OPÉRATIONS AÉRIENNES

MASSE ET CENTRAGE AVIONS

Compte tenu du caractère évolutif des éléments de ce chapitre, le pilote devra s'assurer, avant d'effectuer son vol ou passer un examen que ces informations ne sont pas modifiées. Le responsable de ce site décline expressément toute garantie, expresse ou implicite, concernant ce document.

- Masse et centrage, chargement
- Masse de l'équipage et des passagers
- Détermination de la masse de base d'un avion
- Documentation de masse et de centrage

Introduction

Ce chapitre est basé sur les règles techniques et procédures administratives communes applicables au transport aérien commercial pour les avions, paru au Journal officiel de l’Union européenne le 5 octobre 2012.

Masse avion terminologie

Masse à vide équipée
La masse à vide de l'avion à laquelle s'ajoute l'armement minimal pour le vol :
a - la quantité d'huile normale ;
b - l'armement commercial (sièges) ;
c - le matériel de sécurité et de sauvetage permanent ;
d - le lot de bord permanent ;
e - les unités de chargement vides.
Masse à vide en ordre d’exploitation ou masse de base - DOW (Dry Operating Weight)
La masse totale de l’avion, à l’exclusion de tout carburant utilisable et de toute charge marchande, prêt pour un type spécifique d’exploitation. Cette masse inclut des éléments tels que :
a - le commissariat de bord et les équipements amovibles pour le service aux passagers ;
b - le matériel de sécurité et de sauvetage ;
c - l’eau potable et les produits chimiques pour toilettes ;
d - l’équipage et ses bagages ainsi que la documentation ;

Masses structurales
Ces masses sont le résultat des calculs de résistance des matériaux effectués conformément aux réglementations de certification.
Masse maximale au roulage - MTW (Maximum Taxi Weight)
C'est la masse maximale totale de l’avion autorisée pour évoluer au sol.
Masse maximale sans carburant - MZFW (Maximum Zero Fuel Weight)
C'est la masse maximale admissible de l’avion sans carburant utilisable. La masse du carburant contenu dans certains réservoirs particuliers doit être incluse dans la masse sans carburant, si les limitations figurant dans le manuel de vol le prévoient.
Masse maximale au décollage - MTOW (Maximum Take Off Weight)
C'est la masse maximale totale de l’avion autorisée au début du roulement au décollage.
Masse maximale à l’atterrissage - MLW (Maximum Landing Weight)
C'est la masse maximale totale de l’avion autorisée à l’atterrissage en conditions normales.
Outre le respect des masses structurales, l'exploitant doit vérifier que pour chaque phase de vol, la mase de l'avion ne dépasse pas les masses maximales découlant de la réglementation opérationnelle :
- limitaion au décollage : limitation piste et limitation 2ème segement de la trajectoire de vol ;
- limitation en croisière : survol des obstacles ;
- limitation à l'atterrissage : limitation piste et pente de remise de gaz.
Le bilan de toutes ces limitations permet de déterminer la charge offerte maximale à transporter.

Masse et centrage, chargement CAT.POL.MAB.100

a - Durant toute phase d’exploitation, le chargement, la masse et le centre de gravité (CG) de l’aéronef sont en conformité avec les limites spécifiées dans le manuel de vol, ou le manuel d’exploitation si celui-ci est plus restrictif.
b - L’exploitant établit la masse et le CG de tout aéronef sur la base d’une pesée réelle préalablement à sa mise en service initiale, et ensuite tous les quatre ans, si des masses individuelles par aéronef sont utilisées, et tous les neuf ans, si des masses de flotte sont utilisées. Les effets cumulés des modifications et des réparations sur la masse et le centrage sont pris en compte et dûment renseignés. Les aéronefs font l’objet d’une nouvelle pesée si l’effet des modifications sur la masse et le centrage n’est pas connu avec précision.
c - La pesée est accomplie par le fabricant de l’aéronef ou par un organisme de maintenance agréé.
d - L’exploitant détermine la masse de tous les éléments d’exploitation et des membres d’équipage inclus dans la masse à vide en ordre d’exploitation de l’aéronef, par pesée ou par utilisation de masses forfaitaires. L’influence de leur position sur le CG de l’aéronef est déterminée.
e - L’exploitant établit la masse de la charge marchande, y compris tout ballast, par pesée réelle ou détermine la masse marchande par référence à des masses forfaitaires des passagers et des bagages.
f - Outre les masses forfaitaires pour les passagers et les bagages enregistrés, l’exploitant peut utiliser des masses forfaitaires pour d’autres éléments de la charge, s’il démontre à l’autorité compétente que ces éléments ont la même masse ou que leur masse se trouve dans des tolérances définies.
g - L’exploitant détermine la masse de la charge de carburant sur la base de la densité réelle ou, si celle-ci n’est pas connue, une densité calculée selon une méthode décrite dans le manuel d’exploitation.
h -) L’exploitant s’assure que le chargement de :
1 - ses aéronefs est effectué sous la surveillance d’un personnel qualifié ; et
2 - la charge marchande correspond aux données utilisées pour le calcul de la masse et du centrage de l’aéronef.
i - L’exploitant se conforme aux limitations de structure additionnelles telles que la résistance du plancher, la charge maximale par mètre courant, la masse maximale par compartiment cargo et la limite maximale de places assises. Dans le cas des hélicoptères, l’exploitant prend également en compte les variations de charge pendant le vol.
j - L’exploitant spécifie dans le manuel d’exploitation les principes et les méthodes utilisés pour le chargement et le système de masse et centrage qui satisfont aux exigences des points a) à i). Ce système doit couvrir tous les types d’exploitations prévues.

