Les Approches Overlay (ou par superposition)

Alors que les stations au sol traditionnelles ferment les unes après les autres en Europe pour des raisons de coûts, la navigation par satellite (GNSS) s'est imposée à bord de nos avions.

Pour accompagner cette transition, un concept a vu le jour : l'approche de type « Overlay » (ou approche par superposition).

1. L’approche Overlay : Qu'est-ce que c'est ?

Une approche Overlay consiste à suivre la trajectoire d'une procédure d'approche classique conçue pour des moyens sol (comme un VOR ou un NDB), mais en utilisant le système de navigation par satellite (GNSS) et un calculateur de bord (FMS/GPS) comme source de guidage primaire.

Comment la reconnaître ?

Une approche n'est officiellement qualifiée d'Overlay que si l'autorité aéronautique l'a formellement validée, codée et publiée. Sur les cartes d'approche (Jeppesen ou SIA), cela se traduit par l'ajout de la mention « or GPS » directement dans le titre de la procédure.

2. Que dit la réglementation ?

L'Intégrité des données

Si vous effectuez une approche Overlay officielle (... or GPS), vous n'avez pas le droit de coder les points de passage à la main dans votre GPS. La trajectoire doit obligatoirement être extraite d'une base de données de navigation aéronautique valide et à jour.

Ensuite, le GPS sert de guidage dans le FMS ou GPS (pour plus de précision et de confort), mais la réglementation exige que les équipements au sol soient allumés et que le pilote garde un œil sur les aiguilles traditionnelles afin de détecter immédiatement tout écart ou panne du système satellite.

“During an overlay approach, the underlying conventional navigation aid shall be operational and raw data shall be selected and monitored by the flight crew during the approach.”

Autrement dit, « Lors d'une approche Overlay, le moyen de navigation conventionnel sous-jacent doit être opérationnel et les données brutes doivent être affichées et surveillées par l'équipage pendant l'approche. »

Référence ICAO Doc 9613 – Performance-Based Navigation (PBN) Manual, Volume II, Part C, Appendix A (Operational Guidance for Overlay Approaches).

Référence EASA : AMC20-27 (et révisions intégrées dans l'AMC1 SPA.PBN.100) – Airworthiness Approval and Operational Criteria for RNP Approach (RNP APCH) Operations.

3. Les limitations d'équipements : Le cas des balises au sol (NDB, VOR, ILS)

C’est le cas concret qui anime souvent les discussions de hangar : « Mon avion possède un superbe GPS de dernière génération, mais je n'ai plus d'ADF ni de récepteur VOR à bord. À quoi ai-je droit ? »

Cas 1 : L'approche VOR ou NDB avec mention « or GPS » (Overlay Officiel)

• Puis-je voler cette approche en overlay ? OUI à condition d'avoir affiché et de surveiller le moyen de navigation sol.

• Pourquoi ? L'autorité aéronautique autorise le GPS comme guidage primaire pour suivre la trajectoire. Cependant, puisque le texte officiel impose d'afficher et de surveiller les données brutes de la balise sol, vous devez obligatoirement posséder le récepteur à bord. Si l'avion n'a pas d'ADF ou de VOR physique, l'approche vous est interdite.

Cas 2 : L'approche affiche strictly NDB RWY 12 ou VOR RWY 30 (Sans mention « or GPS »)

• Puis-je la voler sans ADF ou sans récepteur VOR ? NON, c'est strictement interdit.

• Pourquoi ? Si la mention « or GPS » n'apparaît pas, la procédure n'a jamais été certifiée pour le satellite. L'utilisation du GPS comme source de guidage primaire pour descendre sous la couche est une infraction réglementaire majeure. Votre seule source de guidage finale légale est l'aiguille de votre RMI/ADF (pour le NDB) ou de votre CDI/HSI (pour le VOR). Si l'avion n'a pas ces récepteurs physiques, l'approche vous est interdite en conditions IFR.

Cas 3 : Qu'en est-il de l'ILS ? Existe-t-il un "ILS or GPS" ?

• Puis-je voler un ILS uniquement au GPS ? NON, l'overlay n'existe pas pour l'ILS.

