Résumé : Le pilote automatique tient l’avion sur la trajectoire choisie par l’équipage. Des capteurs mesurent en permanence l’altitude, la vitesse et la position, puis un calculateur compare ces mesures aux consignes et commande les gouvernes pour corriger l’écart. Il peut aussi poser l’avion par mauvaise visibilité, guidé par l’ILS de l’aéroport. Il ne décide pourtant de rien : les pilotes choisissent les modes, surveillent chaque phase et reprennent la main à tout moment.
Comment fonctionne le pilotage automatique d’un avion de ligne ? Sur un vol commercial, l’équipage l’enclenche peu après le décollage. Il assure ensuite l’essentiel de la croisière, pendant que les pilotes surveillent, parlent avec le contrôle et préparent la suite du vol. Malgré son nom, ce n’est pas un robot assis à la place du commandant. C’est une chaîne d’instruments qui mesure, compare et corrige en continu. Dans cet article, nous détaillons cette chaîne, les modes que l’équipage sélectionne et le rôle de l’automanette. Nous répondons aussi à la question qu’on nous pose le plus souvent dans notre cockpit de Boeing 737 à Pontoise : un avion peut-il atterrir tout seul ?
Si vous découvrez l’univers du poste de pilotage, notre article pour découvrir le cockpit et ses automatismes pose le décor, et notre guide sur le déroulement d’un vol commercial situe chaque phase du vol.
Pilote automatique, pilotage automatique : c’est quoi ?
Le pilote automatique est un système de contrôle automatique qui tient l’avion sur une consigne fixée par l’équipage : un cap ou une route, une altitude, une vitesse ou une pente. Il remplace les petites corrections répétitives que le pilote ferait sinon à la main pendant des heures, ce qui lui laisse l’attention disponible pour surveiller, communiquer et anticiper.
Techniquement, le dispositif électronique transmet des ordres aux systèmes qui actionnent les gouvernes, en lieu et place du pilote. L’idée n’est pas neuve : Lawrence Sperry a mis au point un premier système de maintien de cap et d’altitude dès 1912, et l’a démontré à Paris en 1914. Le principe reste le même aujourd’hui, mais l’électronique a tout changé.
On parle de « pilote automatique » pour l’appareil et de « pilotage automatique » pour son utilisation. Dans un cockpit d’avion de ligne, l’ensemble comprend en réalité plusieurs automatismes qui travaillent ensemble : le pilote automatique, qui agit sur les gouvernes, l’automanette, qui gère la poussée des moteurs, et le système de gestion du vol, qui fournit la route à suivre.
La boucle mesurer, comparer, corriger
Le cœur du système est une boucle de contre-réaction. L’équipage entre une consigne, par exemple maintenir 35 000 pieds et un cap plein est. Le calculateur compare en permanence la situation réelle à cette consigne. Dès qu’il détecte un écart, parce qu’un courant d’air a fait descendre l’avion de quelques mètres, il calcule la correction et commande le mouvement des gouvernes. Ce cycle se répète en continu.
Pour mesurer, l’avion s’appuie sur des capteurs de vol :
- Les centrales inertielles mesurent les accélérations et les inclinaisons de l’appareil.
- Les sondes Pitot et les prises statiques renseignent sur la vitesse par rapport à l’air et sur l’altitude.
- Les systèmes de navigation, dont le GPS, donnent la position de l’avion.
Pour corriger, le calculateur actionne des servomoteurs reliés aux commandes de vol. Si l’avion doit remonter, ils agissent sur la gouverne de profondeur. S’il faut virer, ils agissent sur les ailerons. Sur un avion de ligne, le pilote automatique contrôle ainsi le tangage et le roulis, et peut agir sur le lacet selon les systèmes installés.
En clair, le pilote automatique fait ce que ferait un pilote très concentré qui ne se fatiguerait jamais : il regarde ses instruments, constate un petit écart et le corrige aussitôt, en douceur. C’est pour cela que ses corrections passent presque inaperçues en cabine.
Cette chaîne a une faiblesse qu’il faut connaître. Elle dépend de la qualité des mesures. Une sonde givrée ou un capteur défaillant fausse l’information de départ, et c’est pour cela que les avions de ligne doublent ou triplent leurs capteurs et leurs calculateurs.
Les modes du pilote automatique : cap, altitude, vitesse
Le pilote automatique ne fait rien de lui-même : il exécute le mode que l’équipage a sélectionné. Chaque mode répond à une question simple, « que doit faire l’avion maintenant ? ». Sur un Boeing, les principaux sont les suivants :
- HDG SEL (sélection de cap) : l’avion suit le cap affiché par le pilote.
- ALT HOLD (maintien d’altitude) : l’avion reste à l’altitude atteinte.
- V/S (vitesse verticale) : l’avion monte ou descend à un taux choisi, en pieds par minute.
- LVL CHG (changement de niveau) : l’avion monte ou descend vers une nouvelle altitude en tenant une vitesse. Sur les Boeing plus récents, ce mode s’appelle FLCH, pour Flight Level Change.
- LNAV et VNAV (navigation latérale et verticale) : l’avion suit la route et le profil de vol programmés dans le système de gestion du vol.