Masse de l'équipage et des passagers

Masse relative à l'équipage

L’exploitant utilise les valeurs suivantes afin de déterminer la masse de base :
a - les masses réelles y compris tous les bagages de l’équipage ; ou
b - des masses forfaitaires, y compris les bagages à main, de 85 kg pour les membres d’équipage de conduite et de 75 kg pour les membres d’équipage de cabine ; ou
c - d’autres masses forfaitaires acceptables par l’autorité.
L’exploitant corrige la masse de base de manière à prendre en compte tout bagage supplémentaire. La position des bagages supplémentaires doit être prise en compte dans l’établissement du centrage de l’avion.

Classification des passagers

a - Les adultes, hommes et femmes, sont définis comme des personnes de 12 ans ou plus.
b - Les enfants sont définis comme des personnes de 2 ans ou plus, mais de moins de 12 ans.
c - Les bébés sont définis comme des personnes de moins de 2 ans.

Masse relative aux passagers et aux bagages

L’exploitant calcule la masse des passagers et bagages enregistrés, soit sur la base de la masse réelle constatée par pesée de chaque passager et de chaque bagage, soit sur la base des valeurs forfaitaires de masse spécifiées dans les tableaux 1 à 3, sauf lorsque le nombre de sièges passagers disponibles est inférieur à 10. Dans ce cas, la masse des passagers peut être établie par une déclaration verbale de chaque passager, ou en son nom, et en ajoutant une constante prédéterminée tenant compte des bagages à main et des vêtements. La procédure spécifiant dans quel cas choisir l’une ou l’autre option ainsi que la procédure à suivre en cas de déclaration orale doivent figurer dans le manuel d’exploitation.
Si la masse réelle des passagers est déterminée par pesée, l’exploitant s’assure que leurs effets personnels et les bagages à main sont inclus. La pesée est effectuée immédiatement avant l’embarquement, et dans un endroit adjacent.
Si la masse des passagers est déterminée sur la base des masses forfaitaires, les masses forfaitaires spécifiées indiquées dans les tableaux 1 et 2 doivent être utilisées. Les masses forfaitaires comprennent la masse des bagages à main et de tout bébé de moins de 2 ans porté par un adulte sur un même siège passager. Les bébés occupant un siège distinct sont considérés comme des enfants dans le cadre de l’OPS 1.620.

Valeurs de masse pour les passagers. Avions de 20 sièges ou plus

1 - Lorsque le nombre total de sièges passagers disponibles à bord d’un avion est supérieur ou égal à 20, les masses forfaitaires pour les hommes et pour les femmes indiquées dans le tableau 1 s’appliquent. Comme option, dans le cas où le nombre total de sièges passagers est supérieur ou égal à 30, les masses Tous adultes, sans distinction de sexe, du tableau 1 sont applicables.
2 - Dans le tableau 1, on entend par vol charter vacances, un vol charter considéré exclusivement en tant qu’élément d’un voyage à forfait. Les valeurs de masse correspondant aux charters vacances restent applicables pour autant que le nombre de sièges attribués à certaines catégories de passagers non payants ne soit pas supérieur à 5 %.

