME.

D'un point de vue pratique, l'utilisateur affiche une seule frequence, celle du localizer , comprise dans la gamme VHF 108,0 - 111,975  MHz . Les frequences glide path et DME lorsqu'elles existent sont dans des gammes de frequences differentes (UHF) mais appariees a celle du localizer , ce qui reste transparent pour l'utilisateur.

La portee certifiee est de 15 a 20  NM pour le localizer (30 a 50  NM en pratique) ; legerement moins pour le glide path . Le DME d'un ILS, moins puissant qu'un DME en route peut neanmoins etre recu jusqu'a 50 voire 100  NM .

Avantages de l'ILS :

• tres grande precision ;
• sous certaines conditions (degagement des aires critiques, separations accrues entre avions, secours electrique, balisage specifique...), permet de realiser des atterrissages automatiques et donc de se poser avec des visibilites tres faibles.

Inconvenients de l'ILS :

• sensible aux perturbations des faisceaux electriques (par vehicule ou avion au sol ou avion en vol) ;
• existence occasionnelle de faux axes par reflexion du faisceau sur un relief ;
• faisceaux etroits necessitant une aide pour la capture.

Radiophare d'alignement de piste [ modifier | modifier le code ]

Le radiophare d'alignement de piste   (en) est constitue d'un ensemble d'antennes situees apres le bout de la piste qui emettent une porteuse VHF entre 108 et 111,975  MHz , premiere decimale impaire (111,75 MHz pour la piste 26 a Orly par exemple).

Elle est modulee par 2 basses frequences, l'une a 90 Hz et l'autre a 150  Hz . A droite de l'axe de la piste, le taux de modulation du 150  Hz est superieur a celui du 90  Hz et inversement a gauche de l'axe. La difference de taux permet d'en deduire un ecart qui est affiche sur le recepteur de bord.

Il s'ajoute une modulation a 1 020 Hz qui transmet le code Morse d'identification de la station correspondant generalement a 2 ou 3 lettres de l'alphabet (OLW pour la piste 26 a Orly par exemple) transmis au moins 6 fois par minute (Le Loc envoie 3 fois sur 4 le code Morse de la station et le DME 1 fois, synchronisee avec le LOC).

Le diagramme de rayonnement est ouvert dans le plan horizontal d'environ 35° de part et d'autre de l'axe de piste et de 7° dans le plan vertical. La zone de guidage lineaire ne couvre quant a elle qu'une ouverture maximum de +/- 107  m au seuil de piste par rapport a la position d'axe. Soit pour une piste de 2 000  m une ouverture d'environ +/- 3° (Atan(107/2000)).

Ce systeme est sensible aux propagations par trajets multiples (reflexions, diffractions...). Pour reduire le phenomene la plupart des ILS sont bi-frequence (deux frequences VHF tres proches dans la meme plage de frequence (pour ne pas toucher les frequences des autres appareils). Une frequence VHF pour le guidage dans l'axe de piste (appele Directif) et une frequence pour la couverture dans le plan horizontal (appele Clearance). Le recepteur de bord effectue la capture du signal le plus fort.

Glide Path [ modifier | modifier le code ]

Le glide path est constitue par un ensemble d'antennes situees generalement entre 120  m et 150  m sur le cote de la piste, pres du seuil, qui emettent une porteuse UHF entre 328,6 et 335,4  MHz appairee a la frequence du localizer.

Elle est modulee par 2 basses frequences l'une a 90 Hz et l'autre a 150 Hz . Au-dessous du plan de descente, le taux de modulation du 150  Hz est superieur a celui du 90  Hz et inversement au-dessus du plan. La difference de taux permet d'en deduire un ecart qui est affiche sur le recepteur de bord.

Ils assurent un plan de descente reglable et generalement de l'ordre de 3° (entre 2,5 et 3,5) (3° en Cat III).

Le diagramme de rayonnement est ouvert d'environ 16° dans le plan horizontal et de +/- 0,7° dans le plan de descente optimal.

Le faisceau du glide n'est plus exploitable a partir de 15  m (50 pieds) ^{[ref. necessaire]} (cause d'effet d'hyperbole du signal proche de la piste). Pour les atterrissages automatiques l'avion est guide par les informations de la radiosonde et du vario.

Markers [ modifier | modifier le code ]

Les markers ou radiobornes sont des radiobalises a emission verticale placees sur la trajectoire finale des avions qui emettent sur la frequence 75  MHz . Ils sont peu a peu remplaces par des DME apparies a la frequence du localizer.

Historiquement, au temps des pionniers du vol aux instruments tels que Gaston Genin , un operateur radio transmettait depuis le sol en Morse 2 fois la lettre Z lorsqu'il les entendait survoler le terrain dans la brume. Le pilote savait alors qu'il pouvait entamer la procedure d'approche.

