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En aviation, le cap est la direction horizontale vers laquelle le nez de l’aéronef est pointé, mesurée dans le sens des aiguilles d’une montre à partir du nord magnétique ou vrai et exprimée en trois chiffres, tels que 090° ou 275°. Il se distingue de la piste, qui est le chemin réel que l’aéronef suit au sol, et du relèvement, qui est la direction de l’aéronef vers une aide à la navigation ou un point.

Les caps sont normalement référencés au nord magnétique pour le vol quotidien, car les cartes aéronautiques, les numéros de piste et la plupart des aides à la navigation sont alignés sur les directions magnétiques. Dans certaines régions et à hautes latitudes, des caps vrais (référencés au nord vrai) peuvent être utilisés pour des opérations ou procédures spécifiques.

Pour plus de clarté à la radio, les pilotes et les contrôleurs annoncent toujours les caps en trois chiffres, avec des zéros en tête si nécessaire, par exemple « heading zero eight zero » pour 080° et « heading three one zero » pour 310°. Cela évite toute confusion et standardise la communication dans le monde entier.

Les caps fournissent un moyen simple et répétable de décrire et de contrôler la direction de l’aéronef dans le plan horizontal. Ils permettent aux pilotes de planifier des routes, de suivre des procédures aux instruments et de répondre précisément aux instructions du contrôle du trafic aérien (ATC), en particulier lorsque la visibilité est faible ou lors de vols selon les règles de vol aux instruments (IFR).

D'un point de vue pédagogique, les cap aident les pilotes en formation à apprendre le contrôle directionnel et la conscience situationnelle. En reliant les lectures de la boussole ou de l'indicateur de cap aux références visuelles extérieures et aux routes tracées sur les cartes, les étudiants construisent une image mentale de la position de l'aéronef par rapport à la route prévue et à l'espace aérien contrôlé.

En vol aux instruments, les caps sont essentiels pour maintenir la navigation latérale (positionnement gauche-droite) le long des routes aériennes, des trajectoires d’approche et des circuits d’attente. De petits changements de cap, souvent de quelques degrés seulement, sont utilisés pour corriger la dérive du vent afin que la trajectoire au sol de l’aéronef reste sur la ligne de route prévue.

Les pilotes obtiennent les informations de cap principalement de deux sources : la boussole magnétique et un gyro directionnel ou indicateur de cap. La boussole magnétique est la référence de base, mais elle est sujette à des erreurs d'accélération et de virage. L'indicateur de cap, entraîné par un gyroscope, offre un affichage plus stable et lisible, mais il doit être périodiquement aligné avec la boussole magnétique en raison de la dérive gyroscopique.

Dans les avions modernes, un système de référence d'attitude et de cap (AHRS) ou un système de référence inertielle (IRS) fournit souvent des données de cap à l'affichage principal de vol. Ces systèmes peuvent afficher un cap magnétique ou vrai selon la configuration et la région. Pour les pilotes en formation, le principe de base reste le même : le cap est la direction vers laquelle pointe le nez, comme indiqué sur l'instrument directionnel principal.

Les caps sont fréquemment utilisés dans la phraséologie standard de l'ATC. Les contrôleurs émettent des instructions de cap pour guider les aéronefs lors du séquencement, de la séparation et de la navigation, notamment en IFR. Les exemples incluent « voler cap 240 », « tourner à gauche cap 180 » ou « reprendre sa navigation ». Les pilotes doivent répéter les assignations de cap mot pour mot, y compris le mot « cap » et les trois chiffres.

Lorsqu’ils communiquent leur propre cap, les pilotes disent généralement, par exemple, « heading two seven zero » ou « on heading one six zero ». Cela permet au contrôle aérien de confirmer que l’aéronef suit la direction attendue, notamment lors du guidage vectoriel pour un approche ou lors de la résolution de conflits de trafic.

En navigation visuelle, un cap prévu est calculé pour chaque segment de la route, en tenant compte de la direction et de la vitesse du vent. Le pilote suit ensuite ce cap, surveillant les repères au sol et corrigeant au besoin pour rester sur la trajectoire prévue. Pour la formation cross-country, les élèves apprennent à calculer les caps corrigés du vent en utilisant l’ordinateur de bord ou des outils de planification.

Dans les procédures aux instruments, telles que les départs aux instruments standard (SIDs), les routes d'arrivée terminale standard (STARs) et les approches aux instruments, des caps spécifiques peuvent être publiés ou assignés pour guider les aéronefs en toute sécurité autour du terrain et à travers l'espace aérien contrôlé. Les circuits d'attente sont définis par un cap d'entrée, mais les pilotes pensent souvent en termes de caps de sortie et d'entrée, ajustés en fonction du vent.

Les pilotes automatiques disposent généralement d'un mode cap, qui permet au pilote de définir un cap souhaité à l'aide d'un bouton ou d'un sélecteur. Le pilote automatique fait ensuite tourner l'appareil et maintient ce cap. Cela réduit la charge de travail, mais le pilote doit toujours vérifier que le cap sélectionné correspond à l'autorisation et à la route prévue.

