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Performance humaine et limitations REV 01

Vision, audition, équilibre 13/12/2001

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La perception humaine est puissante car elle est multisensorielle. En vol,les sens importants sont :

• La vue• L’audition• Le toucher

On pourrait y adjoindre un 6e sens : l’équilibre.

L’œil

« La vision est probablement le sens plus essentiel en vol ».

L’œil est notre organe sensoriel le plus important car la plupart des situations se caractérisent parune présentation visuelle. Cependant, les meilleurs yeux, une vue parfaite, une bonne perceptionde la profondeur et une vision de couleur bien développée peuvent jouer des tours inattendus auxpilotes les plus expérimentés.

Les yeux et le cerveau coopèrent étroitement pour produire la sensation visuelle.

Par nos yeux nous obtenons le reflet d'un objet quelconque à l'intérieur de notre tête. Sur lechemin vers notre cerveau, l'information visuelle dans la lumière entrante, doit passer de diversfiltres pour transformation.



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La structure de l’œil donne également une vue d'ensemble de ses éléments principaux.

1 Cristallin2 Cornée

3 Humeur aqueuse4 Centre de la vision (Fovea Centralis)

5 Rétine6 Axe de la vision

7 Point aveugle

L’œil est comme un appareil-photo. Il a une enveloppe qui tient un objectif, et à la place du film,une rétine qui reçoit l'image.

L’œil se compose de trois couches de membrane :

¸ la couche sclérale¸ la couche choroïde¸ la couche rétinienne

Récepteurs visuels :

L’œil a une structure duelle de réception tout simplement car il y a deux genres de nerfsensibles à la lumière au fond de l’œil sur la rétine : les bâtonnets et les cônes. Ils diffèrentdans leurs capacités de réception (couleur) et dans leur connexion (simple ou groupée) qui a unimpact sur les capacités de résolution spatiale et sur la sensibilité à la luminosité.



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Sur la rétine, dans le « fond » de l’œil, nous trouvons différentes zones :

¸ P: Le « point aveugle » (endroit où les nerfs visuels partent de l’œil)¸ FC: La « fovéa centrale » (endroit avec la vision la plus précise)

Cônes :

Les cônes exigent une lumière considérable de fonctionner. Ils sont employés dans la vision dejour parce qu'ils ont besoin d'intensité lumineuse pour fonctionner. En fait, les cônes cessent defonctionner dans la demi-obscurité. Des millions de ces structures minuscules sont groupés aufond du globe oculaire, au centre de la rétine (fovéa centrale).

Chaque cône a son propre raccordement nerveux au cerveau. Ceci explique l'excellente acuitévisuelle des cônes. Mais ils ont également la capacité de distinguer des couleurs.

Il y a trois sortes de cônes (chacun pour un spectre lumineux spécifique) :

¸ Cônes sensibles au bleu¸ Cônes sensibles au vert¸ Cônes sensibles au rouge

Bâtonnets :

Les bâtonnets peuvent fonctionner dans une lumière très faible. Ils sont distribués partout sur larétine - excepté sur la fovéa centrale. Étant insensibles aux couleurs, ils voient seulement dansles gris et servent la vision périphérique pendant le jour. C’est à dire qu’ils permettent depercevoir des objets en mouvement du coin de l’œil. Les bâtonnets sont groupés et il y a unraccordement au cerveau pour chaque groupe. Ceci explique l'excellente détection dessignaux mobiles en vision périphérique.

La distribution des bâtonnets et des cônes sur la rétine est fonction des conditions de la vision.Les cônes sont au centre et les bâtonnets dans le secteur périphérique.



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Le point aveugle

Le point aveugle se situe environ 20° latéralement dans le plan horizontal et au milieu duchamp visuel. Il s'appelle « aveugle » parce qu'à ce point tous les nerfs visuels quittent l’œildonc aucun bâtonnet ou cône n'est présent.

Ceci signifie en d'autres termes que les récepteurs sont absents et qu’aucun signal ne peut « êtredétecté » et transféré.

Pour mettre en évidence le point aveugle, fermez votre oeil gauche et observez l'avion degauche avec votre œil droit. Quand vous vous éloignez ou vous rapprochez de la feuille enfixant l'avion de gauche avec votre oeil droit, l'avion droit « disparaît ». Ceci se produira à environdistance de 40cm de la feuille.

Vision de nuit

L'absence complète des bâtonnets au centre de la rétine (fovéa centrale) rend la vision« décentrée » importante pour le pilote pendant un vol de nuit.

En tentant de pratiquer ce procédé de balayage, si l’on constate que les yeux ont une tendance às’orienter vers la cible, les forcer à se focaliser de sorte que les bâtonnets du côté opposé duglobe oculaire voient l'objet.

Les bâtonnets perdent leur sensibilité après une exposition courte à une source lumineuse, maisils la regagnent rapidement après un moment de « repos ». En conséquence, un clignementprolongé peut être suffisant pour rétablir l'efficacité de votre vision si l’on emploie la technique devision du « coin de l’œil », sans balayage. Se rappeler, aussi, que les bâtonnets ne perçoivent pasles objets quand les yeux sont en mouvement, mais seulement pendant les pauses.

Puisque les bâtonnets peuvent encore fonctionner avec une luminosité inférieure au 1/5000 del'intensité à laquelle les cônes cessent de fonctionner, ils sont employés pour la vision de nuit.

Cependant, les bâtonnets ont besoin de plus de temps pour s'ajuster sur l'obscurité que lescônes. Les yeux s’adaptent à la lumière du soleil en 10 secondes, mais les bâtonnets ont besoinde 25 minutes pour s'ajuster entièrement sur une nuit sombre. Cette adaptation dépend de lasécrétion d’un pigment, la rhodopsine. La rhodopsine est « brûlée » par un éblouissement. Il luifaut ensuite à nouveau 25 minutes pour se régénérer. C’est pour cette raison que les pilotes dechasse de nuit pendant la seconde guerre mondiale restaient dans l’obscurité avant un vol.

En vous maintenant ces principes simples à l'esprit vous devriez pouvoir sauvegarder votre visionde nuit.



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Les yeux ont besoin d'environ 30 minutes pour obtenir une efficacité maximum après exposition àune source lumineuse. Les lumières brillantes (telles que des balises d'atterrissage) réduisent lavision de nuit. En fermant un oeil quand on est brièvement exposé à une lumière brillante (pourlecture de carte par exemple) on peut se protéger de la lumière l’œil qui n'a pas besoin de seréadapter.

Enfin, une bonne vue dépend de l’état physique. La fatigue, les rhumes, l'insuffisance de vitamine,l'alcool, les stimulants, le tabagisme ou les médicaments peuvent sérieusement altérer la vision. Un impact important sur la vision de nuit peut également venir des éclairages de cockpit.L'éclairage de l'habitacle a été le sujet de beaucoup de discussions. Avec l'arrivée d’aéroportscorrectement balisés et l'utilisation générale de la radio pour la navigation, la vision de nuit estdevenue réellement moins importante. La tendance est de nos jours vers une illumination pluscomplète de l'habitacle, avec une utilisation d’une lumière blanche de préférence au rouge.

D’une manière générale, les pilotes utilisent mal leurs éclairages de cockpit. Les postes de pilotagerestent dans une pénombre importante pendant toute la croisière. Ce n’est pas le plus judicieux.Au-dessous du niveau 100, il est préférable de voler cockpit « éteint » pour favoriser la vision denuit mais au-dessus du niveau 100, le maintien de l’obscurité nuit à la vigilance tout encompliquant le travail « de bureau » à accomplir. En conséquence, il est préférable « d’allumer »le poste.

En ce qui concerne les EFIS, la tendance est à l’éblouissement général… La quantitéd’informations disponibles impose une précision de lecture incompatible avec l’éblouissement. Enconséquence, les écrans devraient être réglés sur une faible intensité avec l’éclairage du bandeau(flood) allumé pour recréer un contraste et visualiser en volume l’environnement du cockpit. Envol de nuit, un cockpit dans le noir n’est pas « confortable ».

La foudre détruit la vision de nuit car, de nuit, elle éblouit. Par conséquent, près des nuagesd'orage, allumer les éclairages cockpit au maximum pour voir vos instruments correctement. Fairececi, même de jour.

Vision des couleurs et des contrastes :

La visibilité d’une couleur dépend du niveau de lumière ambiante. Les cônes voient les détails etles couleurs mais demandent un niveau de luminance ambiant important. Passé ce seuil tous lesobjets sont vus gris par les bâtonnets. Le rouge est une couleur à privilégier pour les alarmes caril est toujours vu rouge quelles que soient les conditions d'éclairage.

Le contraste perçu entre un objet et le fond sur lequel il apparaît est lié à la différence deluminance entre l’objet et le fond. Il y a un lien entre la perception du contraste et l’acuitévisuelle. En effet, le cerveau établit un lien entre contraste et perception de la distance.Cependant, la capacité à percevoir des petits détails sur un fond blanc n’est pas une conditionsuffisante pour une bonne acuité visuelle. L’acuité visuelle est la représentation de l’aptitude dusujet à discerner de petits détails à une distance de référence.

Longueur d’onde(couleur)

Intensitélumineuse



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Champs visuels

La vision est duelle. Elle est le résultat du mélange des informations envoyées par les cônes et lesbâtonnets. Les cônes agissent en vision centrale et les bâtonnets en vision périphérique.

