Masse et centrage : comprendre et faire son devis avant le vol

Samedi, quatre amis, un aller-retour vers la côte, les pleins faits la veille, et chacun son sac « pas bien lourd ». Au moment de monter, quelqu'un demande : « On rentre tous ? » La réponse ne se trouve ni dans le coffre ni au jugé. Elle tient en un tableau de cinq lignes et une multiplication : le devis de masse et centrage.

Pourquoi c'est important

Un avion trop lourd décolle plus long, monte moins bien, décroche plus vite et fatigue sa structure. Un avion mal centré est plus traître encore :

• Centré trop avant, il devient lourd du nez : la rotation et l'arrondi demandent plus de profondeur, parfois plus que la gouverne n'en a, et la vitesse de décrochage augmente.
• Centré trop arrière, il devient instable en tangage : il cabre de lui-même, réagit trop aux commandes, et la sortie d'un décrochage ou d'une vrille peut devenir difficile, voire impossible.

Les performances du manuel (distances de décollage et d'atterrissage, taux de montée) sont données pour une masse : à 100 kg de plus, elles ne valent plus.

Ce que dit la règle

Pour les vols non commerciaux, la partie NCO du règlement européen (UE) n° 965/2012 demande que le chargement, la masse et la position du centre de gravité respectent les limites du manuel de vol à toutes les phases du vol (NCO.POL.100), et que la masse et le centre de gravité de l'avion aient été établis par une pesée, mise à jour après une modification (NCO.POL.105). C'est la fiche de pesée de l'avion.

Le principe : la balançoire

Chaque masse à bord est repérée par son bras de levier : sa distance à un point de référence choisi par le constructeur (la « référence » du manuel, souvent le bord d'attaque ou la cloison pare-feu). Masse × bras = moment. Le centre de gravité de l'avion chargé, c'est la somme des moments divisée par la masse totale.

Faire le devis, ligne par ligne

1. L'avion vide : masse et bras de la fiche de pesée de cet avion, pas ceux d'un manuel type. Deux avions du même modèle peuvent différer de plusieurs dizaines de kilos.
2. Les sièges avant : le poids réel du pilote et du passager, habillés.
3. Les sièges arrière, avec leur bras.
4. Les bagages : pesés, et pas au-delà du maximum de la soute.
5. Le carburant : en litres, converti en kilos (environ 0,72 kg par litre pour l'essence aviation 100LL ; un moteur diesel au Jet A-1 est plus lourd, vers 0,8).

On additionne les masses, on additionne les moments, on divise : le point (centre de gravité, masse) doit tomber dans l'enveloppe du manuel, et la masse rester sous la masse maximale au décollage.

Au décollage, et à l'atterrissage

Le carburant brûlé en route quitte l'avion : la masse baisse, et le centre de gravité se déplace vers l'avant ou vers l'arrière selon la position des réservoirs. Un avion dans les limites au décollage peut en sortir à l'atterrissage, surtout s'il était déjà près d'une limite. Faites donc deux points : au décollage et à l'atterrissage, avec le carburant restant prévu. Certains avions ont aussi une masse maximale à l'atterrissage plus basse que celle du décollage.

Quand ça ne passe pas

• Trop lourd : moins de carburant (sans descendre sous ce que demande le bilan carburant, réserve finale comprise), moins de bagages, ou un passager de moins. On ne négocie pas la masse maximale.
• Trop arrière : déplacer des bagages ou un passager vers l'avant.
• Trop avant : l'inverse, si le manuel le permet.

Puis refaites le devis, et vérifiez les distances de décollage et d'atterrissage à la nouvelle masse : voir le bilan carburant.

Dans Wingman

Wingman fait le devis avec les chiffres de votre avion (fiche de pesée, bras et enveloppe du manuel), place le décollage et l'atterrissage dans l'enveloppe, vérifie les soutes et la masse maximale, puis calcule les distances de décollage et d'atterrissage à cette masse et les compare aux distances déclarées de la carte VAC. Voir le tuto Remplir le devis de masse.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le centrage d'un avion ?

C'est la position du centre de gravité de l'avion chargé, mesurée depuis un point de référence. Elle doit rester entre les limites avant et arrière du manuel de vol : trop avant, l'avion est lourd du nez ; trop arrière, il devient instable.

Comment calculer le centre de gravité ?

Pour chaque poste (avion vide, sièges, bagages, carburant), on multiplie la masse par son bras de levier pour obtenir un moment. La somme des moments divisée par la masse totale donne la position du centre de gravité.

Faut-il refaire le devis à l'atterrissage ?

Oui. Le carburant consommé allège l'avion et déplace le centre de gravité ; un avion dans les limites au décollage peut en sortir à l'atterrissage. Faites un point au décollage et un à l'atterrissage.

Où trouver la masse à vide de l'avion ?

Sur la fiche de pesée de cet avion, à jour, et non dans un manuel type : deux exemplaires du même modèle peuvent différer de plusieurs dizaines de kilos.

Combien pèse un litre d'essence aviation ?

Environ 0,72 kg pour l'essence aviation 100LL. Le Jet A-1 des moteurs diesel est plus lourd, vers 0,8 kg par litre.