C'est un modele theorique de reference qui, en se limitant (!) a la troposphere (jusqu'a une altitude d'environ 35 000 ft ou 11 km), repond aux hypotheses suivantes :

• au niveau de la mer, la pression atmospherique est de 1013 hPa (1013,25 hPa exactement), et la temperature de + 15°C ;
• la temperature decroit de 6,5°C quand l'altitude augmente de 1 km (ou, de facon equivalente, decroit de 2°C quand l'altitude augmente de 1000 ft) ;
• l'air est assimile a un gaz parfait.

Il resulte de ces hypotheses une loi (non lineaire) de correspondance entre altitudes et pressions qui peut etre fournie par des formules, ou plus commodement par des tables qui ont ete publiees en 1976.

Ce modele est realiste dans la mesure où il correspond a des valeurs moyennes de l'atmosphere reelle, mais en meme temps il reste ideal car l'atmosphere reelle presente en fait de fortes variations autour de ces moyennes : plus de 30 hPa pour la pression au niveau de la mer, et plus de 20°C pour la temperature. Pire, la variation de temperature entre deux altitudes n'est pas constante et peut meme localement changer de signe ; correlativement, la loi de variation de la pression avec l'altitude est alors modifiee.

Malgre ces differences avec l'atmosphere reelle, l'atmosphere standard est utile sur plusieurs aspects :

• Comme modele de reference, elle facilite la description de l'atmosphere reelle puisqu'il suffit maintenant d'expliciter les differences entre les deux.
• Elle definit une correspondance entre pressions et altitudes : a toute pression p mesuree en atmosphere reelle on sait associer une "altitude pression" Z_p qui est l'altitude a laquelle, en atmosphere standard, on aurait la pression p. Plus simplement, on peut dire que l'altitude pression Zp est l'altitude donnee par la table d'atmosphere standard en regard de la pression p. On pourrait donc graduer un barometre directement en altitudes pressions au lieu de le faire en hPa ou en mm de mercure. En la perfectionnant un peu, cette idee, aboutit a l'altimetre.

 
Un altimetre est un barometre gradue en altitudes pressions, auquel on a ajoute une possibilite de reglage : si dans la fenetre dite "de calage" on affiche, ace a un bouton de reglage, une pression p_c, l'altimetre affiche la difference Z_p - Z_pc (en notant Z_pc l'altitude pression correspond a la pression de calage p_c).

Si p_c = 1013 hPa (on parle alors de calage standard), Z_pc = 0 puisqu'en atmosphere standard, c'est au niveau de la mer, donc a l'altitude 0, que l'on trouve une pression de 1013 hPa. L'altimetre affiche alors la pression standard Z_p. C'est deja une bonne nouvelle : en atmosphere standard, l'altimetre au calage standard 1013 affiche l'altitude. On avance !

Malheureusement, on a vu qu'on n'est pratiquement jamais en atmosphere standard. Mais l'altimetre va quand meme nous permettre de nous "reperer verticalement" en atmosphere reelle.
En effet, la pression peut alors etre une fonction assez compliquee de l'altitude reelle, mais elle en est toujours une fonction strictement decroissante meme en cas de "bizarreries" locales comme l'inversion de temperature. Comme l'altitude pression est, de facon similaire, une fonction decroissante de la pression, elle varie dans le meme sens que l'altitude reelle. Donc l'altitude pression (on devrait dire la difference d'altitude pression) affichee par un altimetre (cale a 1013 ou pas) est une fonction strictement croissante de l'altitude reelle : on ne sait pas sans calcul quelle altitude reelle correspond a une altitude pression donnee, mais on sait "graduer" la verticale en altitudes pressions et se reperer sur cette echelle des altitudes pressions ace aux indications de l'altimetre.

 
On peut definir une "atmosphere reelle un peu idealisee", intermediaire entre l'atmosphere standard et l'atmosphere reelle :

• la pression atmospherique au niveau de la mer n'est plus egale a 1013 hPa ;
• la temperature qui regne sur l'isobare 1013 hPa (surface sur laquelle p = 1013 hPa) n'est plus egale a + 15°C mais a 15°C + Δt ;
• cette atmosphere reelle etant "graduee verticalement" en altitudes pressions, on lui attribue la meme loi de variation de la temperature avec l'altitude pression qu'en atmosphere standard : la temperature decroit de 6,5°C quand l'altitude pression augmente de 1 km (ou, de facon equivalente, de 2°C quand l'altitude pression augmente de 1000 ft).