En vision centrale, on peut lire les caractères alphanumériques. Au-delà du cercle de visioncentrale, dans l'aire de vision périphérique, on ne distingue que les objets en mouvement ou lessignaux clignotants.

L’angle d’ouverture de la vision centrale est à peine de 2°, le diamètre du cercle possède à peine3 centimètres (cercle rouge). C’est pourquoi les yeux « suivent » le texte lorsqu’on lit un livre.

Cette très importante caractéristique de notre vision est à rapprocher de la manière dont nousanalysons un problème, voir plus loin au chapitre « psychologie ».

Acuité visuelle

La précision de la vision s'appelle l'acuité visuelle. Il s’agit des capacités de résolution de deuxpoints que l’œil peut identifier séparément. Il dépend de la concentration des cônes et de leurconnectivité.

Afin de voir une image « précise » celle doit être représentée précisément. Les responsables del'acuité de la représentation sont les structures diffusant la lumière :

1. La cornée2. L’iris3. Le cristallin4. L’humeur aqueuse



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Tout ceci constitue l'appareil dioptrique de l’œil. Il y a deux réfracteurs de lumière, la cornée et lecristallin. La force de la réfraction dépend du rayon de courbure et est mesurée en dioptries(dpt).

¸ La courbure de la cornée est fixe: environ 43dpt¸ La courbure du cristallin est variable: de 14 à 25…30dpt (décroissante avec l’age)

La courbure variable du cristallin est responsable de la netteté de l’image. Les changements decourbure du cristallin sont exécutés par le corps ciliaire, un muscle rond autour du cristallin.L'action de « mise au point » s'appelle accommodation. La réfraction de la lumière globale estoptimisée pour produire une image nette d'une image éloignée. Afin de se focaliser sur un objetlointain, le corps ciliaire, auquel le cristallin est lié, détend, et aplatit le cristallin. L’œil seconcentre sur un objet étroit en contractant le corps ciliaire, et le cristallin devient plus convexe(plus épais).

Accommodation :

Quand il focalise, l’œil fait de son mieux pour projeter une image nette sur la rétine. Pendantqu'un objet se déplace, l’œil suit et change la mise au point tout le temps pour maintenir l'imagenette. Ce processus s'appelle l’accommodation. Malheureusement il est possible que pourcertaines distances d'un objet, la rétine n'est pas à un endroit que l'appareil dioptrique oculairepeut atteindre pour projeter une image correcte de l'objet. Le résultat sera une projection moinsnette (le point de référence n'est pas sur la rétine). C'est le cas si l'humeur vitrée, ou le corpsvitreux, est trop petit ou trop grand. Nous disons également dans ce cas-ci que l’œil est trop petitou trop grand.

Si la rétine se trouve devant la projection, l’œil est trop petit (trop « court ») – on appelle cephénomène la myopie.Si la rétine se trouve derrière la projection, l’œil est trop grand (trop « long »), on appelle lephénomène hypermétropie.

Tous les deux sont des défauts de vision. Ils peuvent être corrigés en augmentantl'appareil dioptrique de nos yeux. Ceci est réalisé en ajoutant une lentille devant nosyeux. Dans la pratique, on appelle cette lentille une paire de lunettes…

Chaque défaut de vision exige une lentille différente. Il y a deux sortes de lentilles avec deuxdifférentes fonctions, les lentilles convexes et les lentilles concaves :



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La valeur de référence pour l'indication des dioptries est de 1m (100cm) soit 1dpt. La valeur endioptries est égale à 100 /valeur de la distance focale en centimètres. Les dioptries sont comptéesnégativement pour les lentilles convexes. Le point focal se trouve « inversé » ou à une distanceopposée, comparée à une lentille concave, ce qui a pour conséquence une distance focalenégative et une valeur négative pour l'indication de dioptrie [ dpt ].

Myopie

L’œil est trop long. Même si le cristallin est entièrement détendu et aussi plat que possible, lefoyer est devant la rétine. La personne est myope.



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Etre myope signifie que des images proches peuvent être interprétées correctement par uneaccommodation active. Mais les images lointaines ne peuvent être vues nettement. Une voie desortie de cette situation est de porter des lunettes qui distribuent la lumière avant qu'ellen’atteigne l'appareil dioptrique oculaire. Dans ce cas-ci le cristallin donne une image nette pourdes objets à longue distance une fois qu’il est entièrement détendu.

Les lentilles qui distribuent la lumière sont appelées concaves. Leur courbure se trouve àl’intérieur.

Hypermétropie

L’œil est trop petit. Même si le cristallin est entièrement contracté et aussi courbé que possible, lefoyer est derrière la rétine. La personne est hypermétrope.

Etre hypermétrope signifie que des images lointaines peuvent être projetées correctement. Maisdes images proches doivent être pré-adaptées pour permettre au cristallin de projeter une imageclaire. Une porte de sortie de cette situation est de porter des lunettes qui rassemblent la lumièreavant qu'elle n’atteigne l'appareil dioptrique oculaire. Dans ce cas-ci le cristallin peut permettred’obtenir une image nette pour les objets proches une fois entièrement courbé.

Les lentilles qui collectent la lumière sont appelées convexes. Leur courbure est tournée versl’extérieur.

Astigmatisme

Dans le cas d’une personne astigmate, à un point visé ne correspond pas un point sur la rétine.Cette anomalie de la vision est due à des irrégularités de la courbure de la cornée ou à unmanque d’homogénéité dans la réfringence des milieux transparents de l’œil.



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Erreurs de perception du système visuel

Une illusion d’optique peut résulter seulement de l’œil, seulement du cerveau ou d'unecombinaison des deux. Par exemple, quand une lumière brillante « nous aveugle »temporairement dans une nuit sombre, nos yeux peuvent mettre plusieurs minutes à récupérer, etpendant ce temps on « voit » toujours une image « persistante » (persistance rétinienne).Cette illusion, surgissant dans l’œil lui-même, est tout à fait commune et pose rarement desproblèmes persistants - à moins que le point central de vision ne soit affecté ou que la lumière nesoit exceptionnellement forte.

Le cerveau peut créer des illusions en interprétant mal des images que l’œil apporte correctement,par exemple on peut mal juger l'horizon en raison de bancs de nuages inclinés.

Un autre exemple de limitation créée par le cerveau est une ligne de référence inclinée.

Les colonnes avec une référence inclinée tendent à paraître plus grandes.

Un vertige, mis en évidence par un sentiment de malaise et de déséquilibre, peut créer ouaugmenter les illusions visuelles. Un vertige résultant de la rotation rapide du corps peut causerun mouvement rapide et saccadé, vertical des yeux. Ceci crée l’impression que l’environnementtourne en sens inverse. En cas d’attaque de vertige en vol, on peut se trouver incapable de lireses instruments parce qu'ils semblent se déplacer constamment.

Des lumières sur l’horizon

Les lumières sur la surface de la terre ou dans le ciel peuvent être mal interprétées. On perd lesens de l’orientation en ne sachant plus à quoi elles se rattachent. Les structures claires ou leslumières des rues pourraient être interprétés comme étant l’horizon.

En conséquence, retenez cette règle : les vols de nuit doivent toujours être contrôlés sur desinstruments. Voici par exemple ce qui s’apparente à un début de virage engagé…



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Cette illusion peut se produire par exemple, en virage initial en conditions brumeuses, ou aprèsdécollage à proximité de la mer de nuit. La sensation de se retrouver face à des lumières au soldoit être combattue en pilotant à l’horizon artificiel.

Erreurs de perception de l’horizontale :

Si l’on vole au-dessus d’une couche de nuages inclinée ou au-dessus d’un terrain en pente versdes montagnes, on pourrait choisir ces lignes comme référence horizontale par erreur. Si l’oncorrige l’inclinaison de l'avion et qu’on l'aligne sur l'horizon vrai vous aurez une sensationd'inclinaison de l’autre côté.

Illusion autocinétique :

Une des illusions visuelles rencontrées en vol de nuit est le phénomène auto cinétique appeléaussi « phénomène léger évident cinétique automatique ». Il ressemble au vertige par certainscôtés. L’illusion auto cinétique se produit quand on regarde un point lumineux dans un ciel foncé.Après un moment, on a le sentiment que nous ou la lumière sont en mouvement car les musclesqui permettent de maintenir la vision binoculaire divergente (car source lumineuse sur l’horizon)se relâchent et ramènent les yeux au repos.

Pour éviter qu’un tel phénomène n’arrive, gardez ses yeux en mouvement. Ne pas fixer unpoint lumineux trop longtemps. On peut également fixer une lumière par rapport à un pointde référence fiable dans l'espace et découvrir l’illusion. L’illusion auto cinétique était responsablede nombreux accidents d'avion, jusqu'à ce qu’on ait découvert la cause de cette illusion optique.

Illusions liées à la piste :

Dans notre cursus d’entraînement au vol nous apprenons à juger avec un coup d’œil si notreapproche est trop haute, trop basse ou correcte. Pour cela nous utilisons l'aspect de laperspective de la piste comme base d'orientation. Nous nous la rappelons comme référence etcomparons chaque approche future à cette image.

Cela ne pose aucun problème tant que la piste ne se distingue pas de notre « piste deréférence ». Mais...