L' outer marker (radioborne exterieure) situe a environ 8  km du seuil est module a 400  Hz allume un voyant bleu dans le cockpit et emet une tonalite Morse de 2 traits par seconde ( - - ).

Le middle marker (radioborne intermediaire) situe a environ 1  km du seuil est module a 1 300  Hz allume un voyant ambre (orange) dans le cockpit et emet une tonalite Morse de 2 fois 1 trait et 1 point ( - * - * ), mais 1 trait et 1 point par seconde ( - *).

L' inner marker (radioborne interieure) situe a environ 100  m du seuil est module a 3 000  Hz allume un voyant blanc dans le cockpit et emet une tonalite Morse de 6 points par seconde ( * * * * * * ). Il n'y a pas d' inner marker implante sur les aerodromes francais.

Signaletique des markers [ modifier | modifier le code ]

Outer marker [ modifier | modifier le code ]

• 
  Voyant bleu Outer Marker
• Son Outer Marker

Middle marker [ modifier | modifier le code ]

• 
  Voyant jaune Middle Marker
• Son Middle Marker

Inner marker [ modifier | modifier le code ]

• 
  Voyant blanc Inner Marker
• Son Inner Marker

Categories d'ILS [ modifier | modifier le code ]

Il existe trois categories d'installations ILS et d'approches correspondantes. Les informations ci-dessous reposent sur l'Annexe 10 Volume 1 de l'OACI. Elles dependent d'un critere de visibilite de hauteur de sol, et d'un autre de visibilite horizontale. Dans certains Etats, il peut y avoir des differences qui doivent etre notifiees.

Categorie I (ILS CAT I) : approche et atterrissage de precision aux instruments avec une hauteur de decision (la hauteur de decision est la hauteur au-dessus du sol a laquelle le pilote estime avoir les references visuelles suffisantes pour se poser) non inferieure a 200 pieds (61  m ) au-dessus de la zone de toucher des roues et avec soit une visibilite d'au moins 800 metres (2 625 pieds) ou d'une portee visuelle de piste superieure a 550 metres (1 804 pieds).

Categorie II (ILS CAT II) : approche et atterrissage de precision aux instruments avec une hauteur de decision inferieure a 200 pieds (61  m ) au-dessus de la zone de toucher des roues, la portee n'etant pas inferieure a 100 pieds (30  m ), et d'une portee visuelle de piste d'au moins 300 metres (984 pieds) pour les aeronefs de categorie A, B, C et pas moins de 350 metres (1 148 pieds) pour les aeronefs de categorie D.

Categorie III (ILS CAT III) :

- Categorie III A : approche de precision aux instruments avec :

• une hauteur de decision inferieure a 100 pieds (30  m ) au-dessus de la zone de toucher des roues, ou sans hauteur de decision ;
• une portee visuelle de piste d'au moins 200 metres (656 pieds).

- Categorie III B : approche de precision aux instruments avec :

• une hauteur de decision inferieure a 50 pieds (15  m ) au-dessus de la zone de toucher des roues, ou sans hauteur de decision ;
• une portee visuelle de piste inferieure a 200 metres (656 pieds), au moins egale a 75 metres (246 pieds).

- Categorie III C : approche et atterrissage de precision aux instruments sans hauteur de decision ni aucune limitation de la portee visuelle de piste. La categorie ILS III C doit etre conduite en pilote automatique et le suivi de la piste doit etre operationnel (couplage du pilote automatique avec l'orientation de la roue avant).

Dans chaque cas, un aeronef dument equipe avec un equipage qualifie sont obligatoires. Par exemple, l'ILS CAT III C necessite un systeme operationnel apres panne, avec un pilote en fonction (LP) titulaire d'un avenant de CAT III C dans son journal de bord, alors que la CAT I ne le necessite pas.

Un affichage tete haute qui permet au pilote d'effectuer des manœuvres de l'avion plutot qu'un systeme automatique est considere comme operationnel apres une panne. L'ILS CAT I repose uniquement sur les indications d'altimetre pour la hauteur de decision, alors que les ILS CAT II et CAT III utilisent des radio sondes afin de determiner la hauteur de decision.

L'approche ILS doit etre arretee en cas de detection interne d'une condition d'erreur, telle que mentionnee dans la section de surveillance. Une surveillance via des capteurs au sol est mise en place pour correler le signal a proximite des antennes et au lointain (positionne sur le cote oppose de la piste pour le Localizer) en Cat III. Avec les categories croissantes, l'equipement ILS doit etre arrete plus rapidement puisque les categories superieures exigent la reduction des temps de reponse. Par exemple, l'approche avec un radiophare d'alignement doit s'arreter dans les 10 secondes apres la detection interne d'une condition d'erreur; l'alignement d'ILS CAT III doit s'arreter en moins de 2 secondes.

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

• Procedure d'approche
• Radar d'approche de precision
• Radioborne Marker

• Portail de l’aeronautique