LE TRANSPONDEUR

 

 

Transpondeur

 

Le transpondeur simplifie et facilite l'identification de l'avion dans une détection difficile à travers une circulation aérienne plus ou moins dense.

1) Le fonctionnement du transpondeur :

2) Le répondeur de bord :

3) Les caractéristiques du transpondeur :

4) La mise en marche :

5) La phraséologie :

6) Les codes :

7) L'utilisation particulière du transpondeur :

 

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1) Le fonctionnement du transpondeur :

L'émetteur du radar secondaire SSR interroge sur 1030 Mhz, à 10 ou 15 secondes d'intervalle, le transpondeur de l'avion qui réplique sur 1090 Mhz.

En effet, le transpondeur est un sélecteur de codes à bord de l'avion. Interrogé par le sol sur un signal au préalable affiché par le pilote, le transpondeur permet de connaître, en mode C, l'altitude de l'avion et de l'identifier continuellement.

Lorsque les éclats du voyant apparaissent, le transpondeur répond normalement aux interrogations de diverses stations Radar.

Le bon usage du transpondeur permet d'accéder ou de traverser plus facilement des zones à fort trafic.

De plus, le transpondeur est devenu indispensable pour naviguer en France, pour accéder ou même voler en local au départ des grands aérodromes où coexistent encore aviation légère et vols commerciaux.

Après un contact radio puis une veille de la fréquence, son utilisation permet aux organismes de la circulation aérienne d'assurer un suivi précis des trajectoires grâce au radar secondaire en affichant sur le scope au sol un écho sous forme de spot très visible associé à une étiquette comportant un nombre à quatre digits celui-là même que le pilote affiche sur le boîtier du transpondeur de l'avion à la demande du contrôleur.

Le transpondeur est aussi un équipement de sécurité car il permet de situer l'avion et de donner des caps au pilote en difficulté ou tout simplement perdu. En outre, dans certains secteurs aériens, le transpondeur avec alticodeur est obligatoire.

En effet, en France, un arrêté a défini l'obligation d'emport du type de transpondeur ayant le MODE A + C avec alticodeur en métropole dans les espaces aériens de classe B, C et D, sur certains itinéraires précisés par la voie de l'information aéronautique et en voyage en VFR de nuit.

Cette obligation vise donc les TMA et CTR de classe C et D ainsi que leurs équivalences militaires S/CTA et S/CTR.

On distingue :

- Côté civil :

Les grands aéroports comme Lyon, Marseille, Nice, Toulouse, Bordeaux, Nantes, etc...

- Côté militaire :

Les bases militaires comme Tours, Avord, Cognac, Dijon, Reims, Cambrai, Lorient, etc...

- La LTA :

La LTA (Lower Traffic Aera), région inférieure de contrôle, au-dessus du niveau 115 ou de 3 000 pieds sol en haute montagne, sans aller au-delà des eaux territoriales.

Cette zone ne concerne que très peu l'aviation légère car la présence d'oxygène et d'un dispositif d'inhalation, obligatoires au-dessus du niveau 125, restent exceptionnels sur les monomoteurs de voyage.

A noter que, les LTA Alpes et Pyrénées sont toutefois déclassées en classe E pour permettre les vols de performance de planeurs à bord desquels la présence d'un transpondeur pose des problèmes d'énergie électrique.

En pratique, avant d'accéder à la zone concernée, le premier contact radio consiste à qui on est (type et immatriculation de l'avion), où l'on est (Position ou à "x" minutes de l'entrée, altitude ou niveau de vol), où l'on va (aérodromes de départ et de destination) et ce que l'on souhaite (transit direct, etc...).

Après l'affichage d'un code transpondeur avec report d'altitude, l'autorisation est en principe généralement accordée sans autre contrainte que celle de veiller la fréquence radio, puis de rappeler en sortie de zone, s'il s'agit d'un simple transit.

