Circulaire d'information (CI) Nº 302-033

De : Transports Canada

Sujet : Réglage des niveaux d’intensité pour le balisage des aérodromes

Bureau émetteur : Aviation civile, Direction des Normes
Numéro de document : CI 302-033
Numéro de classification du dossier : Z 5000-34
Numéro d’édition : 01
Numéro du SGDDI : 16552843-V8
Date d’entrée en vigueur : 2021-03-26

Table des matières

1.0 Introduction

  • 1) La présente Circulaire d’information (CI) vise à fournir des renseignements et des conseils à la suite de nombreuses questions des parties prenantes à la recherche de conseils sur l'application de la norme, compte tenu notamment de l'utilisation accrue de la technologie à semi-conducteurs pour l'éclairage d'aérodrome. Elle décrit un moyen acceptable, parmi d’autres, de démontrer la conformité à la réglementation et aux normes en vigueur. Elle ne peut en elle-même ni modifier, ni créer une exigence réglementaire, ni peut-elle autoriser de changements ou de dérogations aux exigences réglementaires, ni établir de normes minimales.

1.1 Objet

  • 1) Le présent document a pour objet de discuter des réglages d’intensité associés aux niveaux de luminosité pour les systèmes de balisage des aérodromes.

1.2 Applicabilité

  • 1) Le présent document s’applique à tous les exploitants d’aéroport. Ce document est également accessible aux exploitants d’aérodrome et à l’industrie aéronautique à titre d’information.

1.3 Description of changes

  • 1) Sans objet.

2.0 Références et exigences

2.1 Documents de référence

  • 1) Les documents de référence suivants sont destinés à être utilisés conjointement avec le présent document :
    • a) Loi sur l’aéronautique (L.R.C. (1985), ch. A-2)
    • b) Norme 325 du Règlement de l’aviation canadien (RAC) – Héliports
    • c) Publication de Transports Canada, TP 312, 5e édition – Normes et pratiques recommandées pour les aérodromes

2.2 Documents annulés

  • 1) Sans objet.
  • 2) Par défaut, il est entendu que la publication d’une nouvelle édition d’un document annule automatiquement toute édition antérieure de ce même document, à moins qu’une édition antérieure ne reste valable en vertu des dispositions d’entrée en vigueur d’un règlement.

2.3 Définitions et abréviations

  • 1) Les définitions suivantes s’appliquent aux fins du présent document :
    • a) Intensité lumineuse : Mesure de la puissance pondérée en longueur d’onde émise par une source lumineuse dans une direction particulière par unité d’angle solide, fondée sur la fonction de luminosité, un modèle standardisé de la sensibilité de l’œil humain. L’unité SI d’intensité lumineuse est la candela (cd) ou lumen par stéradian (lm/sr),
    • b) Technologie d’éclairage à semi-conducteurs : Technologie utilisant des dispositifs à semi-conducteurs tels que les transistors, les diodes et les circuits intégrés (CI). La puce microprocesseur, la lampe DEL, la cellule solaire et le laser à semi-conducteur sont des exemples de dispositifs à semi-conducteurs.
    • c) Transmissivité : Rapport entre la quantité de lumière incidente sur une surface après avoir traversé une unité d’épaisseur de l’atmosphère et la quantité de lumière qui serait incidente sur la même surface si le flux était passé dans le vide.
  • 2) Les abréviations suivantes sont utilisées dans le présent document :
    • a) OACI : Organisation de l’aviation civile internationale
    • b) DEL : Diodes électroluminescentes
    • c) TCAC : Aviation civile de Transports Canada

3.0 Contexte

  • 1) TCAC a reçu des rapports sur les problèmes soulevés par le réglage des niveaux de luminosité dans les aérodromes où l’éclairage incandescent traditionnel a été remplacé par la technologie d’éclairage à semi-conducteurs (éclairage DEL). Le problème provient de la luminosité perçue des installations DEL attribuable à la différence de saturation des couleurs entre les deux technologies. Des indications détaillées sont fournies au paragraphe 6.0 ci-dessous.
  • 2) L’utilisation du contrôle d’intensité pour les systèmes de balisage lumineux d’aérodrome est prévue pour permettre le réglage des niveaux de luminosité de manière à ne pas éblouir le pilote pendant l’approche et l’atterrissage dans des conditions de visibilité variables. Le Tableau 5.3.1.7, 5e édition, de TP 312, fournit le nombre requis de niveaux de luminosité pour chaque système de balisage lumineux d’aérodrome, et le Tableau 8.4.1.9, 5e édition, de TP 312, fournit le réglage par défaut initial des niveaux de luminosité pour ces systèmes dans des conditions de visibilité variables.
  • 3) Des indications sur le niveau d’intensité à utiliser pour les différents niveaux de luminosité sont fournies dans le document 9157.4 de l’OACI – Manuel de conception des aérodromes – Partie 4. Des informations complémentaires sont également fournies dans le TP312, 4e édition. La présente circulaire aborde de façon plus approfondie ces documents afin de fournir des conseils supplémentaires aux exploitants utilisant TP312, 5e édition.