- VOR/LOC et APP : l’avion capte un axe de radionavigation, puis l’axe et la pente d’approche d’une piste.
À côté des modes du pilote automatique travaille l’automanette (autothrottle chez Boeing, autothrust chez Airbus). Elle règle la poussée des moteurs pour tenir la vitesse affichée ou la poussée demandée par le mode en cours. En clair, le pilote automatique tient la trajectoire comme on tient un volant, et l’automanette dose les gaz comme on dose l’accélérateur.
Les modes engagés s’affichent en haut de l’écran de vol principal. Les pilotes les annoncent à voix haute et les vérifient à chaque changement : c’est l’un des réflexes de base du travail en équipage. Pour situer cet écran et les autres cadrans, voyez notre guide des instruments du cockpit d’un avion de ligne.
Le pilote automatique du Boeing 737 : le panneau de notre cockpit
Sur le Boeing 737, toutes ces fonctions se commandent depuis un long panneau placé sous le pare-brise, au centre de la planche de bord : le MCP (Mode Control Panel). On y trouve les boutons d’engagement du pilote automatique, les sélecteurs de cap, de vitesse, d’altitude et de vitesse verticale, ainsi que les boutons de chaque mode. Les deux pilotes y ont accès, chacun de son côté.
Ce panneau dit beaucoup de la philosophie du pilotage automatique. Rien ne se déclenche tout seul : chaque mode s’arme ou s’engage d’une pression sur un bouton, et chaque valeur se règle avec une molette. Le pilote reste celui qui décide, le système exécute.
Notre simulateur reproduit le poste de pilotage d’un Boeing 737, avec ce panneau à sa place. Pendant la séance, l’instructeur vous montre où il se trouve et à quoi sert chaque sélecteur, en adaptant les explications à votre niveau. Pour découvrir le poste en détail, voyez notre présentation du cockpit de notre simulateur de vol.
Pilote automatique et FMS : voler selon un plan de vol
Maintenir un cap ou une altitude ne suffit pas pour relier deux aéroports. Pour suivre un plan de vol entier, le pilote automatique est couplé au FMS (Flight Management System), le système de gestion du vol.
Avant le départ, l’équipage entre dans le FMS l’ensemble du plan de vol : points de passage, restrictions d’altitude, données de performance et carburant. En modes LNAV et VNAV, le FMS indique alors au pilote automatique la route et le profil à suivre, pendant que l’automanette gère la poussée. L’avion peut ainsi enchaîner les changements de cap et d’altitude prévus, sans que le pilote tienne le manche. L’équipage modifie les paramètres quand le contrôle aérien le demande, et le système applique.
En clair, le FMS est le copilote qui connaît l’itinéraire, et le pilote automatique celui qui tient le volant. Les deux pilotes, eux, restent les seuls à décider de la route et à la changer.
Un avion peut-il atterrir en pilote automatique ?
Oui. La plupart des avions de ligne modernes sont équipés pour l’atterrissage automatique, qu’on appelle autoland, dans la limite de leur certification et de celle de la compagnie. Cette fonction ne sert pourtant pas à chaque vol, et elle ne se passe jamais des pilotes.
Pour se poser seul, l’avion a besoin d’un guidage précis venu du sol, l’ILS (Instrument Landing System). Deux faisceaux radio émis depuis la piste lui donnent l’axe et la pente de descente. Le pilote automatique suit ces faisceaux, et près du sol il adoucit la descente pour l’arrondi. En clair, l’avion suit un rail invisible jusqu’à la piste.
L’atterrissage automatique sert surtout quand le brouillard empêche de voir la piste à l’altitude de décision. Il faut alors que l’aéroport soit équipé et autorisé pour ces approches et que l’avion comme l’équipage soient qualifiés. Le contrôle protège aussi les zones où un obstacle perturberait le signal de l’ILS. Par bonne visibilité, beaucoup d’équipages choisissent de poser l’avion à la main, selon les procédures de leur compagnie, ce qui entretient leur savoir-faire.
Pendant toute l’approche, l’équipage reste actif. Il sélectionne le mode d’approche, vérifie que les automatismes nécessaires sont bien engagés et surveille chaque annonce sur l’écran de vol. Au moindre écart, ou si un système se déconnecte, il remet les gaz et interrompt l’approche. Après le toucher des roues, ce sont encore les pilotes qui déconnectent le pilote automatique et terminent le roulage.
En revanche, le pilote automatique ne fait pas décoller l’avion. Sur les avions de ligne en service, le décollage se fait à la main, et l’automatisme est engagé ensuite, pendant la montée.
Une autre question revient souvent : un passager pourrait-il poser un avion de ligne si l’équipage était hors d’état ? Nous y répondons dans notre article faire atterrir un avion de ligne sans connaissance de pilotage, mythe ou réalité.
Quand le pilote automatique se déconnecte
Un système aussi central ne repose jamais sur un seul calculateur. Les avions de ligne embarquent plusieurs calculateurs et plusieurs jeux de capteurs, qui se surveillent mutuellement. Si les données deviennent incohérentes, par exemple quand deux sondes de vitesse ne donnent plus la même valeur, le pilote automatique peut se déconnecter de lui-même. Une alarme sonore et visuelle prévient alors l’équipage.