- Les autres régions :

La région Antilles-Guyane est également concernée dans les zones et régions de contrôle de Pointe-à-Pitre et de Fort-de-France, équipées d'un radar civil ainsi qu'à l'intérieur des régions d'information de vol de Rochambeau où un radar militaire y surveille l'accès autour de la base de Kourou.

En outre, en Guadeloupe, le transpondeur A + C devient aussi nécessaire pour aller aux îles du Nord (Saint-Martin et Saint-Barth) en traversant la zone d'Antigua où un radar est installé.

Toutefois, des dérogations, à négocier avec les autorités compétentes au plan national ou local, peuvent être permanentes (planeurs ou aéronef de collection sur lequel un transpondeur ne peut être installé) ou ponctuelle (avion en panne d'équipement) avec un horaire et un itinéraire d'arrivée imposé.

 

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2) Le répondeur de bord :

Le répondeur de bord ou transpondeur décode les impulsions transmises par les Radars au sol, radar secondaire de surveillance (SSR), et retransmet une réponse permettant aux contrôleurs de localiser et d'identifier l'avion sur le mode et le code demandé.

Le sol interroge l'avion sur un signal, le pilote répond sur une fréquence au préalable affichée. Puis, pour confirmer l'identification, le pilote appuie à la demande du contrôleur sur le bouton d'identification pendant plusieurs secondes.

Le répondeur de bord comprend :

- Un sélecteur avec diverses positions : TST, ALT, ON, STY, OFF, IDENT.

- Un bouton d'identification.

- Un voyant de lumière de réponse.

- Des boutons d'affichage du code.

- Une fenêtre de lecture du code.

A noter qu'il y a plusieurs modes de sélection :

 

a) La sélection MODE A :

La sélection MODE A (Alpha) permet l'identification.

Le MODE A désigne les anciens transpondeurs qui était au départ à deux chiffres et qui ne sont plus en usage actuellement.

Aujourd'hui, la version de bas est MODE A + C désignant un deuxième train d'impulsions.

 

b) La sélection MODE B :

La sélection MODE B (Bravo) permet l'identification altitude.

Dans ce cas, le codage est commandé par altimètre qui change le code tous les 100 pieds.

A noter que le MODE B a été remplacé par le MODE C.

 

c) La sélection MODE C :

La sélection MODE C (Charlie) fournit l'information d'altitude si le transpondeur est relié à l'ALTICODEUR.

L'alticodeur délivre une information codée de l'altitude tous les 100 pieds.

Le MODE ALT existe seulement quand une capsule barométrique dite "alticodeur" a été ajoutée. L'information de pression pouvant alors être prise sur un altimètre équipée d'une sortie adéquate.

Toutefois, c'est le MODE A + C avec report d'altitude qui est le plus utilisé.

Pour cela, le pilote doit faire tourner le rotacteur ou presser une touche vers ALT.

 

Transpondeur

 

Ainsi, sur l'écran radar s'affichera en plus l'altitude de l'avion. Cette information d'altitude facilite grandement les croisements et la séparation des aéronefs dans le secteur concerné.

En effet, le transpondeur permet de situer avec précision la position de chaque avion, et les calculateurs des centres de contrôle sont alors à même d'en déduire la vitesse et la trajectoire, en fonction des positions successives. De plus, l'alticodeur du transpondeur transmet le niveau de vol à côté de l'écho radar qui apparaît sur l'écran du contrôleur qui peut ainsi situer chaque avion et qui, connaissant son niveau de vol, faire en sorte qu'en aucun cas les trajectoires des avions ne les amènent à un rapprochement de positions ou d'altitudes qui constituerait un risque. On parle dans ce cas de surveillance élémentaire.

Le MODE A + C avec report d'altitude sur un transpondeur permet donc de transmettre au sol par radar secondaire une position en trois dimensions.

