Pilote automatique...

L'évolution de l'avionique de nos avions préférés a fait un bond en avant considérable au cours des 10 dernières années.
Toute l'évolution de l'aviation générale s'est concentrée dans le tableau de bord : GPS, carte défilente (MFD), HSI électronique, PFD, AHRS, stormscope, CMax, Skywatch, ETAWS, etc...
Le reste n'a pas beaucoup changé en comparaison : mêmes moteurs, mêmes magnétos, mêmes alternateurs, même hélices, mêmes régulateurs etc...

Un instrument s'est généralisé : le Pilote Automatique (PA). Et il est de bon ton aujourd'hui de considérer le Pilote Automatique comme un élément de sécurité quasi-obligatoire en IFR.
Plus encore, une bonne partie de la formation et du test pour l'IR américain repose sur l'apprentissage de l'utilisation de l'avion avec le pilote automatique et des approches couplées.

Je pense que ce point n'est pas correct ou pour le moins exagéré.
Il reste fondamental de savoir piloter son avion à la main sans aucun automatisme en toute sécurité, avec le minimum d'instruments avant de vouloir/pouvoir maîtriser tous les instruments sophistiqués embarqués.
Ce n'est pas parce que lors de ma formation à l'IR-ME française en 1995 à Toussus le Noble le PA était interdit  (excellente école tout de même que de se dérouter puis d'intercepter et de tenir à la main un ILS en IMC avec un moteur coupé) mais pour deux raisons essentielles :
- les différences de culture aéronautique entre nos deux continents font que l'utilisation de l'avion en automatique peut être dangereuse en Europe.
Chez nous les procédures IFR restent plus complexes, hétérogènes voire parfois "exotiques" (persistance de procédures ADF, VOR DME, quasi absence de procédure GPS, absence du WAAS) et le contrôle beaucoup moins prévenant avec les pilotes (peu de guidage radar, guidage radar incomplet, pas d'aide météorologique, etc...).
- l'absence de standardisation et la variabilité des systèmes modernes de navigation embarquées, y compris dans nos Cirrus, compliquent parfois la tâche du pilote plus qu'ils ne la simplifient. En effet le pilote d'un avion aux gadgets sophistiqués peut tomber dans beaucoup de pièges au cours de l'utilisation de ces instruments, certains pièges pouvant être rapidement mortels. A cet égard la lecture de cet article concernant l'accident de l'Embraer Lagacy et du B707 au dessus de la forêt amazonnienne est édifiant : une avionique complexe et mal assimilée peut s'avérer très dangereuse.

L'apprentissage du pilotage d'un Cirrus devrait passer par plusieurs étapes dont il est de mon point de vue impératif de respecter l'ordre chronologique :

1. Apprentissage en VFR des paramètres fondamentaux de la machine.
Cette phase devrait être uniquement effectuée en pilotage manuel en s'affranchissant totalement des moyens de navigation.
Au cours de cette première période il faut apprendre les pré-affichages moteur et assiettes dans les différentes configuration de vol (montée, attente, approche, vol lent, avec et sans volets etc...). Voici par exemple un extrait de ma check-list comportant ces paramètres pour mon avion qui est un 6 packs/ARNAV (on le pilote donc en pré-affichant les RPM ou la PA suivant les cas), le paramètre à pré-afficher étant en gras :

Ceci passe impérativement par l'apprentissage de l'usage du trim électrique de l'avion qui est difficile et demande un effort.
Les paramètres et assiettes de poser doivent être appris et mémorisés : la visualisation de l'assiette à l'atterrissage sur les Cirrus est particulière du fait de la forme du capot moteur. Le comportement de l'avion est particulier, lié à plusieurs phénomènes : effet en moulinet de l'hélice constituant un frein important lors de la réduction, profil laminaire de l'aile donnant une finesse et un décrochage particulier, lourdeur du moteur IO550N.
Afin de bien "sentir" la machine au début, il faut couper systématiquement le "MFD" (le laisser par exemple sur la page paramètres moteur) et apprendre le circuit visuel permettant de repérer dans l'avionique complexe du Cirrus les paramètres fondamentaux pour tenir correctement l'avion en ligne de vol : altitude, vitesse, assiette, paramètres moteur. Pour les pilotes habitués aux "steam gauges" (nos horloges en français...) il n'est pas immédiat de trouver la vitesse ou l'altitude en un seul coup d'œil la première fois que l'on pilote un "glass cockpit" ; je me souviens avoir triché lors de mes premières vols et d'être allé chercher ces paramètres sur les instruments de secours.
Pour un pilote chevronné, déjà qualifié sur les avions complexes de plus de 200 CV,  cette phase nécessite 1 à 2 heures de vol.

2. Organisation des moyens de navigation pour le VFR et l'IFR.
L'affichage d'un VOR et le suivi d'une radiale, l'utilisation de l'ILS ne coulent pas de source dans un Cirrus lorsqu'on a appris à naviguer avec un avion ancien. Il faut 'y réfléchir et adopter une stratégie pour organiser son travail dans l'avion.
Sur un "6 packs" avec eHSI il faut apprendre les subtilités de ce dernier (fonction VLOC et GPS, utilisation de la fonction RMI) alors que l'utilisation du second VOR reste possible et intuitive (deuxième indicateur de forme classique).
Sur un Entegra d'Avidyne les choses se compliquent : on ne peut se servir que d'un seul VOR à la fois sur le HSI, l'autre VOR n'étant utilisable qu'en mode RMI ; il faut aussi bien maîtriser le passage de la fonction VLOC à GPS et savoir utiliser le GNS430 n°1 et le GNS430 n°2.

