Navigation
Les grands principes de navigation :
Les méthodes de navigation à vue
Le cheminement :
• suivre un cap donné pendant un temps donné pour naviguer entre 2 points (le cap et la montre)
L’estime :
• utiliser des repères intermédiaires de contrôle (estimation et correction du vent)
• suivre des lignes du relief, des cours d'eau, des voies ferrées, des routes...
Les grands principes de navigation :
Orientation sur le globe
NORD : signifie en direction du pôle Nord
SUD : signifie en direction du pôle Sud
Les grands principes de navigation :
Positionnement sur le globe
• Lignes reliant les 2 pôles.
• Ils ont tous la même longueur.
Méridiens :
• Lignes parallèles à l’équateur
• Leur longueur diminue lorsqu’on s’approche des pôles.
Parallèles :
Les grands principes de navigation :
Positionnement sur le globe
• Le 90°N correspond au pôle Nord
• Le 90°S correspond au pôle Sud
• Le positionnement sur un parallèle s’appelle la LATITUDE.
• Auxerre est située sur le parallèle 47,8° Nord, ou à la latitude 47,8° Nord
Les grands principes de navigation :
Positionnement sur le globe
• Le positionnement sur un méridien s’appelle la LONGITUDE.
• La longitude est calculée en degrés de part et d’autre du méridien de Greenwich
Les grands principes de navigation :
Comment créer une carte...
La Terre est une boule... Une carte est plate!
Les grands principes de navigation :
Comment créer une carte...
Il n’existe qu’une seule méthode : projeter l’image du globe sur une surface plane !
Cette méthode n’est pas parfaite car elle déforme les distances.
Quel est le rapport de taille entre l’Afrique et le Groenland ?
L’ Afrique est 14 fois plus grande que le Groenland!!!
Les grands principes de navigation :
3 types de projections :
Mercator Lambert Stéréographique
Adaptée à proximité de l’équateur
Adaptée aux latitudes moyennes
Adaptée à proximité des pôles
En aéronautique, une carte doit avant tout respecter les angles et les distances
Les grands principes de navigation :
3 types de projections :
Mercator
Les grands principes de navigation :
3 types de projections :
Lambert
Les grands principes de navigation :
3 types de projections :
Stéréographique
Les grands principes de navigation :
Représentation d’une carte:
Les cartes sont généralement orientées face au nord
Auxerre :
latitude : 47,8°Nord longitude : 3,6°Est
Méridiens et parallèles forment ainsi un quadrillage de la carte
Les grands principes de navigation :
Echelle d’une carte :
L’échelle d’une carte permet de convertir les distances mesurées sur la carte en distances réelles.
1 cm sur la carte représente 5km en vrai, soit 500 000 cm.
On dit que la carte est au 1/500 000ème
L’échelle d’une carte est adaptée à la précision voulue et à son utilisation.
Les grands principes de navigation :
Cartes aéronautiques françaises :
En France, 3 types de cartes sont principalement utilisées :
• Les cartes au 1/1 000 000ème
• Les cartes au 1/500 000ème
• Les cartes au 1/250 000ème
Étant à des latitudes moyennes (45°N) les projections utilisées sont des projections Lambert
Cartes aéronautiques françaises :
En France, 3 types de cartes sont principalement utilisées :
• Les cartes au 1/1 000 000ème
• Les cartes au 1/500 000ème
• Les cartes au 1/250 000ème
Les grands principes de navigation :
Exercice :
Sur une carte au 1/500 000ème, je mesure une distance de 10 cm entre 2 points.
Quelle est la distance réelle qui sépare ces 2 points ? Réponse à donner en km et en Nm
10 cm représentent 5 000 000 cm soit 50 000 m, soit 50 km 1 Nm = 1,852 Km, d’où 50 km=27Nm
Les grands principes de navigation :
Se diriger sur une carte, notion de route :
De Paris à Strasbourg il faut suivre une direction..