Les pilotes peuvent aussi le déconnecter volontairement, à tout moment, d’un bouton placé sur le manche ou depuis le panneau de commande. Ils le font par exemple pour poser l’avion à la main ou dès qu’une situation sort du cadre prévu.
Ce principe dit l’essentiel : le pilote automatique est un outil au service de l’équipage, pas un remplaçant. C’est pour cela que les deux pilotes restent concentrés même quand l’avion vole « tout seul », l’un aux commandes, l’autre en surveillance, selon la répartition des rôles entre pilote et copilote.
Pilote automatique et turbulences
Dans une zone agitée, le pilote automatique continue de corriger les écarts de trajectoire, mais il ne supprime pas les secousses. Il réagit à un mouvement de l’air une fois que celui-ci a commencé à déplacer l’avion. Les passagers sentent donc toujours la turbulence, même si l’avion garde sa trajectoire.
Quand l’air devient très agité, l’équipage applique les procédures prévues par le constructeur et par la compagnie : vitesse adaptée, modes ajustés, et reprise en main si l’automatisme ne tient plus la trajectoire. Pour comprendre ce que l’avion encaisse vraiment pendant ces secousses, lisez notre article les turbulences en avion sont-elles dangereuses ?
Le comprendre en le vivant
Lire une explication, c’est une chose. Voir le panneau, les modes et les écrans réagir sous vos yeux, c’en est une autre. Dans un simulateur, les notions abstraites deviennent des gestes concrets.
Dans notre cockpit de Boeing 737, installé sur une plateforme dynamique, vous sentez les changements d’assiette et de cap pendant que l’instructeur vous explique ce qui se passe à l’écran. Notre page sur la simulation de pilotage détaille le déroulement d’une séance, et la formule PILOTAGE EXPERIENCE vous laisse une heure aux commandes pour relier deux aéroports de votre choix.
L’essentiel à retenir sur le pilotage automatique
Le pilotage automatique repose sur une boucle simple et rapide : mesurer avec des capteurs, comparer aux consignes grâce à un calculateur, corriger en commandant les gouvernes. Couplé au FMS et à l’automanette, il peut suivre un plan de vol complet et même poser l’avion par mauvaise visibilité. Il ne décolle pas, il ne choisit rien et il peut se déconnecter : les pilotes sélectionnent les modes, surveillent chaque phase et restent prêts à reprendre la main.
Passez aux commandes avec Flight Sensations
Vous avez compris la théorie du pilotage automatique ? Le plus parlant reste de la vivre. À l’aéroport de Pontoise, dans le Val-d’Oise, nous vous installons aux commandes d’un cockpit de Boeing 737 reproduit fidèlement, sur une plateforme dynamique qui restitue les sensations du vol.
Après un briefing, vous choisissez vos aéroports de départ et d’arrivée, vous embarquez avec votre copilote et un passager, et un instructeur vous guide pendant toute la séance en s’adaptant à votre niveau. La vidéo de votre vol est proposée en option. Il ne vous reste plus qu’à réserver votre PILOTAGE EXPERIENCE.
Questions fréquentes
Le pilote automatique remplace-t-il complètement le pilote ?
Non. Il libère l’équipage des corrections répétitives de tenue de trajectoire, mais il n’exécute que les modes choisis par les pilotes. Ceux-ci surveillent chaque phase du vol et reprennent la main dès qu’une situation sort du cadre prévu.
Un avion peut-il atterrir tout seul ?
Oui, la plupart des avions de ligne modernes sont équipés pour l’atterrissage automatique, guidé par l’ILS de l’aéroport. Il sert surtout par mauvaise visibilité, quand l’aéroport, l’avion et l’équipage sont qualifiés pour ces approches. Les pilotes surveillent toute l’approche et peuvent l’interrompre à tout instant.
Un avion peut-il décoller en pilote automatique ?
Non, pas sur les avions de ligne en service. Le décollage se fait à la main par le pilote, et le pilote automatique est engagé ensuite, pendant la montée.
Qu’est-ce que l’automanette ?
L’automanette, appelée autothrottle chez Boeing et autothrust chez Airbus, règle automatiquement la poussée des moteurs. Elle tient la vitesse affichée par l’équipage ou la poussée demandée par le mode en cours, pendant que le pilote automatique tient la trajectoire.
Que se passe-t-il en cas de panne d’un capteur ?
Les capteurs et les calculateurs sont doublés ou triplés et se surveillent entre eux. Si les données deviennent incohérentes, par exemple avec une sonde givrée, le pilote automatique peut se déconnecter et une alarme prévient l’équipage, qui reprend le pilotage à la main.
Peut-on utiliser le pilote automatique en simulateur ?
Notre cockpit de Boeing 737 reproduit le panneau du pilote automatique à sa place, sous le pare-brise. Aucune connaissance préalable n’est nécessaire : l’instructeur vous explique son rôle et adapte le contenu de la séance à votre niveau et à vos envies, définis lors du briefing.