¸ Si la piste est plus grande qu'habituellement, nous pensons que notre approche est tropbasse.

¸ Si la piste est plus petite qu'habituellement, nous pensons que notre approche esttrop haute.



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L’influence des effets de la largeur de la piste peuvent être illustrés graphiquement.

La première approche est trop haute, la seconde est correcte et la troisième trop basse. Dans lemême ordre d’idée une approche sur une piste montante ou présentant un terrain pentemontante de son terrain d’approche, nous donnera une sensation d’approche trop haute. De jour,en vue du sol, ce n’est pas très grave mais de nuit, on risque de toucher des obstacles avant lapiste. Ne sous estimez pas ce risque car le CFIT (collision avec le sol en vol contrôlé) est laprincipale cause d’accident en approche…

Fluctuation de la luminosité :

Si un point lumineux change son intensité un autre genre d’illusion de perception se produit. Uneaugmentation de l'intensité des éclairages nous fait croire que nous approchons des lumières. Unebaisse de l'intensité des éclairages nous fait croire que nous nous éloignons des lumières

Cette fausse interprétation pourrait conduire à une identification complètement fausse d'unesituation. La variation de l'intensité lumineuse pourrait donner l'impression qu'un objet s’éloigne àcause des diminutions d'intensité lumineuse dues à l’air alors qu’en vérité il s'approche.

Contrairement à une idée bien répandue chez les contrôleurs et les pilotes français, éclairer auminimum une piste pour ne pas être ébloui est une aberration. Comment juger de la proximité decelle ci ? Comment juger de la hauteur d’arrondi ? Une piste doit être visible de loin même dansun environnement fortement éclairé. Attention si elle est trop éclairée, on a tendance à refuser lesol car on se croit trop prêt et on arrondit trop haut…



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Approche trou noir, jour blanc :

Dans des circonstances spéciales l'information visuelle périphérique n'est pas disponible et laprincipale source visuelle est la piste elle-même. Une approche au-dessus d’un terrain non éclairédans une nuit sombre ou au-dessus de l'eau sans référence à l'horizon s'appelle une approchetrou noir. Dans le pire des cas seules les lumières de la piste sont visibles (impression d’arriver surun porte avions).

Sans information périphérique les pilotes tendent à croire que leur avion est stable etcorrectement aligné, alors que le plan se décale vers le bas en suivant un arc capable.

Une autre situation dangereuse d'approche trou noir se produit quand le sol est sombre et quand,derrière la piste se trouvent les lumières de la ville sur un terrain montant.

Dans cette situation les lumières de ville sont souvent prises comme référence visuelle. A causede la fausse impression que la ville se trouve sur un terrain de même hauteur, l'altitude vraie estmal évaluée, on se croit trop haut et l'approche est faite trop bas, ce qui pourrait mener aucontact avec le sol juste avant atteindre la piste.

Si une lumière réfléchie (brouillard face au soleil, réflexion sur la neige) se trouve au-dessus de lapiste, l'horizon ne peut plus être évalué. Ce phénomène s'appelle jour blanc.



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Ces 3 exemples représentent un seul et même risque : percuter la planète avant la piste. Dansces cas, piloter à l’horizon artificiel et effectuer une approche aux instruments, de préférence unILS en se considérant en IMC, même si on voit parfaitement la piste. Si on veut tenter malgré toutune approche à vue, demander l’allumage du PAPI. Il est très rare qu’en France PAPI et ILS soientdisponibles simultanément. L’allumage du balisage cat III se solde généralement par l’extinctiondu PAPI.

Une approche trou noir est difficile à exécuter. Une piste peu éclairée complique le travail car onperçoit mal le rapprochement du sol. A contrario, une piste trop éclairée crée une tendance àrefuser le sol trop haut car, ébloui par le balisage, on se croit subitement trop bas.

Pour juger correctement de la hauteur d’arrondi, annoncer les hauteurs radio sonde. Le bonmoment pour arrondir est quand la lueur du phare d’atterrissage devient forte limite gênante etque l’on aperçoit, du coin de l’œil, une cassure dans le balisage latéral.



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Étude de cas :¸ Accident de Cincinnati

o American Airlines 383o Boeing 727-100o 8 septembre 1965

Le vol 383, New York La Guardia, Cincinnati, s’écrase àproximité de l’aéroport de nuit en approche à vue pourla piste 18.

o Conditions météorologiques :

Des orages sont prévus sur la route mais une planification différente de la route permet de leséviter. Cincinnati passe 1200ft morcelés, 3500ft couverts, 4 miles de visibilité, pluie faible etbrouillard évoluant vers 1000ft couverts, 2 miles de visibilité, orages et averses de pluie.

o Expérience des pilotes :

Le CDB est dans la compagnie depuis 14 ans, il totalise 14000 heures de vol. Après avoir volé surDC6, DC7 et Convair 240, il vient de terminer les 25 heures de stage CDB sur le Boeing 727nouvellement introduit dans la compagnie. Sur le siège de droite a pris place son instructeur qui abeaucoup plus d’expérience sur jet. Le mécanicien navigant a, quant à lui, plus de 6000 heures devol.

o Les faits :

Après 20 minutes de retard dues à l’arrivée tardive de l’avion à La Guardia, le vol 383 décolle avec56 passagers à bord et 3 PNC. A 18h45, l’équipage appelle Cincinnati pour changer l’heureestimée d’arrivée car il a été « clairé » sur une route plus directe. L’ATC passe le QNH et le QFE.Les altimètres sont réglés dans la foulée. La procédure compagnie stipule que les altimètres dedroite et de gauche doivent être réglés au QFE, l’altimètre central restant au QNH.

A 18h55, le contrôle transfère le vol vers Cincinnati approche. A 18h57, l’avion est autorisé àl’approche. Bien qu’il y ait de la pluie à proximité de l’aéroport, l’équipage demande une approcheà vue. A 19h00, l’avion est à 2000ft et est transféré à la tour.

o Enregistrement des communications :

AA383: nous sommes à 6 nautiques au sud-est et à.. en conditions VFRTWR: piste en service 18, vent du 230 pour 5kt, QNH 30.00AA383: roger, piste 18TWR: je vous ai en vue, autorisé à l’atterrissageAA383: nous atterrissons AA383. Où se trouve la ligne de précipitations maintenant?TWR: elle semble être sur l’aéroport maintenant. Nous vous avisons si le vent tourne mais nousne recevons pas de pluie pour le moment. Je vous tiens au courant.AA383: merci, nous apprécionsTWR: (10 secondes plus tard) nous recevons un peu de pluie maintenant.AA383: OKTWR: (1 minute après) avez vous toujours la piste en vue, AA383 ?AA383: tout juste, nous allons rechercher l’ILS maintenantTWR: le balisage est au maximumAA383: OK



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Ce fut la dernière transmission. A 19h01, l’avion entre en collision avec une colline boisée à 3nautiques de la piste. 1 PNC et 3 passagers seront les seuls survivants.

o L’enquête:

Au moment de l’accident, la balisage et l’ILS fonctionnaient parfaitement. L’avion n’a fait montred’aucune défaillance, néanmoins, les trois altimètres ont été examinés par leur constructeur.

L’altimètre de gauche était calé sur 29.06 avec son index à 800ft, celui de droite sur 29.03 avecson index à 815ft. Les tambours de ces altimètres Kollsman n’ont pu être analysés car ils étaienttrop endommagés. Aucune information n’a pu être fournie par le troisième altimètre.

Selon un survivant, CDB dans la compagnie en mise en place, le vol s’est bien passé bien que ladescente fut rapide, mais à l’arrivée, l’avion lui a semblé très bas. Des témoins ont vu l’avion sereporter en vent arrière puis tourner en base à environ 4 miles au-dessus de la rivière Ohio situéeau fond d’une vallée, 400ft plus bas que l’aéroport. Il pleuvait au-dessus de la rivière.

L’enregistreur de paramètres de l’avion montre que l’avion s’est reporté en vent arrière à 1100ftau-dessus de l’aéroport à 290kt, puis il a commencé à descendre en base à 800ft/min pendantune minute avec une vitesse en régression vers 160kt.

Dix secondes plus tard, l’avion tourne en finale. A ce moment, le vario est supérieur à 2000ft/min.L’avion passe sous le niveau de l’aéroport qui est situé à 890ft. Durant les 10 dernières secondesdu vol, la vitesse a régressé vers 145kt et le vario s’est établi à 625ft/min.

L’avion est arrivé trop vite en vent arrière. Pour réduire la vitesse avec les moteurs à un régimeproche du ralenti, le pilote a rallongé la vent arrière. La check-list atterrissage et l’affichage dubraquage de volets correct ont été faits dans la précipitation. En virage final, le train n’étaittoujours pas sorti.

A cause du mauvais temps, l’équipage a du perdre de vue le balisage de piste, mais il a du serassurer sur son altitude en voyant les lumières au fond de la vallée.

D’autre part, l’altimètre Kollsman présente les informations d’altitude d’une manière qui prête àconfusion. Les centaines de pieds sont indiqués par une aiguille alors que les milliers de pieds sontindiqués par un tambour. Une ligne de couleur quadrillée marque les 1000 derniers pieds. Pourlire cet altimètre, les pilotes regardent instinctivement d’abord le tambour puis l’aiguille. Parexemple pour lire 900ft, le tambour indique presque 1 et l’aiguille est sur 9. Dans la précipitation,on a donc tendance à lire 1900ft. Une altitude de -100ft est indiquée d’une manière peu lisible : letambour est sous 0 et l’aiguille sur 9, on a tendance à lire 900ft au lieu de -100ft. Beaucoup depilotes ont eu des difficultés à s’adapter à ce type d’altimètre.