...environ Est
Pour être plus précis, on utilise la mesure d’angle entre le nord et la direction où on veut aller.
L’angle entre le nord et la direction à prendre s’appelle la route
Pour aller de Paris à Strasbourg, il faut suivre une route 095°
Pour aller de Paris à Marseille, il faut prendre une route 163°
Les grands principes de navigation :
Le Globe, origine du Mile Nautique :
Rayon =6366 km
Périmètre =40 000 km R 2
Périmètre
Le périmètre est formé des méridiens.
Il peut être découpé en 360°
Longueur d’ 1° =111,11 km
Chaque degré du méridien a été divisé en 60 morceaux, 60 minutes d’angle 1/60 de degré = 1,852 km : C’est le Mile Nautique Ainsi, chaque degré d’un méridien est divisé en 60 minutes mesurant chacune 1 Nm
Les grands principes de navigation :
Le Mile Nautique : Application aux cartes
Toulon et Nancy sont sur le même méridien, espacés de 5°40’
5°=5x60 = 300 Nm
40’ = 40 Nm 5°40’ = 340 Nm Distance Nancy Toulon = 340 Nm
Route, distance, temps
Calcul de route distance et temps de trajet
Quelle route doit-on suivre pour aller de l’aéroport à Schirmeck ? Route = 250°
Quelle est la distance réelle en Nm ?
Distance aéroport-Schirmeck : 6,6 cm Echelle 1/500 000 ème
Distance = 17,8 Nm Quelle est la durée du parcours ?
Vitesse de l’avion = 120 kt Temps = 9 minutes
Vitesse Air / Vitesse sol
Commençons par comprendre!
La mouche peut-elle voler dans le camion ? Oui La mouche vole à 5 km/h vers l’avant.
Que verra l’observateur placé dans le camion ? Que verra l’observateur placé à l’extérieur du camion (transparent) ?
Une mouche voler à 5 km/h Une mouche voler à 105 km/h
Par rapport à l’air qui l’entoure, la mouche a une vitesse de 5 km/h.
Vitesse Air / Vitesse sol
Commençons par comprendre!
Vitesse Air = 5 km/h Vitesse Sol = 105 km/h
La Vitesse Air(ou vitesse propre) de l’avion, est sa vitesse par rapport à l’air qui l’entoure.
La Vitesse Sol de l’avion, est sa vitesse par rapport au sol.
Vitesse Air / Vitesse sol
Commençons par comprendre!
Vent 100 km/h 5 km/h
Quand la mouche vole, elle ne s’appuie que sur l’air, elle se déplace donc dans la masse d’air.
Vitesse Air = 5 km/h
Vitesse du vent = 100 km/h Vitesse Sol = 105 km/h
Lorsque le vent est de face (-) ou arrière (+) :
Vitesse Sol = Vitesse Air +/- Vitesse du vent
Vitesse Air / Vitesse sol
Cas de l’avion.
Quand l’avion vole, il ne s’appuie que sur l’air autour de lui pour être porté par ses ailes et pour avancer via son hélice
En croisière, l’avion avance toujours à la même vitesse air (ou vitesse propre)
Lorsque le vent est de face (-) ou arrière (+) :
Vitesse Sol = Vitesse Air +/- Vitesse du vent
Un vent de face «ralentit» l’avion, un vent arrière «l’accélère»
Vitesse Air / Vitesse sol
Exemples.
Un avion a une vitesse de croisière de 100 km/h. Il subit un vent arrière de 100 km/h. Quelle est sa vitesse sol ?
Le vent est arrière, donc : Vsol = Vair + Vent = 100 + 100 = 200 km/h
Un avion a une vitesse de croisière de 100 km/h. Il subit un vent de face de 100 km/h. Quelle est sa vitesse sol ?
Le vent est de face, donc : Vsol = Vair - Vent = 100 - 100 = 0 km/h (avion immobile!)