Lorsque le contrôle aérien attribue un cap, on s'attend à ce que le pilote tourne rapidement dans la direction spécifiée, puis maintienne le nouveau cap dans une petite tolérance, généralement ±15°. Pour les pilotes en formation, cela nécessite une utilisation coordonnée des ailerons, du gouvernail et de la profondeur, ainsi qu'une vérification continue des instruments pour éviter de dépasser ou de dévier du cap cible.

Une technique simple pour virer vers un nouveau cap consiste à noter la différence entre le cap actuel et le cap assigné, à engager un virage à taux standard ou à demi-taux standard selon le cas, et à commencer à sortir du virage 10°–20° avant le cap cible, en fonction du taux de virage. Avec de la pratique, cela aide l’avion à arriver en douceur sur le cap assigné plutôt que de dépasser et de corriger à plusieurs reprises.

Parce que la masse d'air elle-même peut se déplacer, le cap nécessaire pour maintenir une trajectoire désirée est souvent différent de la trajectoire elle-même. Pour rester sur la bonne route, les pilotes appliquent un angle de correction du vent (WCA), qui est la différence entre la trajectoire désirée et le cap suivi. Cela fait que l'avion pointe légèrement face au vent tandis que la trajectoire au sol reste alignée avec la route prévue.

En pratique, les pilotes élèves apprennent à estimer et ajuster l'angle de correction du vent en observant s'ils dérivent à gauche ou à droite de la ligne prévue sur la carte ou l'affichage de navigation. De petits changements de cap, généralement de 2° à 5° à la fois, sont effectués pour ramener l'avion sur la trajectoire prévue tout en surveillant les progrès au fil du temps plutôt que d'attendre une correction instantanée.

Deux facteurs influencent l'utilisation des caps en opérations réelles : la variation magnétique et la déviation du compas. La variation magnétique est la différence entre le nord vrai et le nord magnétique à un endroit donné et est indiquée sur les cartes aéronautiques. La déviation du compas est une erreur causée par les champs magnétiques locaux dans l'aéronef. Les deux doivent être pris en compte lors de la conversion entre les routes vraies, les caps magnétiques et les caps compas.

Pour les vols d'entraînement de base, la plupart de la planification se fait directement en valeurs magnétiques, en utilisant la variation indiquée sur la carte si nécessaire. La carte de correction du compas de l'aéronef répertorie les déviations connues pour certaines routes, permettant au pilote d'ajuster le cap indiqué par le compas afin d'atteindre le cap magnétique souhaité. Comprendre ces relations aide à garantir que le cap suivi correspond à la direction prévue au sol.

Les erreurs courantes liées au cap incluent la confusion entre cap et trajectoire, le fait de ne pas anticiper ou retarder les virages, le fait de ne pas réaligner l'indicateur de cap avec la boussole magnétique, et la mauvaise lecture des caps de 180 (par exemple, voler à 090 au lieu de 270). Une autre erreur fréquente est la mauvaise compréhension des instructions ATC, comme one eight zero versus zero eight zero.

Pour réduire ces erreurs, les étudiants apprennent à répéter silencieusement ou à voix haute les cap avant de tourner, à vérifier que le cap sélectionné correspond à l'autorisation, et à effectuer des contrôles croisés réguliers des instruments. En cas de doute sur l'attribution d'un cap, la bonne démarche est de demander au contrôle aérien de « répéter le cap » plutôt que de deviner.

Exemple 1 : Un élève effectuant un vol de navigation prévoit un cap magnétique de 120° et calcule un angle de correction de vent de 10° à droite. Le cap prévu résultant est de 130°, que l'élève maintient tout en surveillant les points de repère pour confirmer que la trajectoire au sol correspond à la route tracée sur la carte.

Exemple 2 : En IFR, un contrôleur donne l’instruction « virage à gauche cap deux cent dix, vecteurs ILS piste deux sept ». Le pilote tourne immédiatement à 210°, maintient ce cap et surveille l’affichage de navigation jusqu’à ce qu’il soit autorisé à intercepter le localizer et à reprendre la navigation le long de la trajectoire d’approche publiée.

Exemple 3 : Lors de l'entraînement au circuit, un instructeur demande à l'élève de maintenir le cap de la piste après le décollage. Si la piste est numérotée 27, l'élève maintient un cap d'environ 270° en montant tout droit jusqu'à ce qu'on lui ordonne de tourner en vent traversier ou de suivre un autre cap.

Comprendre et utiliser avec précision les caps est fondamental pour un vol sûr et précis. Pour les pilotes débutants, la maîtrise précoce du contrôle du cap, de la correction du vent et d'une communication claire avec le contrôle aérien constitue la base pour des procédures de navigation et d'instrumentation plus avancées.