Différences entre les vitesses TAS, IAS, CAS et GS

En aéronautique, on utilise plusieurs types de vitesses. Chaque vitesse est employée dans un contexte différent et, il faut se l’avouer, il est assez compliqué de cerner les différences lorsque l’on commence à s’y intéresser. Le but n’est pas ici de détailler profondément leur utilisation ni d’apprendre à les calculer, mais vous initier pour comprendre à quoi elles correspondent.

Pour commencer, voici les abréviations dont nous allons parler par la suite.

AbréviationSignificationTraduction française
IASIndicated AirspeedVitesse Indiquée
TASTrue AirspeedVitesse vraie
CASCalibrated AirspeedVitesse conventionnelle
GSGround speedVitesse sol

Pour des facilités de compréhensions, nous exprimerons ici la vitesse en km/h, bien que l’unité internationale soit le nœud !

1 nœud = 1.852 km/h. Le km/h n’est que très rarement utilisé en aviation.

IAS – Indicated Airspeed

Cette « vitesse » est calculée à partir des sondes pitot et statiques de l’avion. Les sondes pitot sont des sondes qui mesurent la vitesse des fluides (ici, de l’air), et les sondes statiques mesurent la pression de l’air autour de l’avion.

Si le mot vitesse est ici entre guillemets, c’est parce que la vitesse indiquée ne fait référence à aucun concept de notre vie courante. Je m’explique. Pour voler, l’avion a besoin d’une force appelée la portance. C’est la force qui lui permet de se maintenir en l’air. Et pour obtenir cette portance, il faut créer un écoulement d’air suffisant sur l’aile pour soulever l’avion.

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Schéma de la portance d’un avion

Plus on monte en altitude, plus la pression de l’air diminue, et plus la vitesse indiquée d’un avion affichée sur les instruments diminuera à vitesse vraie constante. Pour vulgariser ici, on dira simplement que la quantité de molécules dans l’air diminue avec l’altitude.

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Or, nous avons vu juste avant que pour voler, un avion a besoin de portance. Mais moins il y a de molécules en montant, plus il faudra accélérer pour que le peu de molécules restantes créent un écoulement suffisant pour maintenir de la portance.

La vitesse indiquée correspond alors à cela. Elle prend en compte le changement de pression, pour le corréler avec la capacité de l’avion à se maintenir dans ses conditions de vol. Il faut bien comprendre que la vitesse indiquée (IAS) est celle qui fait voler l’avion.

TAS – True Airspeed

La vitesse vraie est très simple à comprendre. Elle correspond à la vitesse de déplacement de l’avion dans la masse d’air, sans tenir compte du déplacement de cette masse ni de la pression.

Prenez l’exemple d’un individu qui marche sur un tapis roulant. L’individu est l’avion, et le tapis roulant la masse d’air. Peu importe la vitesse du tapis roulant ou son sens de défilement, la personne qui marche dessus ira toujours à la même vitesse par rapport à un point fixe de ce tapis.

Cette vitesse est importante puisque c’est celle à laquelle l’avion se déplace vraiment dans l’air qui l’entoure. On l’utilise pour mesurer les performances en croisière d’un aéronef.

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CAS – Calibrated Air Speed

La vitesse air calibrée correspond à l’IAS mais corrigée des erreurs instrumentales. Lorsque l’on vole dans les conditions d’atmosphère standard au niveau de la mer (15°C, pression de 1013 hPa, 0% d’humidité), la CAS = TAS. S’il n’y a pas de vent dans ces mêmes conditions, CAS = TAS = GS.

Dans un cockpit, la CAS n’est que peu utilisée par les pilotes.

GS – Ground speed

La vitesse sol correspond à la vitesse de l’avion par rapport au sol.

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Reprenons le cas de notre individu qui marche sur un tapis roulant. Si il marche à 5 km/h et que le tapis (la masse d’air autour de lui) avance dans le même sens à 5 km/h, sa vitesse par rapport au sol sera de 10 km/h. A l’inverse, si ce même individu marche à 5 km/h et que le tapis roulant va dans le sens opposé à 5 km/h aussi, sa vitesse sol sera de 0.

Si vous avez bien suivi, vous aurez compris que la GS = TAS + la vitesse de la composante de vent. Prenons deux avions :

1 : Il vole à 800 km/h de TAS avec 200 km/h de vent de dos.

  • Sa TAS = toujours 800 km/h.
  • Sa GS = 800 + 200 = 1000 km/h.

2 : Il vole à 800 km/h de TAS avec 200 km/h de vent de face.

  • Sa TAS = toujours 800 km/h.
  • Sa GS = 800 + (-200) = 600 km/h.

Dans les deux cas, les avions évoluent à la même vitesse par rapport à l’air qui les entoure mais sont plus ou moins ralentis par le vent. Un fort vent peut créer une belle différence de vitesse sol entre deux appareils qui évoluent en sens opposé. C’est pour cette raison qu’un vol New York – Paris durera moins longtemps qu’un vol Paris – New York, en raison des vents de dos favorables.

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Exemple de vent à l’instant T au-dessus de l’atlantique à 35000 pieds. 124 noeuds = 230 km/h

Il y a quelque temps, l’on entendait parler d’un Boeing 747 qui avait battu un record de vitesse avec 1390 km/h. Il s’agissait bien entendu de sa vitesse sol. Un vent de plus de 450 km/h le poussait, et si on retire ce vent à sa GS, on retombe dans des valeurs qui rentrent dans les clous des limites structurelles de l’avion.

Enfin, la GS sera également la vitesse que les contrôleurs aériens verront sur leur radar.

Mach

La vitesse en nombre de Mach correspond à la vitesse par rapport au son. Mach 1 = vitesse du son.

La vitesse du son n’est pas une valeur fixe. Elle dépend entre autres de la densité de l’air, son taux d’humidité et sa température.

Sans trop rentrer dans le détail, plus on monte en altitude, plus TAS égale, la vitesse indiquée (IAS) affichée sur l’indicateur de vitesse diminue. Elle n’est donc plus une valeur intéressante pour les pilotes.

instruments d'un 737 en vol
Instruments d’un Boeing 737 en croisière

On exprime dès lors de la vitesse indiquée de l’avion en nombre de mach. Typiquement, les avions de ligne volent entre Mach 0.74 et Mach 0.90. La transition entre IAS et Mach se fait généralement au travers du FL260 (26.000 pieds).


Pour conclure, on pourrait rapidement faire ces différences :

IAS : Vitesse indiquée sur le badin de l’avion. Elle est corrigée en pression et fait référence au domaine de vol.
TAS : Vitesse de l’avion par rapport à la masse d’air qui l’entoure
CAS : TAS de l’avion corrigée des erreurs instrumentales
GS : Vitesse de déplacement par rapport au sol.

Il est à noter que ces termes (sauf la GS) peuvent aussi s’écrire sous la forme KIAS, KTAS et KCAS. Le K signifiant Knots (nœuds).

Pour aller plus loin, je vous propose également l’article suivant : Découvrez la vitesse d’un avion de ligne

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