Les procédures compagnies imposent au PNF d’annoncer toute déviation des paramètresd’approche. Sous 500ft sol, un vario de 700ft/min doit être annoncé, corrigé ou une remise de gazdoit être entreprise. L’avion a maintenu un vario de 2000ft/min en base.



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Les deux pilotes se connaissaient très bien. L’instructeur confiant dans les capacités de son élèvel’a laissé faire. Le CDB pensait que l’instructeur assis à droite surveillait l’altitude et l’aurait rappelési tout n’était pas correct. Quand il a tourné en finale, l’avion aurait du avoir les volets sortis à 40°et le train sorti. Il avait les volets sortis à 25° et le train rentré. La charge de travail aurait doncété énorme en finale.

Les enquêteurs ont eu l’impression que tout le vol avait été effectué dans la précipitation. Les 20minutes de retard au départ semblent y être pour quelque chose. L’équipage a eu toutes lesclairances pour rendre le vol le plus direct possible. A l’arrivée, sous 10000ft, il maintenait 325ktalors qu’il était limité à 250.

De plus, malgré le temps qui se détériore, l’équipage a persiste dans sa logique d’approche à vue.L’accident aurait pu être évité si, 13 secondes avant l’impact, quand l’avion est passé sous leniveau de l’aéroport et quand l’équipage a perdu la vue du balisage il avait remis les gaz. Deuxans plus tard, lors de la même approche de nuit, un Convair 880 a été victime d’un accidentsimilaire la nuit par mauvaise météo. Des études ont démontré que les lumières au fond de lavallée, 400ft plus bas que l’aéroport donnaient l’illusion aux pilotes qu’ils étaient trop haut.



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Fatigue visuelle :

En altitude, avec tous ses repères situés sur l’horizon, l’œil adoptera une position de repos. Lavision sera focalisée à environ 1 mètre. Un trafic éloigné ne pourra pas être identifié clairement.Ce phénomène est appelé myopie d'altitude. Elle est bien sûr génératrice de fatigue visuelle.

La fatigue visuelle peut se caractériser par des maux de tête, des douleurs à l’œil, unlarmoiement, une gène liée à la lumière, un voile, une sensation de voir double, ou une tâchenoire. Elle est souvent causée par un éblouissement, les vibrations, le stress, une fixationprolongée du regard ou des variations fréquentes de l'accommodation. Des vols rapprochés ou delongue durée sont des facteurs aggravants cette fatigue.

En croisière l'éclairage du poste doit être fort pour lutter contre l'hypovigilance. En approche il fautle baisser pour bénéficier de la meilleure vision nocturne possible. De nuit, on rappelle que lavision nocturne est altérée dès 5000 ft.

En hélicoptère, la réverbération du soleil dans le disque du rotor crée une intense fatigue visuellequi s’ajoute à celle due aux vibrations.

Le son :

Le son est une variation très rapide de pression atmosphérique, une vibration. La forme la plussimple de son se rencontre quand cette variation demeure la même, de zéro à un certain niveau,de retour à zéro et ainsi de suite.

Le temps (T) en secondes [ s ], qui est mesuré entre 2 cycles de cette oscillation, s'appellela période. La Fréquence (f) est définie comme l’inverse de la période.

f = 1 / T elle est mesurée en Hertz [Hz]

Notre oreille peut distinguer différents sons. Quand le temps d'oscillation (T) raccourcit, lesfréquences (f) augmentent et « montent » le son.

La gamme de fréquence audible par nos oreilles va de 20 hertz (20 oscillations par seconde)jusqu’à 20000Hz.

La pression acoustique est fonction de l'amplitude de l'oscillation et s'appelle l'intensitésonore. La référence pour l'intensité sonore n'est pas la pression acoustique mais le niveausonore en décibel (dB). L’échelle logarithmique des décibels est fonction de la pressionacoustique mais est indépendante de la fréquence.

Le niveau sonore exprime la force physique d'un signal acoustique, mais qui ne correspondpas à la perception subjective du volume. Par conséquent, le volume est exprimé en sa propre,subjective et empirique échelle, l'échelle téléphonique ci-dessous.



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0 phon Seuil auditif10 phon Bruissement silencieux des feuilles dans le vent20 phon Murmure30 phon Bruit faible de la rue40 phon Conversation normale50 phon Musique normale sortie d’un haut-parleur60 phon Musique forte sortie d’un haut-parleur70 phon Fort bruit de la rue80 phon Très fort bruit de la rue, hurlement90 phon Klaxxon100 phon Moteur de mobylette trafiqué110 phon Bruit le plus forte d’une usine120 phon Drill pneumatique (à 1m de distance)130 phon

=

Seuil de la douleur (sirène de défense aérienne à 20m de distance)

L'intensité sonore perçue dépend à niveau sonore égal (nombre égal de dB) de la fréquence.Les tonalités élevées et basses sont perçues plus silencieuses à intensité sonore égale que destonalités de la gamme des fréquences moyennes.

L’oreille :

L’organe siège de l’audition est l'oreille, on la décompose en 3 zones distinctes :

¸ L’oreille externe¸ L’oreille moyenne¸ L’oreille interne

1 oreille externe et conduit auditif (jaune)2 tympan (vert)

3 oreille moyenne (bleu) et trompe d’Eustache (bleu foncé)4 oreille interne (blanc), cochlée et organes de l’équilibre

L'oreille est le récepteur des ondes sonores. Les ondes sonores sont des changements oscillatoiresde la densité de l'air semblables aux changements de la pression atmosphérique. Elles s'étendentsous la forme d'une sphère dans toutes les directions en partant de la source de bruit. Pour quecette oscillation de l’air atmosphérique soit perçue, elle doit être transmise aux cellules sensitives.Dans le cas de l’audition le mécanisme de transmission du bruit est plutôt complexe.



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L’oreille externe ou le conduit d'oreille a la forme d'un entonnoir plat qui est relié au canalauditif qui mène à l'oreille moyenne.

L’oreille moyenne est une chambre remplie d’air contenant le tympan et trois os minuscules (lesosselets) qui se prolongent dans l'oreille interne. Pour s'assurer que la pression atmosphériqueextérieure est égale à celle régnant dans l'oreille moyenne, de l'air vient de la bouche par latrompe d'Eustache (source de ventilation).

L'oreille interne contient les récepteurs sensoriels de l'audition ; ils sont enfermés dans unechambre remplie de liquide, appelée la cochlée. La cochlée est reliée à une partie des canauxsemi-circulaires de l'organe de l'équilibre.

Audition :

Le décodage de ce que l’on entend est réalisé dans l'oreille moyenne. L'oreille moyenne s'étenddu tympan à l'oreille interne.

1 tympan (noir)2 marteau (rose)3 enclume (bleu)

4 étrier (vert)5 fenêtre ovale (jaune)

L'oreille externe rassemble les ondes sonores et les fait passer par le canal auditif vers letympan. Le tympan vibre à l'impact des ondes sonores. L’oreille moyenne, avec ses troisosselets : le marteau, l’enclume et l’étrier transforme les ondes sonores, arrivants au tympan,en des vibrations mécaniques. Ce processus mécanique apporte cette vibration parpulsation au travers de la fenêtre ovale aux fluides de la cochlée.

Les ondes sonores sont amplifiées dans leur trajet vers la cochlée. Dans le canal auditif la pressionacoustique est doublée. Grâce à la transformation mécanique dans l'oreille moyenne, elle esttriplée. Le plus grand facteur d'augmentation de pression est la différence de taille entre letympan et la fenêtre ovale au bout de la cochlée. Elle crée une multiplication par 30 du signalsonore car la fenêtre ovale est 30 fois plus petite que le tympan.



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Tout confondu l’amplification atteint 180 fois !

Le nerf auditif relaye finalement ces vibrations, après une transformation par lesrécepteurs sensoriels dans la cochlée, sous forme d’impulsions au cerveau.

Le bruit :

Dans un petit avion, le bruit a été toujours accepté comme le prix à payer pour le plaisir et lacommodité du vol. Cependant, le prix à payer peut être élevé. L’audition peut se retrouver altéréede manière permanente.

Les ingénieurs aéronautiques ont essayé de réduire le bruit de l’avion à sa source, mais la pertede puissance généralement associée reste un dilemme. Les silencieux sur les échappements desréacteurs et des moteurs à pistons illustrent en effet le succès de la réduction du bruit au sacrificede la puissance.

Les hélices, créent une énorme source de bruit quand leurs extrémités atteignent une vitesse prèsde la vitesse du son (Mach 1).Cette source de bruit peut être atténuée en ralentissant les hélicesréduisant de ce fait la puissance.

D'autres sources de bruit posent également des problèmes pour les pilotes et leurs passagers.Dans les avions à réaction, le bruit de l’écoulement de l'air est considérable bien qu'il diminue avecl'altitude. Dans les hélicoptères l'habitacle est souvent mal isolé ou l’appareil est piloté avec lesportes et les fenêtres ouvertes, exposant ses occupants au bruit intense du moteur, des pales etdes transmissions de rotor.