4.0 Niveaux de luminosité

  • 1) Le concept fondamental qui sous-tend la nécessité de prévoir différents niveaux de luminosité pour le balisage lumineux des aérodromes repose uniquement sur la nécessité d’offrir le niveau d’intensité lumineuse le plus approprié au pilote pendant l’approche et l’atterrissage dans des conditions de visibilité variables.
  • 2) Les niveaux d’intensité minimum pour la certification en ce qui concerne l’intensité lumineuse (sortie candela) des systèmes de balisage lumineux d’aérodrome sont conformes au TP312, annexe 5B. Cette norme minimale vise à assurer la visibilité du système de balisage pendant les opérations menées dans des conditions météorologiques minimales. Par conséquent, le niveau supérieur dans tout système de réglage des niveaux d’intensité sera toujours égal à 100 % de cette valeur standard minimale. Toute sortie lumineuse inférieure à cette norme minimale est purement destinée à permettre aux pilotes de bénéficier de meilleures conditions de visibilité.
  • 3) Il est essentiel de comprendre l’objectif de TP312, Tableau 8.4.1.9, et les rôles clés joués par l’opérateur des systèmes de balisage et le pilote pour assurer la bonne gestion opérationnelle des différents niveaux de luminosité. Le mot « opérationnel » est ici d’une importance primordiale; le Tableau 8.4.1.9 se rapporte au point de départ « opérationnel » des systèmes de réglage des niveaux d’intensité. Les réglages des niveaux par défaut dans le tableau sont les réglages initiaux pour une visibilité dominante donnée. Les conditions opérationnelles réelles dicteront la sélection correcte de tout niveau de luminosité, selon la demande du pilote utilisant l’aide visuelle ou selon les besoins pour faciliter l’exploitation de l’aérodrome. Il est impératif que les exploitants d’aéroport comprennent que le but ultime est de fournir le niveau d’intensité adapté aux besoins opérationnels du pilote.