Tableau 1

Nombre de sièges passagers	20 ou plus		30 ou plus
	Hommes	Femmes	Tous adultes
Tous les vols, sauf charters vacances	88kg	70kg	84kg
Charters vacances	83kg	69kg	76kg
Enfants	35kg	35kg	35kg

Valeurs de masse pour les passagers — Avions de 19 sièges ou moins

Lorsque le nombre total de sièges passagers disponibles à bord d’un avion est inférieur ou égal à 19, les masses forfaitaires pour les hommes et pour les femmes indiquées dans le tableau 2 s’appliquent.
Sur les vols pour lesquels aucun bagage à main n’est transporté dans la cabine ou pour lesquels les bagages à main sont pris en compte séparément, 6 kg peuvent être déduits des masses prévues du tableau 2 (ci-dessous) pour les hommes et pour les femmes. Les articles tels qu’un manteau, un parapluie, un petit sac à main, de la lecture ou un petit appareil photographique ne sont pas considérés comme des bagages à main.

Tableau 2

Siéges passagers	1 - 5	6 - 9	10 - 19
Homme	104kg	96kg	92kg
Femme	86kg	78kg	74kg
Enfants	35kg	35kg	35kg

Valeurs de masse pour les bagages

Lorsque le nombre total de sièges passagers disponibles à bord d’un avion est égal ou supérieur à 20, les masses forfaitaires pour les bagages enregistrés dans le tableau 3 s’appliquent. Pour les avions dont le nombre de sièges passagers est égal ou inférieur à 19 sièges passagers ou moins, la masse réelle de chaque bagage enregistré, déterminée par pesée, doit être utilisée.
Dans le tableau 3 :
a - un vol domestique est un vol ayant son origine et sa destination à l’intérieur des frontières d’un même État ;
b - les vols dans les limites de la région européenne sont les vols, autres que les vols domestiques (vols intérieurs), ayant leur origine et leur destination dans une zone définie Voir Région Européenne.
c - les vols intercontinentaux autres que les vols dans les limites de la région européenne sont les vols ayant leur origine et leur destination dans des continents différents.

Tableau 3

20 sièges ou plus

Types de vol	Poids forfaitaire des bagages
Domestiques	11kg
Dans les limites de la région européenne	13kg
Intercontinental	15kg
Tout autre	13kg

Autres valeurs forfaitaires

1 - Si l’exploitant souhaite recourir à des valeurs forfaitaires autres que les valeurs indiquées dans les tableaux 1 à 3, il doit indiquer à l’autorité ses raisons et obtenir son approbation préalablement. Il soumet également pour approbation un plan détaillé de campagne de pesée, et applique la méthode statistique décrite à l’appendice 1 à l’OPS 1.620 g). Après vérification et approbation par l’autorité des résultats de la campagne de pesée, les valeurs forfaitaires révisées peuvent être appliquées, mais uniquement par cet exploitant. Les valeurs forfaitaires révisées ne peuvent être utilisées que dans des circonstances analogues à celles de la campagne de pesée. Si les valeurs forfaitaires révisées dépassent les valeurs indiquées dans les tableaux 1 à 3, ce sont ces valeurs supérieures qui doivent être utilisées.

2 - Sur tout vol transportant un nombre significatif de passagers dont la masse, incluant la masse de leurs bagages à main, est supposée dépasser les valeurs forfaitaires, l’exploitant détermine la masse réelle de ces passagers par pesée ou en ajoutant un incrément de masse adéquat.

3 - Si on utilise des valeurs forfaitaires pour les bagages enregistrés, et si un nombre significatif de passagers enregistrent des bagages passagers dont la masse est susceptible de dépasser les valeurs forfaitaires, l’exploitant détermine la masse réelle totale de ces bagages par pesée, ou en ajoutant un incrément de masse adéquat.

4 - Si on utilise des valeurs forfaitaires pour les bagages enregistrés, et si un nombre significatif de passagers enregistrent des bagages passagers dont la masse est susceptible de dépasser les valeurs forfaitaires, l’exploitant détermine la masse réelle totale de ces bagages par pesée, ou en ajoutant un incrément de masse adéquat.

5 - L’exploitant s’assure que le commandant de bord est informé lorsqu’une méthode non forfaitaire a été utilisée pour déterminer la masse du chargement, et que cette méthode est mentionnée sur la documentation de masse et centrage.

Région européenne

Définition de la zone pour les vols à l’intérieur de la région européenne, autres que les vols intérieurs.