Vitesse Air / Vitesse sol
Exemples.
Un avion est au sol, immobile, face au vent. Le vent souffle à 100 km/h. Quelle est sa vitesse sol ? Sa vitesse Air ?
L’avion est immobile, donc : Vitesse sol = 0 km/h Le vent est de face, donc : Vsol=Vair - Vvent
donc Vair = 100 km/h
Vitesse Air / Vitesse sol
Cas du vent de travers
Un avion vole et subit un vent venant de sa gauche.
Il va être poussé vers la droite, on dit qu’il DÉRIVE.
La dérive est l’angle entre l’axe de l’avion et la trajectoire réellement suivie.
La dérive peut être gauche (avion poussé vers la gauche) ou droite(avion poussé vers la droite).
Vitesse Air / Vitesse sol
Cap, Route, dérive... définitions
Cap : direction de l’axe longitudinal de l’avion Route : direction réellement suivie par l’avion
Dérive : par convention, une dérive gauche est négative et une dérive droite est positive
Route = Cap + Dérive
Vitesse Air / Vitesse sol
Cap, Route, dérive... Exemple
Un avion vole au cap 270°. Il subit un vent venant du nord.
• Quel est le sens de sa dérive ? Dérive gauche
• Sa dérive étant de 10° gauche, quelle est sa route ? Dérive gauche, donc négative : dérive = - 10°
Route = Cap + dérive = 270 + (-10) = 270 - 10 = 260°
Influence du vent
Représentation conventionnelle du vent
DIRECTION
On donne toujours la direction d’où vient le vent .
La direction est donnée en degrés lues sur une
rose des vents FORCE
La vitesse du vent est donnée en noeuds [kt]
Exemple : le mistral (vent du nord!) souffle à 40 kt Il sera noté : 360°/40 kt
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
La dérive due au vent peut se représenter de façon vectorielle
En connaissant la direction et la vitesse de l’avion,
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
La dérive due au vent peut se représenter de façon vectorielle
En connaissant la direction et la vitesse de l’avion, ainsi que la direction et la vitesse du vent
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
La dérive due au vent peut se représenter de façon vectorielle
En connaissant la direction et la vitesse de l’avion, ainsi que la direction et la vitesse du vent, on peut dessiner et mesurer la dérive de l’avion, sa route et sa vitesse sol.
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
Exemple :
Un avion vole à 100 kt au cap 090°
Le vent est du 330/30kt
Quelle est la route de l’avion ?
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
Exemple :
Un avion vole à 100 kt au cap 090°
Le vent est du 330/30kt
Quelle est la route de l’avion ?
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
Exemple :
Un avion vole à 100 kt au cap 090°
Le vent est du 330/30kt
Quelle est la route de l’avion ? Dérive = 15°, route = 105
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
Exemple :
Un avion vole à 100 kt au cap 090°
Le vent est du 330/30kt
Quelle est la route de l’avion ? Dérive = 15°, route = 105
air vent
V
Dérive V sin
arctan
: angle au vent
Vitesse Air / Vitesse sol
Représentation vectorielle
Exemple 2 :
Un avion vole à 150 kt au cap 220°
Le vent est du 280/30kt
Quel est le sens de la dérive ? Dérive gauche
L’avion est il accéléré ou ralenti par le vent ? Avion ralenti Quelle est la route de l’avion ? Dérive = -10° route = 210°
Quelle est sa vitesse sol ? Vitesse sol = 135 kt
Vitesse sol = Vitesse air ± Vitesse vent . cos
Lorsque le vent est de face (-) ou arrière (+) :
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Nord Vrai
La Terre tourne autour de l’axe de ses pôles. On parle de pôles géographiques
Le nord vrai est la direction du pôle Nord Géographique.
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Problématique
Pour suivre une direction sur terre, il faut connaitre la direction du nord vrai.