Fatigue auditive (NIHL : noise induiced hearing loss) :

Le souci principal concernant le bruit est son effet à long terme sur l'audition. L’affaiblissement àcourt terme de l’audition après un vol est commun et habituellement bénin. C'est de ladétérioration progressive de l'audition que l’on doit se préserver.

Aucune règle d'ensemble ne peut être donnée à propos d'une telle perte d'audition. Les individuschangent considérablement dans leur réponse au même bruit pour la même durée. Après des sixà huit heures de croisière à vitesse normale dans un avion léger, vous êtes susceptiblesd'éprouver une légère perte d'audition, avec un plein rétablissement après une à deux heures.

Le bruit beaucoup plus fort d'un moteur à réaction peut causer une fatigue très rapide del'audition, souvent en quelques minutes. Dans ces conditions les oreilles peuvent exiger de



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plusieurs heures à plusieurs jours pour un plein rétablissement. Dans quelques cas graves, lesdommages sont permanents (conductive deafness : surdité de conduit).

Heureusement, les cockpits sont habituellement situés dans des secteurs où l'intensité du bruit esttolérable en croisière (85 à 95 dB). Cependant, le pilote est inévitablement exposé au bruitrégulier pendant de longues périodes et pendant de nombreuses années de sa vie. Ce bruit estsouvent suffisant pour diminuer l'acuité de l’audition, en menant à un traumatisme auditif.

¸ Après 500 à 1000 heures sur avion à hélices sans protection contre le bruit la perteauditive commence.

¸ Après 2000 à 3000 heures ses symptômes sont découverts chez la majorité des pilotes.¸ Après 4000 heures vous trouvez rarement un pilote avec des capacités d'audition intactes

dans toutes les fréquences. La courbe d'audition est altérée de manièrecaractéristique.

Courbe typique de l'audition avec un traumatisme sonore dans la gamme de fréquences de laparole.

Se protéger :

Les bruits aigus constituent le plus grand risque de bruit d'avion, parce qu'ils sont les plussusceptibles de produire le plus de dommages provisoires et permanents aux cils vibratiles del'oreille interne. Ils mènent progressivement – et en finalité - à la surdité irréversible.

Heureusement on peut réduire au minimum ce danger en utilisant des protège-oreilles (tampons,manchons, etc.), qui tendent à amortir les bruits aigus les plus élevés sans interférer avec lesbruits nécessaires pour les communications.

Quelques autres trucs simples peuvent aider à protéger son audition.

¸ Employer des protège-oreille (tels que des bouchons ou des manchons) autant quepossible. Les bouchons amélioreront réellement l’audition dans un environnementbruyant sans le sacrifice de l'acuité.

¸ Se protéger contre les bruits qui produisent une douleur dans les oreilles. Ceux cisignalent le début des dommages qui commencent dans les structures sensibles del’oreille.

¸ Éviter une exposition inutile au bruit. Abaisser le volume des écouteurs ou haut-parleur sipossible, particulièrement pour identifier les signaux de tonalité des moyens d'aide à lanavigation.

¸ Porter un casque pour une meilleure protection de l’audition mais aussi pour des raisonsde sûreté du vol (une meilleure compréhension des voix par radio).



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Autres organes sensoriels :

Les organes sensoriels sont la somme de toutes les sondes qu’utilise notre cerveau, le systèmenerveux central (CNS), pour le traitement de l'information. Ils se composent de cellulesspécialisées, les cellules sensitives, qui sont capables de détecter des changements spécifiquesdans l’environnement. Le degré d’activation de notre système nerveux central s’appelle lavigilance. Elle va du sommeil profond à l’éveil le plus extrême.

Une stimulation doit atteindre un certain niveau pour causer une réaction de la cellule sensitive,en fait capter son attention. Ce niveau minimal est appelé seuil de stimulation. Les stimulusd'intensité constante n'appelleront aucune réaction de la cellule sensitive après un certain temps.C'est la raison pour laquelle nous ne « pensons » plus à la chaise sur laquelle nous sommes assistandis que chaque changement en position ou de pression est immédiatement identifié. Lasensibilité a disparu (pour le moment) et revient seulement si nous vérifions activement(« demandons » à notre cerveau) notre position (confirmation « d’être assis » sur une chaise).Cette forme d'adaptation peut également mener à un manque momentané d'informations,requis pour déterminer la position réelle de notre corps. D’un autre côté l’intensité de lastimulation doit changer en permanence.

La perception est construite dans notre cerveau, comme le résultat des signaux envoyés par lesystème nerveux périphérique. Celui ci part du cerveau vers tous les secteurs de notre corps.C’est le principe physiologique de traitement de l'information.

L'information est recueillie par nos « sens » et envoyée à notre cerveau. Elle est constituée de :

¸ la réception (cellules sensitives)¸ l’encodage (cellules sensitives)¸ la transduction (système nerveux périphérique)¸ le décodage (cerveau)¸ l’interprétation (cerveau)¸ la décision (cerveau)¸ l’action (corps)

Le dernier stade (action) est le début d'un autre processus, le processus d'exécution ou d'action.

La fonction de construction de l’attention est l'interprétation des signaux perçus, elle estl’application de la vigilance à un sujet donné. L'information entrante est d'une structure de codebasique, disant « oui » ou « jamais » ou « fort » ou « faible ». Selon le sens d’où vient le signal,le cerveau fabrique une « image » de ce qui se passe dans notre environnement ou descirconstances dans lesquelles nous sommes. Ceci sert de base à la réaction immédiate (réflexes)et à la prise de décision.

Les principaux sens (fig 1.2) utilisés pour voler sont :

¸ La vision¸ L’audition¸ Le toucher¸ La sensation d’accélération

Les organes appropriés et les signaux physiques auxquels ils réagissent sont :

¸ les yeux – réagissant à la lumière¸ les oreilles – réagissant au son¸ la peau – réagissant au toucher, à la température, à la pression, à la douleur¸ les organes de l’équilibre – réagissant aux accélérations



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C'est la coopération des yeux, de l'équilibre et du toucher qui nous donne l'orientation dans laconstruction des manœuvres en vol par exemple : tourner, monter, descendre. Le « toucher »est une sensation construite par la peau et les muscles.

Le « célèbre » 6ème sens est généralement notre pressentiment des choses qui pourraient seproduire, mais ce n'est pas un « sens » au sens physiologique du terme. La parole n'estégalement pas comptée comme sens, parce qu'il n'y a aucune « réception » d’informationscorporelles.

Le toucher :

Le sens du toucher, ou sens cutané, est un de nos « canaux d’entrée ». Pendant le vol, il estemployé pour l'orientation c’est le « pilotage aux fesses ». Une accélération de côté ou uneposition « instable » (un virage non-coordonné) peut être ressentie comme une tension dans lapeau de notre dos qui démarre quand le corps est déplacé de côté mais quand la peau « colletoujours » au siège sur lequel nous reposons. Par la direction de cette tension nous pouvonsconclure l'orientation de la force d'entraînement.

Notre peau incorpore des fonctions multiples. C'est une structure fortement complexe avec unmétabolisme mais également avec une fonction perceptive. La peau peut protéger et réguler -mais sert aussi bien notre cerveau en lui envoyant diverses informations dont :

¸ La pression¸ La tension¸ La température¸ La douleur

Sans compter que la tension de notre peau peut également servir « de palpeur locomotion-mécanique », ce qui a comme conséquence une sensibilité de profondeur. Plus notre corpsdoit supporter de poids plus les signaux sont forts.

Bien sûr notre cerveau est calibré pour notre poids normal, donc il connaît les signaux« normaux ». Les changements sont immédiatement interprétés.

Nous savons que la force [ F ] est le produit de la masse [ m ] et de l'accélération [ a ].

F = m * a

Si notre corps est accéléré, les forces s’intensifient avec l'augmentation de l'accélération (pendantque notre masse demeure la même) - et « nous ressentons » que notre poids est devenu plusgrand (notion de poids apparent).

Notre environnement normal est la terre, par conséquent notre manière d'interpréter nossensations est liée à notre expérience au sol. Les limitations du système sensitif (commel'adaptation) ou une perte des signaux de l'un ou l’autre des sens (principalement les yeux)peuvent facilement mener à une confusion en vol (par exemple en conditions IMC) créant uneillusion ou un vertige.

Sensation musculaire :

Nos sensations sont non seulement basées sur le sens du toucher, mais également par notreactivité psychomotrice qui élargit leur registre. Des groupes de nerf sensibles à la pressionsont situés principalement dans les muscles et les tendons. Ils envoient de façon constante des



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messages au cerveau au sujet de leur charge réelle, et de la position des articulations qui leursont reliées.

La sensation musculaire est une combinaison de :

¸ la tension de la peau¸ des forces à l’intérieur des (ou d’un groupe de) muscles et des tendons¸ du feedback des articulations reliées

Nous pouvons ressentir des forces par la réaction de muscle à l'intérieur de notre corps.L’information respective envoyée au cerveau s'appelle l'activité psychomotrice. Elle estreprésentative de la vigilance. Il peut y avoir soudainement besoin de plus de force pour« porter » nos bras et nos jambes ou besoin de nos muscles du dos pour maintenir une positiondroite alors que nous sommes assis. Notre cerveau interprète que nous sommes dans unascenseur ou que nous sommes en virage dans notre voiture, selon le contexte.

