Système Automatique d’Observation Météorologique d’Aérodrome(SAOMA)

La pression

La pression est mesurée à l’altitude d’installation du baromètre. La valeur obtenue au moyen du baromètre est utilisée pour calculer le QNH et le QFE. Le QNH est la pression ramenée au niveau moyen de la mer (MSL) selon les conditions de l’atmosphère type OACI. Il s’agit d’une valeur de pression normalisée, indépendante de l’altitude de mesure. Les altimètres utilisant ces mêmes conditions normalisées peuvent déduire l’altitude de l’aéronef au-dessus d’un point donné à partir du QNH de ce point. Un altimètre barométrique calé sur le QNH indiquera l’altitude au-dessus du niveau de la mer et, à l’atterrissage, l’altitude officielle de l’aérodrome. Le QFE est la pression ramenée à l’altitude officielle d’un aérodrome, selon les conditions de l’atmosphère type les plus appropriées. Il tient donc compte, s’il y a lieu, de la température de l’air à l’aérodrome. Calé sur un QFE, un altimètre indiquera la hauteur au-dessus du niveau de référence QFE et zéro à l’atterrissage. Le niveau de référence pour le calcul du QFE devrait être l’altitude topographique (officielle) de l’aérodrome. Pour les pistes avec approche classique dont les seuils sont situés à au moins 2m(7ft) au-dessous ou au-dessus de l’altitude topographique de l’aérodrome, et pour les pistes avec approche de précision, il devrait y avoir des QFE supplémentaires indiquant l’altitude topographique effective des seuils.

Algorithmes

La pression obtenue au moyen d’un baromètre (Pbar) doit être exprimée avec une résolution au moins égale à 0,1 hPa. Les valeurs du QNH et du QFE doivent être calculées avec une résolution au moins égale à 0,1 hPa. Les valeurs finales et opérationnelles du QNH et du QFE sont arrondies à l’hectopascal entier inférieur le plus proche. Pour déterminer le QNH, il faut d’abord calculer le QFE, qu’il soit communiqué ou non, en tenant compte des différences entre l’altitude officielle de l’aérodrome et l’altitude réelle du baromètre. Pour ce calcul, on utilise la température de l’air effective au moment du calcul. Pour de faibles différences de hauteur, une valeur fixe de température de l’air (15 °C) peut être utilisée. Le Tableau ci-dessous indique dp=QFE-Pbar pour une différence de 10 m entre la hauteur officielle de l’aérodrome (Href) et la hauteur du baromètre (Hz) et diverses valeurs de la température de l’air. Pour des valeurs réalistes de Href-Hz, la différence dp est proportionnelle à la différence Href-Hz. On peut voir que l’effet d’une différence de 30 °C par rapport à une température de +15 °C est d’environ 0,12 hPa. Pour de faibles valeurs de Href-Hz (< 10 m), la température effective de l’air peut être omise dans le calcul du QFE. Pour des valeurs élevées, il est recommandé de tenir compte de la température de l’air. Les QFE supplémentaires applicables à l’altitude topographique des seuils sont calculés de la même manière (Pbar et H seuil-Hz). Le QNH est déterminé à partir du QFE de l’aérodrome (à l’altitude Href), conformément au Doc 7488, comme suit :  Effet de la température sur la correction (en hPa) à apporter pour réduire la pression de la hauteur du baromètre à la hauteur officielle de l’aérodrome lorsque la différence de hauteur est de 10 m. Source : Manuel sur les systèmes automatiques d’observation météorologique aux aérodromes T (°C) dP (hPa) 15 1,19 -15 1,33 +45 1,08 o D’abord, on calcule l’altitude équivalente H, dans l’atmosphère type OACI : 𝑯 = 𝟒𝟒𝟑𝟑𝟎, 𝟕𝟕 − 𝟏𝟏𝟖𝟖𝟎, 𝟑𝟐 ∗ 𝑸𝑭𝑬𝟎,𝟏𝟗𝟎𝟐𝟔𝟑 (9) o Ensuite : 𝑸𝑵𝑯 = 𝟏𝟎𝟏𝟑, 𝟐𝟓 ∗ [𝟏 − 𝟎, 𝟎𝟎𝟔𝟓 ∗ (𝑯−𝑯𝒓𝒆𝒇) 𝟐𝟖𝟖,𝟏𝟓 ] 𝟓,𝟐𝟓𝟓𝟖𝟖 (10) II.3.4.2 Etalonnage et entretien Un baromètre est un capteur permettant de mesurer des valeurs absolues avec une résolution et une exactitude de l’ordre de 0,1 hPa lorsque les valeurs sont proches de 1000 hPa. Un baromètre doit donc avoir une exactitude relative voisine de 𝟏𝟎−𝟒 (0,1 hPa/1000 hPa). Cela signifie qu’il faut prendre certaines précautions avec le capteur et l’électronique qui y est associée. Pour éviter des sources d’incertitude supplémentaires, il est recommandé d’utiliser un baromètre à sortie numérique, ce qui élimine l’erreur supplémentaire due à la conversion analogique/ numérique par le système automatique. Si le baromètre est placé à l’extérieur, l’exactitude nominale doit être maintenue pour la gamme complète de températures extérieures. Cela peut exiger un étalonnage à différentes températures. Lorsqu’on tient compte des effets de la température, de la répétabilité et des facteurs métrologiques, l’exactitude que peuvent atteindre de bons baromètres est d’environ ±0,3 hPa. Pour maintenir cette exactitude dans le temps, le baromètre doit être étalonné régulièrement. La fréquence de l’étalonnage dépend des caractéristiques du baromètre. Avec les modèles actuellement commercialisés, un étalonnage annuel suffit en général. Certains permettent des périodes plus longues. Il existe des appareils possédant deux ou trois capteurs sous un même boîtier, qui donnent des mesures brutes redondantes permettant des contre-vérifications afin de détecter une éventuelle dérive du capteur en cours d’étalonnage. Il est recommandé d’étalonner l’instrument dans un laboratoire de métrologie. Cela dit, une vérification ou même un étalonnage sur place est possible à condition de disposer d’un appareillage adéquat : un baromètre de référence portatif et un générateur de pression. Par exemple, certains États vérifient (sans les ajuster) les baromètres sur place à l’aide d’un tel appareillage chaque année et effectuent l’étalonnage (avec un ajustement éventuel) en laboratoire tous les deux ans.Même lorsque le baromètre est utilisé à l’extérieur et donc exposé à des variations de la température, l’étalonnage ne peut être raisonnablement effectué qu’à une température contrôlée (généralement 23 °C ±1°C), étant donné qu’une dérive éventuelle de la compensation de température reste faible et peut ne pas être prise en compte. 