Il ne s'agit encore que d'utiliser et suivre les moyens de navigation utiles à sa mission sans utiliser pour l'instant le pilote automatique.
Cette phase comprend l'apprentissage et la mise au point des procédures de gestion des pannes et d'utilisation de l'avion en mode dégradé : que me reste-t-il pour naviguer en cas de panne alternateur ou de GNS n°2, ou de PFD ou de Sandel etc...?
A l'issue de cette phase qui prend au minimum 2 heures de vol, on sera prêt à traverser le monde avec son avion même si on ne se sert pas encore, loin s'en faut, de tous ses instruments sophistiqués ni du PA, en particulier pour les approches.

3. Apprentissage de l'utilisation des instruments sophistiqués.
Gestion de l'essence, Skywatch, Stormscope, ETAWS, CMax etc... en fonction de l'équipement de l'avion.
Cet apprentissage nécessite pour chaque instrument l'étude au sol de la documentation puis la pratique d'un vol (ou de plusieurs si nécessaire) pour restituer le mode d'emploi appris.

4. Apprentissage de l'utilisation du Pilote Automatique.
Ce n'est qu'après toutes ces étapes qu'il est utile d'apprendre à se servir du PA d'abord en croisière puis pour des approches automatiques.
L'utilisation du PA sur nos avions n'est pas intuitive du fait de la multiplicité des modes, des sources et de leur intégration.
Par exemple sur les différents types d'avion (six packs, Avidyne Entegra, Perpective) il faut comprendre comment et pourquoi l'avion peut suivre une trajectoire et afficher sur le eHSI ou le PFD des informations contradictoires (c'est le mode GPSS), comment fonctionne l'autoslew, de quel instrument le PA reçoit ses instructions en mode heading, nav, gpss...
La compréhension et la mémorisation de l'intégration de l'avionique est indispensable à ce stade : quelles informations suit le PA en mode NAV, en mode HDG et en mode GPSS?
Toujours à titre d'exemple, voici les schémas permettant de comprendre cette intégration pour mon vénérable 6 packs :

Et il faut aussi savoir : comment et pourquoi l'avion affiche automatiquement l'axe de percée sur le HSI, comment et pourquoi il bascule automatiquement en mode VLOC en interceptant un ILS, comment et quand il intercepte le glide?Voler en automatique c'est connaître parfaitement l'intégration du PA avec l'avionique, ses spécificités propres mais surtout apprendre à vérifier et contrôler la bonne programmation de l'automatisme.Par exemple pour capturer une altitude il faut savoir programmer le PA puis systématiquement savoir vérifier et reconnaitre l'armement,  puis la capture le moment venu. Chaque PA a ses spécificités et ses pièges.
Il existe déjà 3 générations de Cirrus ayant chacune des subtilités différentes pour se servir du PA : capture d'altitude, suivi d'un LOC ou d'un GPS, capture d'ILS, capture du Glide Slope.
Dans ces conditions il n'est pas toujours évident de comprendre pourquoi à un moment donné le PA part à 180° de la route que l'on pensait avoir programmé ! C'est dans ces situations où l'on est content de savoir reprendre l'avion à la main et terminer une percée qui s'engageait mal en automatique.

Une fois l'apprentissage du PA effectuée il faut se souvenir qu'il peut s'agir d'un instrument mortel dans certaines situations de vols : en montée vers le niveau FL170 sur un SR22 NA un S-tech 55X pourra faire décrocher l'avion si vous n'avez pas fait attention au taux de montée programmé. De même si par malheur vous givrez ou si vous volez dans des ondes orographiques le PA pourra faire décrocher l'avion pour maintenir l'altitude programmée. Dans ces conditions de vol, comme en conditions turbulentes votre sécurité exige que vous coupiez le PA.

Enfin si vous ne savez par répondre à une de ces questions essentielles concernant l'intégration de votre PA, vous êtes en danger quand vous l'utilisez :
- 1 comment intercepter une branche de l'approche intermédiaire après été guidé momentanément au radar ?
- 2 pourquoi l'axe de percée s'affiche ou ne s'affiche automatiquement lors d'une percée en automatique ?
- 3 comment se servir du directeur de vol sans enclencher le PA?
- 4 comment reconnaître une panne de prise statique ?
- 5 comment faire la transition totalement en automatique (sans toucher au PA ni au GPS ni au HSI entre l'approche intermédiaire et la capture complète de l'ILS ?
- 6 pourquoi le PA ne descend pas sur le glide alors que vous êtes établi sur le LOC et en mode APP ?
- 7 comment capturer quand même le glide dans cette situation ?
- 8 quel est la conséquence d'une panne de eHSI ou du PFD sur le comportement du PA ?
- 9 comment reconnaître le dysfonctionnement de la vanne de flux ou de l'ARHS ?
- 10 pourquoi le PA n'intercepte pas l'altitude sur un Entegra alors qu'il est programmé normalement et comment éviter une telle situation?
- 11 un départ MONOT 1U à Toussus est-il possible en automatique sans que l'on ait à intervenir pour suivre la trajectoire ?

J'essaierai de répondre à ces questions dans un prochain blog.

Le PA est indiscutablement utile pour diminuer la charge de travail à un moment critique du vol.
Mais dans nos avions il ne doit pas être un recours dans une situation compromise. Nous devons toujours être prêt à reprendre la main, en particulier dans les situations délicates du vol.
Sinon les choses peuvent très mal se terminer.

Fly safe !