LE PRIMARY FLIGHT DISPLAY
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Le Primary Flight Display, généralement abrégé PFD, est l’un des instruments les plus importants des avions modernes équipés d’une avionique numérique.

Sa fonction principale est de présenter au pilote, sur un seul écran, les informations essentielles nécessaires au pilotage de l’aéronef : attitude, vitesse, altitude, tendance verticale, cap et guidage.

Le PFD ne remplace pas le pilote et ne dispense pas de comprendre les instruments ni les procédures. Il rassemble cependant les informations les plus importantes dans une présentation claire, organisée et rapidement lisible.

LA FONCTION PRINCIPALE DU PFD
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La fonction première du PFD est de permettre au pilote de connaître immédiatement la situation de vol de l’avion.

En un coup d’œil, le pilote peut déterminer :

• l’inclinaison de l’avion ;
• l’assiette en tangage ;
• la vitesse indiquée ;
• l’altitude ;
• la vitesse verticale ;
• le cap ou la route suivie ;
• les modes actifs du pilote automatique ;
• les indications du directeur de vol ;
• les écarts par rapport à la trajectoire prévue.

Cette concentration des informations réduit le temps nécessaire pour passer d’un instrument à l’autre. Elle facilite ainsi la surveillance du vol, en particulier pendant les phases exigeantes comme le décollage, la montée, l’approche et l’atterrissage.

 L’HORIZON ARTIFICIEL NUMÉRIQUE
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La partie centrale du PFD présente généralement un horizon artificiel.

La zone bleue représente le ciel et la zone brune ou jaune représente le sol. La ligne de séparation entre ces deux zones indique l’horizon.

Le symbole de l’avion reste au centre de l’affichage tandis que l’horizon se déplace en fonction de l’attitude réelle de l’aéronef.

Le pilote peut ainsi voir rapidement :

• si l’avion est incliné à gauche ou à droite ;
• si le nez monte ou descend ;
• si l’avion vole à plat ;
• si l’assiette correspond à la phase de vol ;
• si l’attitude affichée est compatible avec la trajectoire recherchée.

Dans les anciennes installations, ces informations étaient principalement fournies par un horizon artificiel électromécanique distinct. Le pilote devait ensuite consulter d’autres instruments pour connaître la vitesse, l’altitude et le cap.

Le PFD rassemble ces informations autour d’une représentation commune de l’attitude.

LA VITESSE
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La vitesse est généralement présentée sous la forme d’une bande verticale située à gauche de l’horizon artificiel.

Cette bande indique :

• la vitesse indiquée ;
• les limites de vitesse ;
• les plages de fonctionnement ;
• les éventuelles zones d’alerte ;
• la vitesse sélectionnée par le pilote ou le pilote automatique.

Des couleurs et des repères permettent d’identifier rapidement les situations anormales :

• risque de décrochage ou de vitesse trop faible ;
• vitesse excessive ;
• limitation liée à la configuration des volets ;
• vitesse cible ou vitesse gérée.

Dans une instrumentation ancienne, la vitesse était donnée par un anémomètre indépendant, avec une lecture analogique séparée du reste des paramètres. Le PFD rapproche désormais cette information de l’attitude et du guidage.

L’ALTITUDE ET LA VITESSE VERTICALE
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L’altitude apparaît généralement sous la forme d’une bande verticale située à droite de l’horizon artificiel.

Elle permet de lire :

• l’altitude actuelle ;
• l’altitude sélectionnée ;
• les contraintes d’altitude ;
• les alertes de rapprochement d’altitude ;
• la tendance de montée ou de descente.

Un indicateur de vitesse verticale, souvent situé à proximité, indique si l’avion :

• monte ;
• descend ;
• maintient son altitude ;
• accélère sa montée ;
• réduit son taux de descente.

Le pilote peut donc comparer immédiatement trois éléments :

• Attitude de l’avion
• Altitude
• Vitesse verticale
  
  

Cette comparaison est fondamentale pour éviter une situation dans laquelle l’avion monte ou descend sans que le pilote ne s’en rende compte suffisamment tôt.

LE CAP ET LA NAVIGATION
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La partie inférieure du PFD contient généralement un affichage de cap ou de route.

Selon l’avion et la configuration, on peut y trouver :

• le cap magnétique ;
• la route sol ;
• le cap sélectionné ;
• la route active du plan de vol ;
• les écarts latéraux par rapport à la route ;
• les informations de navigation VOR ou ILS ;
• les indications de guidage RNAV ou GNSS.

Le PFD permet ainsi de rapprocher l’attitude de l’avion de la trajectoire souhaitée.

Le pilote peut voir simultanément :

• où l’avion pointe ;
• où il se dirige réellement ;
• où il devrait se diriger ;
• dans quelle direction corriger la trajectoire.

Avec les anciens instruments, ces éléments étaient souvent répartis entre le compas, le HSI, le VOR, le CDI et différents indicateurs de navigation.

LE DIRECTEUR DE VOL
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Le directeur de vol, ou Flight Director, apparaît souvent au centre du PFD sous la forme de barres ou d’un symbole de guidage.

Il fournit au pilote des indications de pilotage :

• monter ou descendre ;
• incliner l’avion ;
• suivre une route ;
• intercepter un localizer ;
• suivre un glide slope ;
• maintenir une altitude ou une vitesse.

Le directeur de vol ne pilote pas nécessairement l’avion. Il indique au pilote les corrections à effectuer. Si le pilote automatique est activé, les mêmes modes de guidage peuvent être suivis automatiquement par l’avionique.