5.0 Réglages de l’intensité

  • 1) Afin d’entamer la discussion sur l’intensité à utiliser pour un niveau de luminosité particulier, il est important de comprendre la différence entre la luminosité et l’intensité lumineuse et la relation entre l’intensité lumineuse et la distance à laquelle l’œil humain va capter une source de lumière précise dans différentes conditions météorologiques.
  • 2) La luminosité est un terme relatif. C’est la façon dont l’œil humain perçoit et interprète une source lumineuse par rapport à une autre source lumineuse ou à la même source lumineuse, mais dans des conditions de visibilité différentes. Une personne peut trouver une source lumineuse « brillante » tandis qu’une autre peut trouver qu’une même source lumineuse ayant la même intensité lumineuse et se trouvant à la même distance n’est pas « brillante ». La plupart des yeux humains trouveront certaines « couleurs » du feu (c’est-à-dire différentes longueurs d’onde) avec un niveau de « luminosité » différent en raison de la sensibilité relative de l’œil humain aux différentes longueurs d’onde.
  • 3) L’intensité lumineuse, par contre, n’est pas relative; c’est la quantité de lumière émise par une source lumineuse, mesurée en candela (cd). Pour faciliter les rapprochements, l’intensité lumineuse d’une bougie de cire est d’environ une candela. Ce qui est généralement admis, cependant, c’est que plus l’intensité lumineuse d’une lumière est forte, plus elle apparaîtra brillante à l’œil humain.
  • 4) La relation entre l’intensité lumineuse d’une source lumineuse d’aérodrome et la distance entre l’œil du pilote et cette source lumineuse à travers l’atmosphère est cruciale pour comprendre la « luminosité » perçue dans différentes conditions de visibilité. Plus important encore, la relation est non linéaire. L’intensité d’une source lumineuse, et par défaut sa luminosité perçue, est proportionnelle à la transmissivité de l’atmosphère et est inversement proportionnelle à la distance carrée de la source lumineuse. En d’autres termes, plus vous êtes loin et plus la visibilité est mauvaise, moins la lumière apparaîtra « brillante ». Cependant, doubler l’intensité ne suffira pas à maintenir la même « luminosité » perçue à deux fois la distance. La relation entre la transmissivité atmosphérique et la visibilité est également non linéaire. De plus, la luminance de fond affecte l’acquisition d’intensités lumineuses données en fonction des conditions atmosphériques et de la lumière du soleil.
  • 5) Ce que le paragraphe précédent indique, c’est qu’un système d’éclairage à intensité variable ne peut pas avoir une relation linéaire (c’est-à-dire des incréments égaux) entre les niveaux et les niveaux d’intensité qui leur sont associés. Si le niveau 5 d’un système à cinq niveaux est fixé par défaut à 100 % de l’exigence minimale standard de 10 000 cd pour le balisage lumineux de haute intensité des bords de piste, le fait de fixer l’intensité du niveau 4 à 8 000 cd (80 %) n’aura que peu d’effet sur la luminosité perçue par le pilote. Cela signifie également que l’œil humain ne peut pas facilement détecter la différence de niveaux de luminosité perçue dans un certain pourcentage d’une intensité lumineuse précise, c’est-à-dire 5 000 cd +/- 1 000 cd.
  • 6) La meilleure approche consiste à déterminer quel est le plus bas niveau acceptable d’intensité lumineuse requis pour les systèmes de balisage lumineux d’aérodrome dans les conditions de visibilité les plus favorables (c’est-à-dire la nuit, une très faible luminance de fond, une visibilité élevée) et à faire en sorte que l’intensité soit réglée au niveau le plus bas (niveau 1). Ensuite, il s’agit simplement de déterminer les intervalles entre les deux. Il existe de nombreuses orientations sur les réglages d’intensité recommandés pour chaque niveau de luminosité des systèmes à trois et cinq niveaux, généralement associés respectivement aux systèmes à moyenne et à haute intensité. Le document 9157.4 de l’OACI recommande d’utiliser 5 % de l’exigence minimale pour le niveau 1, sur la base d’une réduction d’environ 50 % par niveau, en commençant par le niveau 5 (100 %) pour un système à cinq niveaux. Le Royaume-Uni recommande 1 % pour le niveau 1, sur la base d’une réduction par niveau d’environ 66 % (2/3). La Federal Aviation Administration prévoit 0,15 % pour le niveau 1, sur la base d’une réduction d’environ 75 % par niveau. Au Canada, le TP 312, 4e édition utilisait 0,2 % pour le niveau 1 d’un système à cinq niveaux, sur la base d’une réduction d’environ 75 % par niveau.
  • 7) En général, les orientations pour un système à cinq niveaux suggèrent de réduire l’intensité par paliers de 50 à 75 % d’un niveau à l’autre, c’est-à-dire que l’intensité du niveau 4 est de 25 à 50 % du niveau 5, l’intensité du niveau 3 est de 25 à 50 % du niveau 4 (ou 6,25 à 25 % du niveau 5), etc. Le Canada et les États-Unis sont parmi les États qui ont les réductions les plus agressives, soit environ 75 %. Cela permet d’élargir la gamme de réglages d’intensité pour accommoder les pilotes. Les orientations relatives aux systèmes à trois niveaux sont généralement acceptées dans le monde entier comme étant adéquates pour utiliser une réduction d’environ 30 % entre les niveaux (c’est-à-dire 100 %, 30 % et 10 %).
  • 8) Compte tenu des considérations ci-dessus, les réglages recommandés pour les systèmes de balisage lumineux d’aérodrome énumérés dans le TP 312, 5e édition, Tableau 5.3.1.7, sont conformes au tableau 1 ci-dessous. Une tolérance de +/- 20 % des pourcentages indiqués pour chaque niveau est jugée acceptable (p. ex. le réglage du niveau 3 pour un système à cinq niveaux serait de 5 % +/- 20 %, ou quelque part entre 4 % et 6 %).
    Tableau 1 – Réglages d’intensité recommandés pour les niveaux de luminosité