Mais cette information peut aussi être captée par d'autres usagers comme les avions de ligne de plus de 20 places qui sont maintenant équipés de l'ACAS (Airborne Collission Avoidance System), plus connu connu sous le nom de TCAS (Traffic Alert).

En effet, à bord de ces avions équipés de ce système anti-abordage apparaissent sur l'indicateur les autres aéronefs si leurs transpondeurs sont branchés avec transmission de l'altitude.

D'où l'intérêt, en dehors des zones où un code particulier a été assigné par un organisme de la circulation aérienne d'afficher systématiquement "7000 avec ALT" du décollage à l'atterrissage. En l'absence d'alticodeur, le transpondeur doit rester sur "Stand-by" qui est la position à utiliser aussi en tour de piste sauf instruction différente du contrôle local.

A noter qu'en réponse à l'évolution de la réglementation VFR en Europe, Garmin propose maintenant un transpondeur mode S (le GTX 328) qui dispose sur le côté gauche de sa façade d'un bouton VFR permettant d'afficher le code transpondeur 7000 préprogrammé.

En outre, comment savoir sur un avion que l'on ne connaît pas, si le transpondeur est équipé d'un alticodeur bien que la position ALT existe sur l'appareil de bord.

Le pilote doit :

- Se renseigner auprès d'un instructeur ou d'un autre pilote ayant volé sur l'avion en contact radar.

- Consulter dans les documents de l'avion, la licence de station d'aéronef où figure la marque et le type de transpondeur.

- Pour information, les transpondeurs installés depuis 1991 sont obligatoirement équipés d'un alticodeur.

- En levant le doute par le contact auprès d'un organisme de la circulation aérienne disposant d'une image radar qui peut indiquer alors si l'altitude est bien reportée par l'appareil.

 

d) La sélection MODE S niveau 2 :

La sélection MODE S niveau 2 est prévue pour l'avenir en raison de l'augmentation continue du trafic aérien afin d'améliorer les outils mis à disposition des contrôleurs qui ont besoin d'avoir davantage de renseignements sur les avions dont ils ont la charge, pour assurer la sécurité et un bon écoulement des flux.

 

Transpondeur mode S

 

Il s'agira d'un transpondeur MODE S niveau 2 dont les caractéristiques de poids, d'encombrement et de prix risquent de ne plus être compatibles avec celles de l'aviation de tourisme.

De plus avec le transpondeur en MODE S (pour sélectif), la palette des informations pourra s'élargir et passera de ce fait à une surveillance enrichie.

Comme pour le MODE A, en MODE S, la fréquence d'interrogation du radar secondaire sera de 1 030 Mhz et la fréquence de réponse du transpondeur au radar de 1 090 Mhz.

Les radars secondaires MODE S seront donc aptes à interroger et à recevoir les transpondeurs en MODE A/C. Ils resteront aussi compatibles avec le TCAS (Traffic Collision and Avoidance System).

Mais, ce système de radar secondaire MODE S, au lieu d'interroger et de recevoir la totalité des réponses de tous les transpondeurs qui se trouvent à sa portée, ne les interrogera plus que de manière sélective grâce à une adresse, un code d'identification. Littéralement, il s'adressera à chacun en particulier en limitant les risques de confusion entre deux transpondeurs dans le cas d'avion proche l'un de l'autre.

De plus, la précision de l'altitude, du niveau de vol fourni par le transpondeur sera quatre supérieure à celle des transpondeurs en MODE A/C et dont la donnée sera sera remise à jour à chaque tour d'antenne, soit toutes les quatre ou six secondes.

De même que des données pourront être directement prises sur l'avion et données au contrôleur comme la vitesse indiquée par l'anémomètre, le cap magnétique, l'altitude qui a été sélectionnée sur le pilote automatique par le pilote, le taux de montée ou de descente indiquée par le variomètre, la route vraie et peut être même ultérieurement la vitesse sol calculée par le système de navigation ainsi que le taux de roulis, etc...