Le PFD affiche également les modes actifs du système :

• mode latéral ;
• mode vertical ;
• vitesse sélectionnée ou gérée ;
• altitude capturée ;
• localizer capturé ;
• glide slope capturé.

Cette information est essentielle : un pilote doit savoir non seulement ce que fait l’avion, mais aussi pourquoi il le fait.

LES ANCIENS SYSTÈMES À INSTRUMENTS MULTIPLES
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Dans les avions plus anciens, les informations étaient réparties sur de nombreux instruments analogiques ou électromécaniques.

Le tableau de bord pouvait comporter :

• un horizon artificiel ;
• un anémomètre ;
• un altimètre ;
• un variomètre ;
• un compas ou un conservateur de cap ;
• un indicateur VOR ;
• un indicateur ILS ;
• un indicateur de virage et de dérapage ;
• des instruments moteur séparés ;
• des voyants d’alerte indépendants.

Ces instruments étaient utiles et fiables, mais ils imposaient un balayage visuel plus large.

Le pilote devait déplacer son regard entre plusieurs cadrans afin de reconstituer mentalement la situation de l’avion.

Par exemple, pour vérifier une montée stabilisée, il devait consulter :

1.  l’horizon artificiel pour connaître l’assiette ;
2. l’anémomètre pour surveiller la vitesse ;
3. l’altimètre pour vérifier l’altitude ;
4. le variomètre pour contrôler le taux de montée ;
5. le compas ou le HSI pour surveiller la direction.

Chaque information existait, mais elle était répartie sur plusieurs instruments.

CE QUE LE PFD SIMPLIFIE
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Le PFD ne supprime pas les informations : il les organise.

Sa principale amélioration est de présenter les informations de manière intégrée, autour d’une représentation cohérente de l’attitude et de la trajectoire.

Le pilote peut rapidement comparer :

• Ce que fait l’avion
• Ce que l’avion devrait faire
• La correction à appliquer
  
  

Cette organisation facilite :

• le balayage visuel ;
• la détection des écarts ;
• la surveillance de la trajectoire ;
• le suivi du directeur de vol ;
• la compréhension des modes automatiques ;
• la coordination entre les pilotes ;
• la gestion de la charge de travail.

Le PFD permet également d’afficher des informations qui étaient autrefois séparées :

• attitude ;
• vitesse ;
• altitude ;
• vitesse verticale ;
• cap ;
• route ;
• guidage ;
• modes du pilote automatique.

Il ne s’agit donc pas seulement d’un écran qui remplace plusieurs cadrans. Il s’agit d’une présentation pensée pour faciliter la prise de décision.

LE BALAYAGE VISUEL DU PFD
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Même avec un PFD moderne, le pilote doit conserver une méthode de balayage visuel.

Une lecture efficace peut commencer par :

1. l’horizon artificiel ;
2. la vitesse ;
3. l’altitude ;
4. la vitesse verticale ;
5. le cap et la route ;
6. les modes actifs ;
7. les alertes et les informations complémentaires.

Le regard ne doit pas rester fixé sur une seule partie de l’écran. Le PFD rassemble les données, mais le pilote doit continuer à les interpréter.

LE PFD ET LA CHARGE DE TRAVAIL
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Lors d’un vol, le pilote doit gérer simultanément :

• la trajectoire ;
• la configuration de l’avion ;
• la navigation ;
• la radio ;
• la météo ;
• les paramètres moteur ;
• les procédures ;
• les alarmes.

Le PFD réduit la charge de travail en rapprochant les informations les plus importantes.

Cette réduction ne signifie pas que le pilotage devient automatique. Elle permet surtout au pilote de consacrer davantage d’attention à la surveillance, à l’anticipation et à la communication.

LES LIMITES DU PFD
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Le PFD dépend de ses capteurs, de ses calculateurs et de ses sources électriques.

Une information affichée sur un écran n’est pas forcément correcte si :

• un capteur est défaillant ;
• une source électrique est perdue ;
• une donnée est incohérente ;
• une base de navigation est obsolète ;
• un mode automatique est mal compris ;
• l’affichage est mal interprété.

Les avions disposent donc de systèmes de secours, d’autres écrans, d’instruments de secours et de procédures spécifiques en cas de panne.

Le pilote doit connaître les informations principales et savoir les contrôler avec les indications disponibles.

LE PFD DANS FLIGHT SIMULATOR
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Dans Flight Simulator, le PFD permet de s’entraîner à lire les informations essentielles du vol.

Avant le décollage, il est utile de vérifier :

• la vitesse affichée ;
• l’altitude sélectionnée ;
• le cap ou la route ;
• le mode latéral ;
• le mode vertical ;
• les indications du directeur de vol ;
• la cohérence entre le plan de vol et la navigation affichée.

Pendant la montée, le pilote peut surveiller l’assiette, la vitesse et le taux de montée sans quitter longtemps la zone principale de l’écran.

En approche, il peut suivre les écarts du localizer et du glide slope, tout en surveillant la vitesse, l’altitude et la configuration de l’avion.

CONCLUSION
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Par comparaison avec les anciens tableaux de bord composés de nombreux instruments séparés, le PFD réduit les déplacements du regard et facilite la compréhension immédiate de la situation de vol.

Son intérêt principal ne réside pas seulement dans le remplacement de plusieurs cadrans par un écran. Il réside surtout dans l’organisation des informations : le pilote peut comparer plus facilement la situation actuelle, la trajectoire souhaitée et les corrections nécessaires.

Le PFD simplifie donc la diffusion de l’information, mais il ne supprime ni la responsabilité du pilote, ni la nécessité de comprendre les instruments, les procédures et les limites des systèmes.