✈️ Comprendre les approches RNP : du LNAV au LPV ✈️

Si vous volez sur un avion moderne ou équipé d'un GPS (GNS, GTN, G1000, ...), vous avez forcément croisé ces acronymes sur vos cartes d'approche : LNAV, LNAV/VNAV, LPV.

Derrière ces lignes de guidages GPS se cachent des réalités techniques, des précisions de guidage et des pièges opérationnels bien présents.

Quelle est la différence entre un guidage linéaire et angulaire ? Pourquoi les températures basses peuvent-elles interdire une approche aux minima LNAV/VNAV mais pas en LPV ?

Faisons le point complet pour voler en toute sécurité.

1. Qu'est-ce que la RNP ?

Pour comprendre ces approches, il faut d'abord distinguer deux concepts clés : RNAV (Area Navigation) et RNP (Required Navigation Performance).

La navigation RNAV X permet de naviguer sur n'importe quelle trajectoire dans la couverture de balises au sol ou par satellite avec une précision à 95% du temps à X NM de part et d'autre de la route.

La navigation RNP est une navigation RNAV qui ajoute une obligation stricte : la fonction de surveillance de la performance à bord et d'alerte (Performance Monitoring and Alerting).

Si le système détecte que la précision n'est plus garantie, une alarme visuelle ou sonore prévient immédiatement le pilote.

2. Le fonctionnement du RAIM

Le RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) est une fonction du GPS qui permet de s'assurer que la zone du monde sur laquelle on vole soit bien couverte par un nombre de satellites suffisants pour assurer l'intégrité de la navigation et de l'approche, le cas échéant.

En d'autres termes, il faut un nombre de satellites suffisants au dessus de l'horizon, dont les signaux ne sont pas masqués par la terre.

En effet, le GPS a besoin de distances pour calculer une position géométrique en 3D :

• 4 Satellites : Position 3D de base (sans surveillance).

• 5 Satellites : Permet la Détection de Panne (FD - Fault Detection). Le système sait qu'un satellite ment, mais il ne sait pas lequel. L'approche doit être interrompue.

• 6 Satellites : Permet la Détection et l'Exclusion de Panne (FDE - Fault Detection and Exclusion). Le GPS identifie le satellite défaillant, l'isole, et continue l'approche sur les 5 autres.

Les approches LNAV et LNAV/VNAV utilisent exclusivement les satellites de la constellation GPS, et reposent donc sur la disponibilité de la fonction RAIM pour s'assurer que le signal GPS sera disponible en tout temps lors de l'approche.

Lorsque le pilote utilise cette fonction en vol, le GPS prévoit la disponibilité du signal dans une fenêtre de +/- 15 minutes d'un point en particulier. Pour une approche, ce point doit être le terrain d'arrivée.

📌Astuce opérationnelle : rentrez l'approche au GPS avant d'utiliser la fonction RAIM, car elle prend par défaut l'ETA au terrain d'arrivée !

3. Les systèmes d'augmentation

Les approches GPS peuvent utiliser différentes constellations de satellites, des balises au sol ou de systèmes embarqués permettant d'augmenter la précision du signal GPS.

ABAS, SBAS, GBAS : Les trois piliers de l'augmentation

Pour garantir l'intégrité du signal (le degré de confiance que l'on peut accorder aux données de position), le GPS de base ne suffit pas. On utilise des systèmes d'augmentation :

1. ABAS (Airborne Based Augmentation System)

C'est un système purement interne à l'avion. Il utilise la redondance des satellites via l'algorithme RAIM (ou enrichi par des capteurs de bord comme l'alticodeur : AAIM).

L'ABAS n'améliore pas la précision, il surveille simplement les pannes.

2. SBAS (Space Based Augmentation System)

Ce système utilise des stations au sol qui mesurent les erreurs GPS et envoient des corrections en temps réel via des satellites géostationnaires (EGNOS en Europe, WAAS aux USA). Le SBAS apporte une précision métrique et une intégrité absolue.

3. GBAS (Ground Based Augmentation System)

Il s'agit d'une station locale basée directement sur l'aéroport pour des approches de très haute précision (généralement CAT II/III), équivalente à un ILS terrestre mais avec une source GNSS.

4. Analyse comparative : LNAV, LNAV+V, LNAV/VNAV et LPV

Voici comment se décomposent les trois grandes familles d'approches RNP APCH sur votre plan latéral, vertical et dans votre pilotage.

A. LNAV et LNAV+V

LNAV (Lateral Navigation) – La base du 2D

L'approche LNAV est une approche dite de non-précision (NPA) opérée en 2D : le GPS gère uniquement le plan horizontal.

• Guidage Latéral : Linéaire basé sur le GNSS de base. En segment d'approche finale, la sensibilité maximale passe à 0.3 NM. Une déviation supérieure à la demi-graduation (0.15 NM) impose une remise de gaz en conditions IMC.

• Guidage Vertical : Aucun guidage vertical officiel (NIL). Le pilote gère sa descente en fonction de paliers d'altitudes (MFO - Marge de Franchissement d'Obstacles).

• Pilotage : Idéalement volée selon la technique CDFA (Continuous Descent Final Approach) pour recréer un plan constant artificiel.

• Intégrité : Assurée par le RAIM (sauf si le SBAS est disponible et prend le relais).

LNAV+V - 3D conçu par Garmin

Ce mode repose sur l'approche LNAV, sur laquelle Garmin conçoit un plan de descente basé sur le plan de l'approche. Ce plan n'est pas corrigé de la température, et est donc faussé lorsque les conditions ne sont pas ISA.