• Pourquoi ? L'ILS (Instrument Landing System) est une approche de précision qui repose sur deux faisceaux physiques ultra-précis émis depuis le sol : le Localizer (axe horizontal) et le Glide Path (axe vertical). Le GPS du bord ne peut pas "superposer" un ILS traditionnel. Pour voler un ILS, vous devez obligatoirement posséder un récepteur VHF de navigation (NAV) à bord et capter les signaux réels des antennes au sol.

• La seule alternative moderne : Si vous n'avez pas d'équipement ILS, vous devez vous tourner vers des approches de type LPV (Localizer Performance with Vertical Guidance), qui utilisent le GPS (SBAS) pour mimer un ILS, mais cela nécessite une approche spécifique publiée (RNAV/RNP), et non une procédure ILS.

4. Les 4 conseils opérationnels

Conseil 1 : La vérification obligatoire des NOTAM RAIM (ou prédictions GNSS)

Avant d'entreprendre n'importe quel vol reposant sur le guidage satellite (y compris une approche Overlay), le pilote doit vérifier la disponibilité de la constellation GNSS utilisée.

💡 Le pilote doit donc vérifier le RAIM en préparation de vol et avant son approche.

Conseil 2 : La vérification des points du GPS ou FMS

La trajectoire doit être extraite d'une base de données à jour. L'EASA et l'OACI imposent une procédure de vérification avant de débuter l'approche.

💡 Le pilote doit croiser la trajectoire affichée sur son écran GPS/FMS avec la carte d'approche papier (SIA/Jeppesen). Sur le segment final (entre le repère d'approche finale - FAF - et le point de survol de la piste - MAPt), les caps affichés par le GPS ne doivent pas différer de plus de 3° par rapport à la carte, et les distances ne doivent pas différer de plus de 0.1 NM (qui correspond à la résolution minimale d'affichage des systèmes).

⚠️ Aux points initiaux et intermédiaires, de légers écarts de 0.2 à 0.3 NM peuvent parfois apparaître à cause des calculs de grands cercles du FMS. Cependant, si l'écart est supérieur aux tolérances sur le segment final, la base de données est jugée compromise et la procédure ne peut pas être volée au GPS.

Note ICAO Doc 9613.— Pilots may notice a slight difference between the navigation information portrayed on the chart and their primary navigation display. Differences of 3 degrees or less may result from the equipment manufacturer’s application of magnetic variation and are operationally acceptable.

Conseil 3 : Les limites de sensibilité de l'affichage (échelle CDI)

Sur un instrument classique (comme le VOR ou l'ILS), plus on s'approche de la balise au sol, plus l'aiguille devient sensible. Le GPS, lui, fonctionne par « paliers » de précision (l'échelle de déviation latérale - CDI). La vitesse de variation de l'axe GPS (en NM) sera différente de celle de l'ILS/VOR (en degrés).

💡 Opérationnellement, le pilote doit s'assurer que le GPS passe bien en mode Approach (APPR). Ce passage automatique de la sensibilité "Terminal" (1.0 NM) à la sensibilité "Approche" (0.3 NM) se fait généralement à 2 NM avant le FAF (Final Approach Fix).

⚠️ Si le GPS reste bloqué en mode Terminal (sensibilité à 1.0 NM) juste avant le FAF, la précision est insuffisante pour garantir le franchissement des obstacles en finale : l'approche doit être immédiatement interrompue

Conseil 4 : La gestion du profil vertical (Le piège de la "3D" artificielle)

Certains GPS de dernière génération (comme les Garmin GTN ou GNS avancés) recréent un faux plan de descente vertical (guidage Glide virtuel, souvent labellisé +V comme LNAV+V) sur les approches de non-précision (VOR, NDB).

Le piège opérationnel : L'EASA rappelle qu'une approche Overlay reste une approche de non-précision. Ce plan vertical calculé par le GPS n'est qu'une assistance. L'unique référence absolue pour la sécurité verticale reste les altitudes minimales de franchissement associées aux distances (le tableau de descente de la carte). Le pilote ne doit jamais suivre aveuglément cette aiguille virtuelle sans vérifier son altimètre.

⚠️ De plus, par temps très froid, le plan vertical +V devient erroné. Les systèmes de guidage +V calculent ce profil virtuel en se basant sur l'altitude barométrique de l'avion. Par température très basse, l'atmosphère se comprime et l'altimètre indique une altitude plus haute que la réalité (erreur "vrai/indiqué"). Le plan +V vous emmènera donc sur une trajectoire de descente réelle plus basse et plus proche du relief que prévu !