Emplacement de mesure

Étant donné l’influence de la température et les effets de la pression dynamique sur le capteur, il est recommandé d’installer le baromètre à l’intérieur, ou de prendre soin de protéger les orifices du capteur contre les effets de la pression dynamique. Le baromètre « ne devrait pas » être installé dans un bâtiment climatisé. Si on l’installe dans un tel bâtiment, un orifice de pression devrait communiquer avec l’extérieur ou avec une partie du bâtiment qui n’est pas climatisée. L’emploi d’un orifice de pression peut aussi causer des problèmes. Un orifice communiquant directement avec l’extérieur peut être à l’origine d’erreurs de pression dynamique. Un volume tampon pourrait alors être nécessaire pour atténuer les erreurs. Le raccord de pression exige aussi un tube, qui doit toujours rester ouvert. Il s’agit en général d’un tube de petit diamètre qui risque d’être obstrué par la poussière, des insectes, des araignées, etc. En cas d’obstruction, les variations de la pression sont directement liées aux variations de la température. En conséquence, le baromètre est transformé en thermomètre. Une variation de seulement 1 °C donne lieu à une variation de pression d’environ 3 hPa. Il est donc important de vérifier le tube régulièrement. Bien que la solution optimale soit de « ne pas » installer le baromètre dans un bâtiment climatisé, les orifices de pression peuvent donner lieu à beaucoup plus d’erreurs que le fait de placer le baromètre dans un lieu climatisé. En fait, les lectures de sous-pression ou de surpression dues à la climatisation demeurent généralement faibles, inférieures à 0,1 hPa. Dans les « salles blanches » (pièces à atmosphère contrôlée favorable au bon fonctionnement d’ordinateurs et d’autres équipements fragiles) volontairement maintenues en surpression pour éviter l’introduction de poussières, la surpression n’est d’à peu près que de 0,1 hPa.