Détermination de la masse de base d'un avion

Pesée avion

Les avions neufs sont normalement pesés en usine et peuvent être mis en service sans qu’une nouvelle pesée soit nécessaire si les relevés de masse et de centrage ont été corrigés en fonction des changements ou modifications apportées à l’avion.
Les avions provenant d’un exploitant avec un programme de contrôle de masse approuvé ne doivent pas être repesés avant d’être utilisés par leur nouvel exploitant, à moins que plus de 4 années ne se soient écoulées depuis la dernière pesée.
La masse et le centrage de chaque avion sont rétablis régulièrement. L’intervalle maximal entre deux pesées doit être défini par l’exploitant et être conforme aux exigences de l’OPS 1.605 b).
En outre, la masse et le centrage de chaque avion doivent être établis une nouvelle fois par:
a - pesée ; ou
b- calcul, si l’exploitant est en mesure de justifier la validité de la méthode de calcul choisie, dès lors que le cumul des modifications de la masse de base dépasse ± 0,5 % de la masse maximale à l’atterrissage, ou que le cumul des modifications de la position du CG dépasse 0,5 % de la corde aérodynamique moyenne.

Masse et centre de gravité standard de flotte

Le poids à vide et le centre de gravité du poids à vide sont calculés pour chaque aéronef à l'aide d'un ensemble de balances, la référence définie par le constructeur, les bras, tels qu'indiqués sur la fiche technique du certificat de type de l'aéronef.
Mais pour une flotte ou un groupe d’avions de même modèle et de même configuration, une masse de base et un centrage moyen peuvent être utilisés comme masse et centrage de flotte, à condition que les masses de base et les centrages individuels restent dans les limites établies ci-dessous.
Pour incorporer un avion à une flotte exploitée sur la base de valeurs forfaitaires de flotte, l’exploitant doit vérifier, par pesée ou calcul, que ses valeurs réelles restent dans les limites des tolérances spécifiées ci-dessous.
Tolérences
a - Si la masse de base de tout avion pesé, ou la masse de base calculée de tout avion d’une flotte varie de plus de ± 0,5 % de la masse maximale de structure à l’atterrissage, par rapport à la masse de base forfaitaire de la flotte établie, ou si le centrage varie de plus de ± 0,5 % de la corde aérodynamique moyenne par rapport au centrage forfaitaire de flotte, l’avion concerné doit être retiré de cette flotte. Des flottes distinctes peuvent être constituées, ayant chacune une masse moyenne de flotte différente.
b - Si la masse de l’avion se trouve dans la fourchette de tolérance de la masse de base, mais si le centrage de l’avion se situe en dehors de la marge de tolérance permise, l’avion peut continuer à être exploité dans le cadre de la masse de base forfaitaire de flotte applicable, mais avec un centrage individuel.
c - Si un avion présente, par rapport aux autres appareils, de la flotte, une différence physique pouvant être déterminée avec précision (par exemple configuration des offices ou des sièges), et entraînant le dépassement de la fourchette de tolérance des valeurs de flotte, cet avion peut être maintenu dans la flotte, à condition que les corrections appropriées soient appliquées à la masse et au centrage de cet avion.

Documentation de masse et de centrage CAT.POL.MAB.105

Avant chaque vol, l’exploitant établit les données de masse et centrage et produit une documentation de masse et centrage spécifiant la charge et sa répartition. La documentation de masse et centrage permet au commandant de bord de faire en sorte que la charge et sa répartition sont telles que les limites de masse et de centrage de l’aéronef ne sont pas dépassées.
La documentation de masse et centrage contient les informations suivantes :
- immatriculation et type de l’aéronef ;
- identification, numéro de vol et date ;
- identité du commandant de bord ;
- identité de la personne qui a établi le document ;
- masse à vide en ordre d’exploitation (ou masse de base) et CG (centre de gravité) correspondant de l’aéronef ;
- masse du carburant au décollage et masse du carburant d’étape ;
- masse des produits consommables autres que le carburant, le cas échéant ;
- composition du chargement, comprenant passagers, bagages, fret et ballast ;
- masse au décollage, masse à l’atterrissage et masse sans carburant ;
- répartition du chargement ;
- positions applicables du CG de l’aéronef ;
- les valeurs limites de masse et de CG.
Sous réserve de l’approbation de l’autorité, l’exploitant peut omettre certaines de ces informations sur la documentation de masse et centrage.
Changement de dernière minute.
En cas de changement de dernière minute après l’établissement de la documentation de masse et de centrage, cette modification doit être portée à la connaissance du commandant de bord et inscrite dans la documentation de masse et de centrage.
Les modifications maximales de dernière minute tolérées concernant le nombre de passagers ou la charge admise en soute doivent être spécifiées dans le manuel d’exploitation.
Si ces maximums sont dépassés, une nouvelle documentation de masse et de centrage doit être établie.