    Systèmes à cinq niveaux

    Systèmes à trois niveaux

    Niveau

    Intensité

    Niveau

    Intensité

    5

    100 %

    3

    100 %

    4

    25 %

    2

    30 %

    3

    5 %

    1

    10 %

    2

    1 %

    		 sans objets/o sans objets/o

    1

    0,2 %

    		 sans objets/o sans objets/o

6.0 Systèmes d’éclairage incandescent ou d’éclairage à semi-conducteurs

  • 1) Le concept de luminosité « perçue » est renforcé lorsque l’on compare les technologies d’éclairage incandescent ou d’éclairage à semi-conducteurs, en particulier les réglages de faible intensité. En ce qui concerne le paragraphe 5.0 (2) ci-dessus, nous pouvons rappeler que de nombreux facteurs affectent la façon dont l’œil humain perçoit la luminosité des lumières; l’un de ces facteurs est la couleur ou la chromaticité de la lumière. La technologie d’éclairage incandescent fonctionne selon le principe du chauffage d’un élément (filament) afin de générer de la lumière en faisant passer un courant électrique à travers le filament pour le chauffer. Lorsqu’un filament est « chauffé », ses propriétés de température de couleur proximale sont telles que le filament passe du jaune « chaud » au blanc « froid » à mesure que le courant augmente. Lorsque le courant traversant une ampoule à incandescence blanche d’un système de balisage d’aérodrome est réduit pour tenir compte des niveaux de luminosité plus faibles, la couleur de la lumière émise a tendance à passer du blanc au jaune.
  • 2) En revanche, les systèmes d’éclairage à semi-conducteurs (DEL) fonctionnent selon un principe complètement différent. Au lieu de faire passer un courant élevé dans un filament, les dispositifs DEL utilisent un courant très faible pour alimenter une diode spéciale conçue pour libérer un photon dans la partie visible du spectre électromagnétique. Une lumière DEL blanche produit une lumière blanche vive qui « paraît » plus brillante à l’œil humain. Cela se remarque sur les voitures en comparant les voitures équipées de feux DEL avec celles équipées de feux halogènes. Il est toutefois important de noter que les lumières DEL conservent leur saturation des couleurs lorsque l’intensité est réduite, contrairement aux lumières à incandescence. Cela s’explique par la conception technologique des systèmes à semi-conducteurs. Le courant passant par une lumière DEL reste inchangé. La réduction de l’intensité est réalisée par la modulation (augmentation) de la largeur de l’impulsion numérique, ce qui réduit la fréquence du signal envoyé à la diode, mais pas assez lentement pour que l’œil puisse remarquer un scintillement. Le résultat est l’apparition, pour l’œil humain, d’une luminosité « réduite » de la lumière tout en conservant sa couleur.
  • 3) La différence la plus notable se situe dans les réglages les plus bas, où la lumière à incandescence dans un réglage de très faible luminosité s’est transformée en un blanc jaunâtre chaud, tandis que la lumière DEL a conservé son blanc froid, ce qui donne une luminosité « perçue » beaucoup plus élevée à l’œil humain. Pourtant, l’intensité lumineuse mesurée des deux types de lumières au même niveau de luminosité est la même en matière de sortie candela, ce qui signifie que la distance d’acquisition des deux lumières restera la même; la lumière DEL « apparaît » simplement plus brillante, uniquement parce que l’œil voit un blanc pur au lieu d’un blanc jaunâtre.

7.0 Conclusion

  • 1) Les exploitants d’aérodrome doivent être conscients de la différence de luminosité « perçue » entre les systèmes à incandescence et les systèmes à semi-conducteurs et ajuster leurs paramètres par défaut pour des visibilités données afin de répondre à leurs besoins opérationnels ou aux demandes des pilotes. Par exemple, le réglage du niveau 3 pour un système à incandescence à cinq niveaux peut fonctionner dans une visibilité donnée, mais pour un système DEL, ce même niveau 3 dans cette même visibilité peut s’avérer donner un niveau de luminosité suffisamment gênant pour le pilote pour qu’une réduction supplémentaire au niveau 2 soit plus appropriée.

8.0 Gestion de l’information

  • 1) Sans objet.

9.0 Historique du document

  • 1) Sans objet.

10.0 Contactez-nous

1) Pour obtenir de plus amples renseignements, veuillez contacter le bureau régional de TCAC concerné, dont l’adresse est indiquée ci-dessous :
https://tc.canada.ca/fr/services-generaux/regions.

Nous invitons toute proposition de modification au présent document. Veuillez soumettre vos commentaires au :
Centre de communications de l'Aviation civile
Formulaire de contact du Centre de communications de l'Aviation civile

Document original signé par

Félix Meunier
Le directeur, Direction des normes Aviation civile

CI 302-033 - Réglage des niveaux d’intensité pour le balisage des aérodromes
(PDF, 584 Ko)

 

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