Ce plan est purement indicatif et n'exempte pas le pilote de contrôler son plan à l'aide de la distance au seuil, à l'aide de sa carte d'approche.

B. LNAV/VNAV – Le 3D barométrique et son piège thermique

Il s'agit d'une approche APV (Approach with Vertical Guidance) opérée en 3D. Elle offre un guidage latéral ET un guidage vertical.

• Guidage Latéral : Identique à la LNAV (Linéaire, 0.3 NM max, alerte à 0.15 NM).

• Guidage Vertical : Linéaire, calculé par le calculateur de bord (FMS) ou le GPS sur une trajectoire Baro-VNAV (basée sur l'alticodage de l'avion). La déviation maximale tolérée en finale est de 75 ft.

• Pilotage : cette approche se pilote comme un ILS.

• Intégrité : Assurée par le RAIM (sauf si le SBAS est disponible et prend le relais).

• Minima : DH généralement comprise entre 250 ft et 300 ft.

⚠️ Le Piège Opérationnel (Menace CFIT) : Comme le guidage vertical est basé sur la pression barométrique, une erreur de calage QNH ou une température très froide faussera le plan réel de descente.

Correction de température : Si l'avion n'a pas de système automatique de compensation, le pilote doit appliquer des corrections manuelles par temps froid sur toutes les altitudes minimales. Si la température est inférieure à la limite de la carte, l'approche LNAV/VNAV est interdite, il faut repasser sur les minima LNAV (2D).

C. LPV (Localizer Performance with Vertical Guidance) – "L’ILS" du satellite

L'approche LPV offre les minima les plus bas, équivalents à une approche de précision CAT I (jusqu'à 200 ft de DH), grâce à la correction SBAS (EGNOS).

• Guidage Latéral & Vertical : Contrairement aux deux précédentes, le guidage ici est ANGULAIRE. Plus vous approchez de la piste, plus le faisceau virtuel s'affine (exactement comme un Localizer et un Glide d'ILS).

• Tolérances : En latéral, l'alerte se déclenche au-delà d'une déviation de 1°. En vertical, la tolérance s'affine en passant de la demi-déviation à 98 ft au FAF jusqu'à 24 ft au point de décision (DA).

• Base de données : La trajectoire finale (FAS DB) est codée de manière sécurisée dans un bloc de données spécifique de la base de navigation de bord.

• Intégrité : Assurée à 100% par le SBAS. Le test RAIM avant le vol n'est pas requis pour la trajectoire LPV en elle-même (le SBAS couvrant l'intégrité).

📌 Règle d'or opérationnelle : La vérification de la disponibilité du RAIM est obligatoire avant le vol pour toute approche GNSS. Le système calcule si la géométrie des satellites sera favorable sur votre terrain à +/- 15 minutes de l'heure estimée du terrain d'arrivée.

En effet, le RAIM est nécessaire pour suivre la trajectoire :

• d'approche en utilisant les minimas LNAV

• d'approche en utilisant les minimas LNAV/VNAV

• d'approche interrompue

• en cas de réversion

En LPV, si le signal SBAS est perdu au profit du RAIM de base avant le FAF, certains systèmes permettent une réversion vers les minima LNAV pour poursuivre l'approche. Si cela arrive après le FAF : remise de gaz immédiate !

5. Les approches "RNP AR" (Authorization Required)

Pour les terrains complexes ou montagneux, il existe les approches RNP AR APCH.

Alors qu'une approche RNP classique exige une précision de 0.3 NM en finale, la RNP AR descend à 0.1 NM. Elle permet des trajectoires courbes complexes sans repère fixe (virages à rayon constant dits RF - Radius to Fix) permettant de rapprocher l'IF (Initial Fix) du FAF pour éviter le relief. Les équipages et les avions doivent posséder une certification spécifique pour les utiliser.

6. La Philosophie Garmin

À plus de 30 NM du terrain, votre GPS est en mode ENR (précision/pleine déviation 2 NM).

Dans les 30 NM, il bascule automatiquement en mode TERM (Précision 1 NM).

L'affichage de la sentence : C'est en passant l'IF (Initial Fix) et au plus tard 60 secondes avant le FAF que le GPS fait son ultime vérification d'intégrité (Vérification du HAL - Horizontal Alarm Limit). C'est à ce moment précis que s'affiche le mode d'approche définitif : ⁠LNAV⁠, ⁠LNAV+V⁠ (LNAV avec plan vertical indicatif), ⁠L/VNAV⁠ ou ⁠LPV⁠.

Le guidage radar : Si le contrôleur vous guide avec des vecteurs, utilisez la fonction Activate Vectors To Final ou faites un Direct FAF avec la fonction OBS activée pour matérialiser l'axe. Le guidage doit vous intercepter au moins 2 NM avant le FAF. Les directs "bruts" sur le FAF sont interdits.

Remise de gaz : Au passage du point de remise de gaz (MAPt), le message SUSP apparaît au bas de l'écran. Le GPS fige la séquence des points pour éviter que vous ne naviguiez vers l'inconnu. Appuyez sur la touche OBS pour désactiver la suspension et charger la trajectoire de remise de gaz (qui repasse immédiatement en précision MAPR 0.3 NM puis TERM 1.0 NM).

Sur la suite GTN650/750, il faudra cliquer sur "activate missed-approach", ce qui rend l'action plus intuitive.

Attention : lors d'une remise de gaz, même si vous étiez en LPV, le guidage de l'interruption se fait souvent en LNAV : la vérification du RAIM reste donc primordiale !