Normalement nous ne nous rendons pas compte de tous ces messages. Ils ne sont pas assezimportants pour être annoncés tout le temps à moins qu’il ne se produise une accélération forteou des changements soudains quelque part à notre corps. Il se peut alors, qu’un canal additionnel(énergie) apparaisse (comme réaction) et puisse même demander une action correctrice (secalmer). Dans ce cas, nos muscles sont devenus un canal principal d’information pour le cerveau.

La sensation musculaire sert en plus de source d'information pour notre position en vol. Nouspouvons ressentir des forces et des accélérations grâce aux réactions de nos muscles. Nousobtiendrons même des informations d'additionnelles sur l'orientation des forces et desaccélérations.

Ainsi, les organes sensitifs nous disent où nous sommes par rapport à la terre, notreenvironnement normal. Quand nos yeux sont ouverts et que nos pieds sont sur la terre, lesorganes sensitifs nous servent bien. Nous avons peu de difficultés à dire dans quelle direction setrouvent le haut ou le bas. Dans un avion, ces organes peuvent envoyer à votre cerveau des« rapports » imprécis.

Accélération :

La gravité [g] est l’accélération normale pour laquelle notre corps est calibré. Généralementnous disons que c'est une force : l’attraction terrestre. La pesanteur diminue peu avecl'altitude dans l'atmosphère, mais en dehors de l'atmosphère, dans l'espace, elle devient nulle.Nous distinguons deux directions de l'accélération :

¸ Accélération positive pour toute accélération qui entraîne notre corps vers le bas.¸ Accélération négative pour toute accélération qui entraîne notre corps vers le haut.

En effet, si nous nous mettons en équilibre sur les mains, notre corps est à l'envers et est sujet àune accélération négative. Nous ressentons que le sang sort de nos pieds et remplit notre têtebeaucoup plus fortement que la normale.

Les accélérations, positives et négatives, ont un impact sur notre corps, qui utilise l'accélérationstandard de la terre de 9.81 m/s_, égale à 1g.

Il y a diverses circonstances d’apparition d'accélérations positives et négatives. Les effets sur lecorps du pilote se produisant pendant différentes accélérations peuvent avoir peu deconséquences mais peuvent aussi être désastreux.



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Concernant différentes manœuvres, les forces d'accélération peuvent être classées parcatégorie. En outre, le temps d'accélération a une influence importante sur les différentseffets de l'accélération.

Le tableau suivant montre différents effets des accélérations et des facteurs de charge:

positive negative1g normal (station debout et vol en pallier) à l’envers2g Virage de 30° à 45° d’inclinaison voile rouge3g « effet tunnel » de la vision perte de conscience4g voile noir

+ de 5g perte de conscience ¸ À environ 3g positifs il apparaît une réduction du champ visuel. Le secteur visuel externe

devient noir et le secteur visuel central seulement fonctionne correctement, comme si onregardait dans un tunnel.

¸ À environ 4g positifs le reste de la vision disparaît en raison d'un manqued'approvisionnement en sang.

¸ À environ 5g positifs les fonctions cérébrales principales sont altérées et on perdconnaissance.

Enfin, si notre corps est soumis à une accélération, les forces augmentent avec l'augmentation del'accélération. Une force d'accélération positive travaille contre l'approvisionnement principal enoxygène de notre sang qui va vers notre tête (les yeux et le cerveau). Si cet approvisionnementdiminue, il peut devenir dangereux car les fonctions de commande cérébrales principales peuventdéfaillir.

Organes de l’équilibre :

Les organes de l'équilibre sont employés pour l'orientation dans l'espace et pour le maintien del'équilibre. En fait, il y a deux organes, chacun relié à une des oreilles. L'organe de l'équilibre secompose de deux parties (pour les otolithes) et de trois canaux semi-circulaires.

1 parties expansées2 canaux semi circulaires (accélérations en virage)

3 utricule (accélérations horizontales)4 saccule (accélérations verticales)

5 cochlée (pas de détection des accélérations



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Les canaux semi-circulaires dans chaque oreille interne se composent de tubes creuxminuscules pliés pour former un demi-cercle. Chaque tube (canal) est placé approximativement àun angle droit avec les deux autres canaux et chacun est rempli de fluide. À l'extrémité de chaquecanal il y a une partie expansée reliée à une masse de poils fins (les cils vibratiles).

Dans l'oreille interne, l'accélération de cet assemblage met le fluide en mouvement dans le canalapproprié, entraînant une déflexion des cils. Ceci stimule alternativement des terminaisonsnerveuses et envoie des messages directionnels au cerveau. Fonctionnant comme une unité, cesystème de détection forme un dispositif grâce auquel nous pouvons aisément identifier tangage,lacet et roulis.

Avec un système si parfait, on ne devrait jamais avoir la moindre difficulté à établir sa direction etson attitude. Cependant, comme dans tous les systèmes complexes, il y a une certaine quantitéd'erreur « intégrée ». Si le taux du changement directionnel est faible et non confirmé par lesyeux, le changement sera pratiquement indétectable et on ne ressentira probablement aucunmouvement.

Accélérations linéaires :

Avec les organes statolithes nous pouvons percevoir des accélérations linéaires. Les statolithesdans l'utricule sont orientés à l’horizontale et nous laissent ressentir les accélérationslongitudinales (démarrage et arrêt). Les statolithes dans le saccule sont orientés à la verticale etnous laissent sentir des accélérations dans la direction de la pesanteur.

À l'intérieur des organes statolithes il y a de petites cellules se reposant sur une membrane. Lescils au-dessus des cellules plongent dans un bain rempli de liquide épais qui inclut de petitscristaux (otolithes) pour augmenter la masse.



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Quand le corps se déplace, la membrane fait de même avec les cellules. Le bain recule en raisonde sa masse et de son inertie, forçant les cils à se plier et à envoyer un signal au cerveau.

Perception de l’inclinaison :

En vol en ligne droite et en palier, le fluide dans les canaux semi-circulaires se repose et les petitscils détecteurs sont prêts pour l'action. N'importe quel changement directionnel causera uneréaction dans le canal approprié et le signal sera envoyé au cerveau, indiquant que la direction achangé.

Pendant que l’on effectue un virage à taux constant par exemple, les cils se plient et le signalapproprié voyage jusqu’au cerveau indiquant la direction de la rotation. Continuer ce mêmevirage pendant quelques secondes permettra au fluide dans le canal de rattraper(inertie) les cils qui seront alors repoussés de nouveau vers leur position de repos(droite).

Les ennuis commencent ! Si on ne peut pas voir le sol et établir une référence visuelle, on risqueen quelques secondes de se désorienter et de perdre le contrôle de l’avion. On est en viragemais l’oreille interne indique qu’on est en ligne droite et en palier. Maintenant, alors quela vitesse augmente pendant le virage, on peut ressentir que l’on est en piqué et tirer sur lemanche et partir réellement en virage engagé. Supposons que l’on puisse ramener l'avion enpalier, le fluide par inertie commence à retourner vers une position neutre après que l'avion aitété stabilisé. En raison de son élan, le fluide continue à refluer après sa position de reposemmenant les cils avec lui. On vole vraiment droit maintenant, mais on a la sensation d’unerotation dans la direction opposée à celle que l’on vient de récupérer. On s’incline instinctivementà l’inverse du virage imaginaire et le cycle recommence encore une fois.

De petits mouvements répétés des commandes peuvent par la suite créer une sensation derotation progressive. On peut mal interpréter le degré d’inclinaison et avoir une impression faussede son l'inclinaison en dérapage ou en glissade.

Pas de virageS i a u c u n eaccélération n’estdétectée, les cils nebougent pas. Aucunesensation de viragen’est ressentie

Initiation d’unvirage à droite

Un virage à D inclineles cils dans ladirection opposée àl ’accélération. Onressent la direction duvirage

Virage prolongé à tauxconstant

Le fluide atteint sa positiond’équilibre et les cils ne sont pluspliés. On ne ressent plus aucuneinclinaison

Baisse du taux de virageSi on diminue la cadence de virage, la courbure descils peut provoquer une fausse sensation de virage del’autre côté. Dans cet exemple, on ressent un virage àG.



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Vibrations

Les vibrations mécaniques de basse fréquence (1 à 50Hz) peuvent avoir un effet sur l’organismecar de nombreux organes entrent en résonance dans cette gamme de fréquence.

Tête 10 à 30HzThorax

Abdomen4 à 10Hz

Cœur 7HzArbre respiratoire 1 à 4Hz

De tels phénomènes sont rarement observés dans les avions mais la turbulence pose tout demême un problème. Les conséquences possibles sont :

( Des troubles de la coordination psychomotrice( Des troubles de la vision( Des maux de tête( Des douleur thoraciques et abdominales( Des troubles des rythmes respiratoire et cardiaque

Les expositions prolongées peuvent engendrer une sensation d’inconfort, une fatigue intense puisun stress. On appelle ce mal la cinétose. Il n’y a pas grand chose à faire lorsque les vibrationssont installées.