Actuellement, pour connaître ces données, le contrôleur doit les demander par radio à l'équipage, ce qui encombre les fréquences de contrôle. Les contrôleurs en route et les contrôleurs d'approche d'Orly et de Roissy-Charles-de-Gaulle ne disposent que de ce que l'on appelle le "filet de sauvegarde (Short Term Conflit Alert : STCA).

Le STCA est un système d'alerte qui flashe sur leur écran de contrôle et leur signale que deux appareils sont en phase de conflit potentiel. C'est-à-dire qu'ils risquent de se rapprocher dangereusement l'un de l'autre par suite d'une erreur, d'un retard dans l'exécution d'une manoeuvre ou de toute autre raison.

Ce filet de sauvegarde fonctionne à partir des niveaux de vol transmis par l'alticodeur mais celui ci est incapable de prendre en compte les intentions véritables du pilote. En effet, si, en montée ou en descente, le pilote a sélectionné le niveau de vol 250 sur son pilote automatique, avec donc stabilisation à ce niveau, le calculateur ne le sait pas. Il détectera alors un risque potentiel avec un appareil qui vole au niveau 240 ou 260 et l'alerte pourra être déclenchée. Cette ambiguïté disparaîtrait facilement si le niveau de stabilisation affiché au pilote automatique était fourni au système STCA.

Il en serait de même pour le système qui alerte le contrôleur lorsqu'un avion en approche risque de passer en dessous de l'altitude minimum de sécurité par rapport au sol qui est le MSAW (Minimum Safety Altitude Warning). En effet, la connaissance par le système d'alerte du taux de descente affichée, de l'altitude de stabilisation sélectionnée au pilote automatique, compléterait utilement les seules données fournies par l'alticodeur.

Cependant, la transmission de données supplémentaires, de l'avion vers le sol, nécessite l'installation dans un avion récent d'une interface spécifique (bus numérique) pour accéder aux équipements de bord afin de collecter les paramètres voulus. Par contre, pour les avions plus anciens avec des équipements analogiques ou semi-numériques, les modifications à effectuer seront très importante.

 

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3) Les caractéristiques du transpondeur :

Le transpondeur présente les caractéristiques suivantes :

- L'interrogateur, émetteur Radar (SSR), interroge sur 1030 MHz.

- Le récepteur de bord (transpondeur) réplique sur 1090 MHz.

- La portée du transpondeur dépend de l'altitude. Elle est de 100 à 200 Nm.

A noter que le transpondeur à report d'altitude est installé avec la radio VHF, le VOR et maintenant souvent avec le GPS

En outre, pour le codeur MODE ALT, il faut installer une capsule barométrique.

 

 

Description sommaire du transpondeur

 

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4) La mise en marche :

La mise en marche du transpondeur s'effectue de la manière suivante :

- Brancher le sélecteur sur STANDBY (SBY) et laisser chauffer 30 secondes.

Dans ce cas, le répondeur de bord est sous tension en position d'attente mais n'émet pas.

- Passer sur TEST (TST) pour vérifier la lampe de test ou de réponse en vérifiant les éclats du voyant qui confirment la bonne marche.

- En vol, sur demande du contrôleur, soit :

* Afficher "SQUAWK ...." le code d'identification MODE A donné puis passer sur ON.

* Afficher " SQUAWK A C" le code d'identification MODE A C donné puis passer sur ALT lorsque le contrôleur demande l'altitude.

Dans ce cas, le répondeur de bord transmet le code d'identification (MODE A) et l'altitude de l'avion (MODE C).

- Lorsque le contrôleur demande le "SQUAWK" pour identification, il faut brièvement presser le bouton d'identification pour faire éclairer l'écho de l'avion se déplaçant sur l'écran radar.

A noter que les nouveaux transpondeurs comportent des touches pour afficher les codes et une touche VFR préprogrammée. En Europe, le code utilisé en VFR est 7000, tandis qu'aux Etats-Unis, il s'agit du 1200.