Appendice 1 à l'OPS 1.625

Systèmes informatisés.
Lorsque la documentation de masse et de centrage est établie par un système informatisé de masse et centrage, l’exploitant vérifie l’intégrité des données ainsi obtenues. Il met en place un système permettant de vérifier que les modifications des données introduites sont intégrées comme il se doit dans le système, et que celui-ci fonctionne correctement de manière continue en contrôlant les données de sortie du système au moins tous les 6 mois.
Systèmes embarqués de masse et centrage.
L’approbation de l’autorité doit être obtenue par l’exploitant s’il souhaite utiliser un système informatisé embarqué de masse et centrage comme source primaire pour la libération du vol.
Système de transmission de données.
Lorsque la documentation de masse et de centrage est envoyée aux avions par un système de transmission de données, une copie de la documentation de masse et de centrage définitive telle qu’acceptée par le commandant de bord doit rester au sol.

Devis de masse et de centrage

Voici un devis de masse et de centrage d'un Airbus 320. Seules les cases sur les différentes masses (masse sans carburant, masse de décollage, masse atterrissage, masse d'emport de carburant et masse transportée) ainsi que le nombre de passagers et leurs positions dans l'avion ont été remplies pour permettre d'effectuer le centrage. Attention il faut prendre le bon document correspondant bien au type d’avion et à l’aménagement cabine précis (nombre de siéges). Ci-dessous A320 version 180 siéges.

Pour les opérations quotidiennes, l'index de base est utilisé comme point de départ pour les calculs du CG. Les informations de poids et de bras pour la charge totale de l'avion (équipage, passagers, fret, carburant, restauration, etc.) sont utilisées pour calculer les moments. Le moment total de la charge est utilisé pour ajuster l'indice de base résultant du centre de gravité du décollage. Les calculs du centre de gravité peuvent être faits à la discrétion de l'opérateur soit mathématiquement, soit graphiquement comme ci-dessus.

Comment remplir un devis de masse et de centrage

Plan d'un Airbus 320-200 équipé en 180 siéges passagers, avec répartition des passagers par zone.

En partant de l'index de base 47 déterminé par le calcul à partir de la pesée de l’avion, Voir Détermination du Centre de gravité à la masse à vide en ordre d’exploitation (Voir ci-dessus Masse avion terminologie), on va déplacer cet index en fonction de l'effet de chaque charge sur la position CG.
Chargement soutes
- Soute avant 1 : 2300 kg le pas est de 500 kg vers l'avant soit un peu plus de 4 pas
- Soute arrière 3 et 4 : 2230 kg le pas est de 50 kg vers l'arrière soit un peu plus de 4 pas
- Soute bluk 5 : vide. le pas est de 100 kg vers l'arrière
L'index de base est alors de 46.

Chargement passagers
- Zone OA : 36 passagers le pas est de 5 pax vers l'avant soit 7 pas
- Zone OB: 22 passagers le pas est de 11 pax vers l'avant soit 2 pas
- Zone OC : 37 passagers le pas est de 11 pax vers l'arrière soit 3 pas
- Zone OD : 45 passagers le pas est de 5 pax vers l'arrière soit 9 pas
Rappel : la masse forfaitaire pour chaque passager adulte est de 84 Kg.
L'index de base est alors de 50.

Carburant
- Le taux de remplisage des réservoirs de carburant a également un effet sur le centrage. L'index de base est alors de 48.

Indice TOW - ZFW
- Le point du TOW est l'intersection entre la ligne de centrage avec carburant et la masse au décollage calculée.
- Le point du ZFW est l'intersection entre la ligne de centrage sans carburant et la masse sans carburant calculée.

Indice de centrage
Après avoir rentré toutes les données, il suffit de partir de l'indice puis de remonter parallélement aux pointillés pour trouver les différents MAC.
- le centrage TOW à la masse de 68 482Kg sera de 29 % MAC (mean aerodynamic chord).
- le centrage ZFW à la masse de 58 582Kg sera de 32,5 % MAC.

Devis de masse et centrage informatisés

Actuellement la plupart des compagnies utilisent des systèmes informatisés, sauf en cas de rares occasions : panne informatique ou escales inhabituelles. Dans ce cas la version papier est utilisée. Voici ci-dessous un devis de masse et centrage d'un A320 au départ de Barcelone et se rendant à Amtersdam.