Mal des transports :

Si vous avez déjà été victime du mal des transports vous savez comme c’est inconfortable. Leplus important est qu'il réduit l’efficacité du pilote en vol en particulier par temps turbulent et envol aux instruments. Des élèves pilotes sont fréquemment étonnés par un sentiment de malaise.C'est probablement le résultat de la combinaison d’un peu d'inquiétude, d’un manque d’expérienceet des secousses reçues par l'avion, ce sentiment est rapidement surmonté avec l'expérience.

Le mal de l'air est fréquent parmi les pilotes. Le mal de l'air est un genre de mal des transportscomme le mal de mer, le mal de voiture. Environ 20% des pilotes débutants sont plus ou moinsmalades pendant les trois premiers vols. Avec plus d’exposition, le mal des transports / mal de l’airdisparaît.

Le mal des transports (ou cinétose) est provoqué par la stimulation continue de la partie del'oreille intérieure qui commande le sens de l'équilibre. Le système vestibulaire n'est pas encoreadapté à la situation de vol (avec plus d'exposition, la cinétose disparaît). Le problème vient dufait que cette sensation d’inclinaison n’est pas confirmée par les yeux et les muscles.

Des recherches approfondies ont prouvé que la plupart des remèdes au mal des transportscausent une détérioration provisoire des capacités de navigation ou d’exécution d'autres tâchesexigeant un vif jugement. En clair, ces remèdes nous endorment. Si quelqu'un est susceptibled’être sujet au mal de l'air, il est déconseillé de prendre les remèdes préventifs qui sontdisponibles en auto médication avant le vol, à moins qu'un médecin ne les ait prescrits.

Les symptômes du mal des transports sont progressifs.

¸ On peut d’abord perdre le désir de manger.¸ La salive se rassemble la bouche et on commence à transpirer abondamment.¸ Quelques personnes peuvent devenir nauséeuses et désorientées, avoir les maux de tête

et peuvent vomir.



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Si le mal de l'air devient sévère, on peut être sujet à une incapacité complète.

Pour prévenir le mal des transports, les suggestions non-médicales et pratiques sont :

¸ Ouvrir les bouches d’aération¸ Ne pas rester engoncé dans vos vêtements¸ Utiliser l’oxygène¸ Garder ses yeux sur un point en dehors de l'avion¸ Éviter les mouvements inutiles de la tête

La « terre ferme » est le meilleur traitement pour le mal des transports. Mais il n’est pas toujourspossible d’atterrir immédiatement. Le mal des transports résultant d’un conflit inter sensoriel, ilfaut « annuler » les 3 informations de verticale. Il faut donc s’allonger pour annuler lesinformations en provenance des muscles, éviter de bouger la tête pour annuler les informationsen provenance de l’oreille interne et fermer les yeux pour annuler l’information visuelle deverticale. Un environnement calme favorise la récupération.

Illusions sensorielles dues au système vestibulaire

Tromper l’organe d'équilibre se produit le plus souvent en conditions de vol aux instruments crééspar de la pluie, du brouillard, des nuages, de la fumée ou une nuit sombre. Elle est aggravée pard'autres facteurs tels que le manque d’expérience récente du vol aux instruments, le manque defamiliarisation avec la situation ou l’avion, des soucis, et des mouvements de la tête excessifs.

On peut surmonter ces effets en comptant sur les instruments de son avion, en clair se fier à sesinstruments ! Ils sont la meilleure assurance qu’on peut avoir. Se rappeler, que le temps requispour retrouver des conditions de vol à vue peut être suffisamment long pour que l'avion s’inscrivedans une attitude dangereuse.

Considérer qu'une illusion peut se produire N'IMPORTE QUAND tant que la référence visuelleextérieure est perdue, par exemple :

¸ Pendant la lecture de carte,¸ En changeant de fréquence radio,¸ En recherchant la fiche d’approche appropriée¸ Pendant le gestion du carburant,¸ En gérant un problème de navigation,

Presque tous les pilotes expérimentés ont eu maille à partie avec ce vertige, habituellementmineur et de courte durée. Cependant, il PEUT avoir des conséquences désastreuses. « L'erreurdu pilote » résultant du vertige, a été identifiée comme cause de contribution directe de beaucoupd'accidents. Si on sent que l’on a du mal à voler droit, si on sent que l’on corrige trop souvent uneinclinaison de l’avion tout en étant « vaseux », il est temps de brancher le pilote automatique.Très souvent, le message du GPWS « bank angle » vous rappellera à l’ordre. Suivez ses ordres,vous êtes déjà en virage engagé…

Virage engagé

réalité

perception



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Effet Coriolis :

Une autre déception de l'organe de l'équilibre est l’effet Coriolis. Elle pourrait également amenerune situation dangereuse de vol. Le mouvement de la tête en virage peut provoquer unesensation erronée de rotation ou une nausée.

Illusion d’inclinaison

Une autre déception de l'organe de l'équilibre est une situation qui s'appelle inclinaison. Ellepourrait également vous introduire dans une situation de vol dangereuse.

Une inclinaison non souhaitée suivie d'une correction à l'opposé de celle ci crée une sensation devirage en sens inverse. Cette illusion apparaît en pilotage manuel quand l'attention est fixéeailleurs lors de la lecture de carte par exemple. C’est une illusion persistante. Croire les indicationsdes instruments et piloter à l'horizon artificiel surtout si les sensations persistent pour y remédier.

Illusion occulo-visuelle ou somatogravique :

Une autre illusion vient de la déception oculo-visuelle. Encore, elle pourrait induire une situationde vol dangereuse. Il s’agit d’une illusion de cabré à l’accélération ou lorsque l’on passe des bancsde nuages. Elle est rare dans l’aviation civile car les avions de ligne ne sont pas des « foudres deguerre » à l’accélération. Pour y remédier, plus que jamais piloter à l’horizon artificiel car on peutvite se retrouver nez en bas en accélération et perdre le contrôle.

perception

Illusion de Coriolis

Mouvement dela tête



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Positions inusuelles de l’avion :

Le cerveau humain n'est véritablement sensible qu'aux changements de stimulation se produisantdans son environnement. L'absence de stimuli ou un stimulus constant de faible intensité peuventabuser les sens, ce qui peut conduire le pilote à amener l'avion dans des attitudes dangereuses enquelques secondes.

On appelle position inusuelle :

¸ une assiette à cabrer de plus de 25 degrés¸ une assiette à piquer de plus de 10 degrés¸ une inclinaison de plus de 45 degrés¸ un vol à l’intérieur de ces limites à des vitesses inappropriées

Manœuvrer un avion implique de gérer l'énergie cinétique qui doit restait contre la limite hautedes basses (décrochage, vitesses placard) et l'énergie potentielle (fonction de l'altitude).

¸ Décrochage

Dans tous les cas, il est nécessaire de sortir de décrochage avant d'appliquer toute autrecorrection. Pour sortir de décrochage, l'incidence doit être réduite en dessous de l'incidence dedécrochage. Une action à piquer doit être appliquée et maintenue sur la profondeur tant que lesailes ne sont pas sorties du décrochage. Dans certains cas (avions équipés de moteurs sousvoilure) il peut-être nécessaire de réduire la poussée pour éviter d'augmenter l'angle d'attaque etéviter d’aggraver le décrochage.

¸ Forte assiette à cabrer

Dans cette situation, l'assiette est supérieure à 25 degrés et elle augmente, la vitesse chuterapidement. Comme la vitesse diminue, les possibilités de manœuvre des pilotes sont elles-mêmesdiminuées (perte d'efficacité des gouvernes). Si le trim est réglé à cabrer, comme dans le cas d'unexercice de vol lent, l'efficacité de la profondeur à piquer est réduite. Si la vitesse diminue, lepilote augmentera les gaz pour tenter de maintenir la vitesse. Sur les avions équipés de moteurssous voilure, cette augmentation de poussée augmentera la tendance à cabrer.



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Dans cette situation, le pilote devra « transformer » son énergie potentielle en énergie cinétique.Il faudra une action à piquer maximale pour faire baisser le nez, perdre de l'altitude, et augmenterla vitesse. L'usage du trim est vivement recommandé. Si ces actions sont effectuées, il sera alorspossible de réduire la poussée afin d'annuler le couple cabreur des moteurs sous voilure.

Si l'action à piquer ne permet pas de faire diminuer l'assiette, il faudra fortement incliner l'avion(entre 45 et 60 degrés) pour « aider le nez à descendre ». Attention à des vitesses aussi faiblesque celle de déclenchement du stick shaker, il faudra utiliser le plein débattement des ailerons. Lamanœuvre d’inclinaison transforme la variation d’assiette en un virage, permettant à l'assiette dediminuer.

Enfin, si la profondeur et les ailerons sont inefficaces, il faudra, avec une extrême prudenceutiliser la commande de direction pour mettre l'avion en virage grâce au roulis induit. Attention,utiliser peu de palonnier pour éviter un éventuel décrochage dissymétrique.

Récupération

• reconnaître et confirmer la situation• désengager le pilote automatique ( et

l'auto manette si installée)• appliquer une force à piquer sur la

profondeur• appliquer du trim à piquer• réduire la poussée (pour les avions

équipés de moteurs sous voilure)• incliner l'avion obtenir un moment piqueur• terminer la récupération :

o le nez sur l'horizon, ailes horizontaleso vérifier la vitesse, vérifier la pousséeo afficher l'assiette appropriée

¸ Forte assiette à piquer

On se retrouve dans le cas contraire un celui expliqué précédemment. Naturellement on auratendance à sortir les aérofreins et réduire la poussée. Réduire la poussée sur un avion équipé demoteurs sous voilure augmente la tendance à piquer. En revanche la sortie les aérofreins crée unmoment cabreur. À des vitesses supérieures à VMO/MMO, les efforts exercés sur les gouvernespourront être très importants du fait des forces aérodynamiques. L'usage du trim est ici encoreconseillé.