Pour suivre une route ou un cap, on utilise une boussole.
Est ce que la boussole nous indique réellement la direction du Nord Vrai ?
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Pôles magnétiques
La terre est un aimant. Elle possède donc un pôle nord magnétique et un pôle sud magnétique
Pôles géographiques et magnétiques ne sont pas tout à fait confondus (360 Nm d’écart)
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Pôles magnétiques
Le pôle nord magnétique est situé au 84°N 121°W
Une boussole est un aimant qui indique la direction du pôle nord magnétique, on parle
de nord magnétique
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Pôles magnétiques
On remarque que la déclinaison magnétique n’est pas la même partout sur terre
Le Nord magnétique peut être :
• à l’ouest du Nv Dm ouest
• confondu avec le Nv Dm = 0
• à l’est du Nv Dm est
Par convention :
une déclinaison magnétique ouest est négative,
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Pôles magnétiques
Afin de connaitre la déclinaison magnétique en un lieu, des lignes d’égale déclinaison magnétique sont
tracées sur les cartes. Ce sont des lignes isogones.
Au cours du temps la déclinaison varie (1 à 2 degrés en 10 ans)
En France, la déclinaison magnétique est très faible (0° à Strasbourg, 2°W à Bordeaux)
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Déclinaison magnétique
Quelle route doit on suivre pour aller du départ vers l’arrivée ?
R vraie = 270 °
Pour suivre cette route, on utilise une boussole qui indique le nord magnétique.
Dans la zone, la déclinaison magnétique est de 20°W (soit -20° )
Que doit nous indiquer la boussole pour être sur la bonne route ? Il faut suivre la route magnétique 290.
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Déclinaison magnétique : Exercice
Vous souhaitez suivre une route vraie 180°.
Route vrai = Route magnétique + Dm Quelle route magnétique devez vous suivre ? La déclinaison magnétique est de 20° E.
Dm=+20° (la déclinaison est positive)
D’où Rm = Rv - Dm = 180 - 20 = 160°
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Fonctionnement du compas de bord :
Ligne de foi Le compas indique le cap
magnétique que l’on suit
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Déviation du compas :
Une boussole est perturbée par les masses métalliques. Or elles sont nombreuses dans un avion.
Notre compas indique donc le cap avec une petite erreur qui varie suivant le cap suivi : c’est la déviation du compas (d)
Cette déviation apparait sur un tableau sous la boussole
Cap magnétique = Cap compas+ déviation (d)
Les grands principes de navigation :
Différents Nords :
Déviation du compas : Exemples :
Vous lisez sur le compas de bord le cap 230. A ce cap la déviation est de -2 °.
Quel est votre cap magnétique ?
Cap magnétique = Cap compas + (d)
Cm = 230 – 2 = 228 °
Vous souhaitez suivre le cap magnétique 090°, La déviation du compas est de +1°.
Quel cap devez-vous suivre ?
Cm = Cc + d donc Cc = Cm – d = 090-1= 089°
Les grands principes de navigation :
Mise en forme des calculs de navigation:
Déclinaison magnétique Dm : Dm Ouest (-) ; Dm Est (+) déviation d
Dérive X : dérive à droite (+) ; dérive à gauche (-)
Attention : Lorsque le vent vient de la gauche : l’avion dérive à droite
Vrai Magnétique Compas
Dérive X
Dm d
Route Cap
+ +
+
Les grands principes de navigation :
Mise en forme des calculs de navigation:
Pour suivre une route magnétique au 140° avec un vent d'Est provoquant une dérive de 10°, le pilote doit afficher au compas le cap
Exemple :
140
?
Les grands principes de navigation :
Mise en forme des calculs de navigation:
Pour suivre une route magnétique au 140° avec un vent d'Est provoquant une dérive de 10°, le pilote doit afficher au compas le cap
Exemple :
140
Vent d’est + 10°
140
déviation nulle
130