 

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5) La phraséologie :

On distingue les informations suivantes :

 

- IDENT :

A la demande du contrôle au sol, passer sur IDENT.

Le transpondeur fait apparaître sur l'écran radar SSR un signal particulier permettant au contrôle d'identifier séparément l'avion interrogé.

 

- STOP SQUAWK :

A la demande du contrôle, couper le répondeur de bord.

 

- SQUAWK MAYDAY :

A la demande du contrôle, brancher le répondeur de bord sur le code de détresse : 7700.

 

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6) Les codes :

Avec seulement 8 chiffres de 0 à 7, le transpondeur dispose de 4096 codes différents mais ces combinaisons peuvent être vite consommées quand il faut les distribuer entre les centres de contrôle français et ceux européens limitrophes.

Ces codes peuvent être utilisés aussi, en partie, pour identifier par famille les avions :

Exemple : code 4018 (40 = famille d'avion et 18 = code spécifique de l'avion).

A noter que certaines approches comme Ajaccio, Bastia, Chambéry, Saint-Etienne, etc... peuvent attribuer des codes "77xx". Toutefois en sortie de zone concernée, le pilote doit faire attention de ne pas commettre l'erreur d'afficher 7700 (situation d'urgence et de détresse) au lieu de 7000.

Pour y palier, les transpondeurs de dernière génération dispose d'une touche "VFR" préprogrammée sur 7000. Il suffit ensuite pour le pilote de vérifier que le report d'altitude a été sélecté par ALT. De plus, ces appareils possède un affichage numérique qui montre le code choisi mais aussi l'altitude en niveau de vol avec d'autres fonctions comme celles d'une montre ou d'un chronomètre.

Les codes les plus caractéristiques qui sont réservés à des situations particulières, sont :

 

a) Le détournement : 7500

En cas d'intervention illicite.

 

b) La panne radio : 7600

En cas de panne radio constatée.

A noter qu'au cours du vol, si le pilote constate une panne de l'équipement radio, il doit afficher le code 7600 au lieu du code préalablement donné par l'organisme de la circulation aérienne tout en continuant à émettre des messages de position et d'intention car une seule panne de réception n'affecte pas l'émission.

 

c) La détresse : 7700

En cas de situation d'urgence ou de détresse.

 

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7) L'utilisation particulière du transpondeur :

Le transpondeur permet la mise en oeuvre d'une nouvelle aide à l'atterrissage qui est le TLS (Transponder Landing System) et qui vient d'être certifié aux Etats-Unis par la Federal Aviation Administration (FAA) en catégorie 1 (hauteur de décision de 300 pieds et visibilité horizontale de 800 mètres).

L'intérêt principal de ce système réside dans le fait qu'il ne nécessite à bord de l'avion aucun autre équipement qu'un récepteur VOR classique.

Au sol, un émetteur interroge le transpondeur. Celui-ci répond et plusieurs bornes réceptrices, réparties sur l'aérodrome, calculent par triangulation la position exacte de l'avion par rapport à l'axe et au plan d'approche. Celle-ci est traduite en écarts angulaires qui sont émis vers l'avion sur une fréquence ILS. Ces écarts angulaires s'affichent alors sur le récepteur ILS de bord comme les mêmes informations qu'un localizer et qu'un glide classiques.

Le TLS est simple et d'un entretien facile.

Un seul équipement TLS peut être utilisé pour les approches de plusieurs pistes d'un même aérodrome.

Actuellement, cinq aéroports sont équipés et la FAA a commandé encore 27 exemplaires du TLS.

Toutefois, en France où l'on compte environ 112 ILS, il n'y a pas de projet sur le TLS qui n'est pas actuellement un standard OACI.

Notre DGAC s'intéresse plus à des procédures GPS à mettre en place sur les aérodromes où des atterrissages aux instruments pourraient être demandés.

 

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