Récupération

• reconnaître et confirmer la situation• désengager le pilote automatique (et l'auto

manette si installée)• mettre les à plat (relâcher la traction sur la

profondeur et mettre les ailes à plat sil'inclinaison est supérieure à 90 degrés)

• terminer la récupération par une ressourcesouple :

o tirer sur la profondeuro trimer comme nécessaireo a j u s t e r l a pou s sée e t

éventue l lement la t ra înée(aérofreins)



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¸ Forte inclinaison

À des inclinaisons supérieures à 67degrés, il est impossible de maintenir lepalier en respectant la limitation à 2,5gpour la cellule. Dans les situations defortes inclinaisons avec augmentationrapide de la vitesse, le premier objectifdoit être de mettre les ailes à plat carappliquer une action à cabrer sur laprofondeur à des inclinaisons supérieuresà 60 degrés, ne change pas grand-choseau niveau de l'augmentation assiette etaugmente le facteur de charge.

Si ces actions sont sans effets, utiliser ladérive avec les mêmes précautions quepour les fortes assiettes. Une action aupalonnier trop rapide ou maintenue troplongtemps peut résulter en une perte de

contrôle latéral et directionnel ou en un dommage structural du fait de l’augmentation du facteurde charge.

Une forte assiette à cabrer avec une forte inclinaison est une manœuvre délibérée(évitement d’urgence). Une forte inclinaison est nécessaire pour sortir d'une forte assiette àcabrer. Aussi, dès que l'assiette a atteint des valeurs raisonnables, il faut réduire l'inclinaison trèsrapidement sous peine de se retrouver en virage engagé.

Une forte assiette à piquer avec une forte inclinaison est extrêmement dangereuse. Dans unvirage engagé, la vitesse augmente rapidement (elle peut dépasser très rapidement les limites del'avion) et la perte l'altitude est très importante. Il faut d'abord sortir du virage puis augmenterl'assiette (éventuellement avec l'aide des moteurs sous voilure). Les spoilers doivent être utilisés.



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Questionnaire FH n°3La vision, l’audition et l’équilibre

1. Le temps nécessaire pour une adaptation optimale de la vision nocturne chezl'homme est :

a. nulb. de 25 minutesc. de 5 minutesd. de 30 secondes

2. Une accélération sur l'axe longitudinal de l'avion Gx :

a. provoque un début de voile grisb. provoque une augmentation importante de la fréquence cardiaquec. ne provoque jamais aucun effetd. peut provoquer des illusions sensorielles

3. La fatigue auditive est :

a. due à un vol prolongé à une altitude cabine de 8000 ftb. un traumatisme irréversible de l'acuité auditivec. due à une utilisation prolongée de l'auditiond. une baisse réversible de l'acuité auditive

4. A propos de la vision périphérique, on peut dire qu'elle :

a. permet la perception de détailsb. permet la perception des mouvementsc. permet la perception des couleursd. relève des cônes

5. Lors d'un virage à 60° d'inclinaison, on observe sur un occupant assis dans l'avion,une accélération radiale Gz de 2g qui provoque :

a. une hausse des pressions sanguines au-dessus du coeur liée à l'augmentation de lafréquence cardiaque

b. une baisse des pressions sanguines au-dessus du cœurc. un voile grisd. une saturation du sang en oxygène liée à l'augmentation de la fréquence respiratoire

6. Parmi les éléments composant l'appareil vestibulaire de l'oreille interne,

a. trois otolithes sensibles aux accélérations linéairesb. trois canaux semi-circulaires sensibles aux accélérations angulairesc. deux otolithes sensibles aux accélérations angulairesd. trois canaux semi-circulaires sensibles aux accélérations linéaires



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7. Le mal des transports :

a. est dû à la stimulation isolée du système vestibulaireb. survient exclusivement lors du transport aérien avec turbulences, du transport maritime

ou automobilec. peut survenir en absence de transportd. est une cause fréquente d'incapacité chez le pilote

8. Les cellules rétiniennes à l'origine des performances en vision centrale ou cônessont responsables de:

a. la perception des couleursb. l'orientation du regardc. la vision du relief à moins de 10 mètresd. la perception du mouvement

9. L'illusion sensorielle rencontrée par mauvais temps en approche entraîne :

a. une trajectoire suivant l'arc capableb. un risque d'atterrissage après la pistec. une sous estimation de sa hauteur et sa distanced. une surestimation de sa hauteur et sa distance

10. Pour disposer d'une bonne vision nocturne, un pigment, la rhodopsine, estnécessaire:

a. et n'est pas affectée de façon sensible par un éclairage intense de quelques secondesb. et demande un temps minimal de 10 mn dans un éclairage de faible intensité pour se

reconstituerc. et demande un temps minimal de 25 mn dans un éclairage de faible intensité pour se

reconstituerd. pour permettre l'adaptation des cônes

11. La performance visuelle d'un pilote varie avec l'âge. La presbytie est fréquenteaprès 45 ans. Elle nécessite une correction pour :

a. la vision intermédiaire, avec des verres convexesb. la vision de près, avec une lentille externec. la vision de loin, avec des lentilles de contactd. la vision de nuit, avec des verres à deux foyers

12. La vision centrale permet de :

a. voir les couleurs sur un écran cathodiqueb. s'adapter à l'obscurité extérieure dans les approches de nuitc. voir ce qui est au centre du champ visueld. détecter les objets en mouvement



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13. Le mal des transports peut être combattu avec des médicaments appropriés maisaussi en :

a. effectuant des mouvements de la têteb. se levantc. recherchant un maximum d'informations visuellesd. s'allongeant

14. L'illusion autocinétique produit une sensation erronée de mouvement d'un pointlumineux fixe (étoile, feu au sol) :

a. elle est due à la fixité momentanée de l’œilb. elle se produit lorsque les références visuelles sont importantesc. pour la supprimer, il faut éviter de fixer le point et augmenter l'éclairage du posted. pour la supprimer, il faut fixer le point et diminuer l'éclairage du poste

15. L'effet CORIOLIS provoque une sensation erronée de rotation et éventuellement lanausée :

a. Il se supprime par un mouvement de la tête en virageb. Il est déclenché par l'utriculec. Il est déclenché par le sacculed. Il se déclenche par un mouvement de la tête en virage

16. Sur une piste très large on a une sensation :

a. d'approche haute et le risque de se poser « long »b. d'approche basse et le risque de se poser « court »c. d'approche haute et le risque de se poser « court »d. d'approche basse et le risque de se poser « long »

17. Chez l'homme, la vision des couleurs est :

a. limitée en performanceb. assurée par les bâtonnets de la rétinec. tributaire de pigments sensibles à cinq couleurs fondamentalesd. indépendante du niveau d'éclairement ambiant

18. Du point de vue physiologique de nuit, en approche, il est préférable de réduirel'intensité de l'éclairage du poste et des instruments, afin de :

a. faciliter l'adaptation de la vision nocturneb. faciliter la perception des couleursc. réduire la charge de travaild. réduire la fatigue visuelle



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19. Pour s'orienter dans l'espace, l'homme utilise :

a. l’œil et l'oreille moyenneb. l’œil, l'oreille interne, et des récepteurs placés près des articulationsc. l'oreille moyenne et le cerveletd. l'hémisphère gauche du cerveau

20. Dans un cockpit, un pilote peut lire les caractères alphanumériques présentés surun écran cathodique de pilotage :

a. grâce à la vision périphériqueb. sur une zone du champ visuel de plus de 20° d'anglec. uniquement à la lumière du jour, grâce aux batonnets de la rétined. sur une surface de 3 cm de diamètre environ, dans la zone de vision centrale du champ

visuel

21. Sur un tableau de bord, le cercle de vision centrale dans lequel on peut lire uncaractère alpha-numérique a un diamètre d'environ :

a. 3 cmb. 6 cmc. 0,6 cmd. 60 cm

22. Le mal des transports :

a. est la manifestation liée à un mouvement réel ou apparentb. résulte d'un conflit des cinq sensc. n'est possible que dans un mobiled. ne dépend pas de la turbulence



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GRILLE DE REPONSES

Question Réponse Commentaire1 B ¸ p42 D ¸ p273 D ¸ p214 B ¸ p35 B ¸ p266 B ¸ p267 C ¸ p268 A ¸ p39 D ¸ p11

10 C ¸ p4

11 B¸ p7 à 9 : autrement dit la presbytie impose le port de

lunettes

12 C

¸ p2 à 6 : En vision centrale, on ne voit pas lescouleurs que sur un écran… La vision centrale utiliseessentiellement les cônes. Elle permet de voir ce quiest dans un cône ouvert à 2° donc ce qui est aucentre du champ visuel

13 D ¸ p914 C ¸ p1115 D ¸ p3016 D ¸ p1117 A ¸ p518 A ¸ p419 B ¸ p2620 D ¸ p621 A ¸ p622 A ¸ p29

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