Cette atmosphere reelle idealisee se deduit donc de l'atmosphere standard par deux operations :

• Modification de toutes les temperatures, du meme ecart de temperature Δt : on dit qu'on est en temperature standard + Δt.
• Decalage vertical entre le niveau de la mer (altitude reelle 0) et l'isobare 1013 hPa (altitude pression 0).

La modification des temperatures se traduit par un changement de l'espacement vertical des couches isobares : elles se resserrent si Δt est negatif, et s'eloignent les unes des autres si Δt est positif. Tout se passe comme si l'echelle des altitudes pressions qui sert a graduer l'atmosphere reelle se dilatait en fonction de la temperature.
Le calcul montre que, jusqu'a une altitude de 10 000 ft, le "coefficient de dilatation" est d'environ 100 ft par tranche de 3000 ft et de 10°C. Si un altimetre indique une difference d'altitude pression de 7500 ft (entre le point où il est place et la surface isobare correspondant a la pression de calage) un jour où Δt = 20°C, on en deduit que la hauteur reelle (difference d'altitude reelle) correspondante est plus elevee de 100 ft x 2,5 x 2 = 500 ft (puisqu'on a 2,5 fois 3000 ft et 2 fois 10°C). Elle est donc de 8000 ft, et conforme a l'adage "plus chaud, plus haut".

Quant a la "vraie" atmosphere reelle, elle differe de cette atmosphere idealisee par des tassements ou des eloignements des isobares localises a certaines tranches de l'atmosphere. On retiendra que les valeurs donnees par un aerodrome n'ont qu'une portee locale car les extrapolations se heurtent a la non-conformite de l'atmosphere reelle a ce modele idealise.

 
La reponse est : pas souvent, sauf si on l'y aide par le calage.

On pouvait s'en douter : les echelles d'altitude pression et d'altitude reelle ont en general "les zeros decales" et on a vu que, de plus, la hauteur reelle entre deux graduations de l'echelle d'altitude pression varie avec Δt, generalement non nul.

On definit donc les calages suivants :

• QFF : pression au niveau de la mer.
  Un altimetre cale au QFF indique bien 0 au niveau de la mer ; mais si Δt est non nul, il indique a tout niveau superieur une altitude fausse d'environ 100 ft par tranche de 3000 ft et de 10°C de Δt.
• QNH : pression a afficher dans la fenetre de calage de l'altimetre pour qu'il affiche l'altitude exacte au niveau de l'aerodrome.
  A tout autre niveau, si Δt est non nul, il indique une altitude fausse, dans un sens ou dans l'autre selon qu'on vole au-dessus ou au-dessous du niveau de l'aerodrome.
  En particulier, il n'indique pas zero au niveau de la mer, mais environ 100 ft par tranche de 3000 ft d'altitude de l'aerodrome et de 10°C de Δt. Cette erreur est generalement faible pour les terrains de plaine, d'où la confusion frequente entre QNH et QFF.
• QFE : pression au niveau de l'aerodrome.
  Si cette pression entre dans la fenetre de calage (ce qui n'est pas possible si l'altitude de l'aerodrome est trop elevee), l'altimetre cale au QFE indique 0 au niveau de l'aerodrome, soit la hauteur exacte au dessus de l'aerodrome. C'est le seul niveau où la hauteur indiquee soit exacte ; elle est fausse dans un sens ou dans l'autre selon qu'on vole au-dessus ou au-dessous de ce niveau.

 
Reponse : en pratique pas souvent, et surtout, ne le faire qu'a bon escient.

Il y a a cela de nombreuses raisons evidentes : rester "devant son avion" et regarder dehors (en plus, c'est beau !) plutôt qu'avoir le nez dans une calculette ou une table d'atmosphere standard, ne pas s'embeter pour des "pouillemes" alors qu'on est en VFR (a 100 ft par tranche de 3000 ft et de 10°C, il faut a la fois voler assez haut et dans des conditions de temperature "significativement non standards", pour arriver a des corrections de centaines de ft), etc.

Mais il y a aussi une raison plus subtile : c'est que le calage de l'altimetre est avant tout une convention simple qui permet de se coordonner avec un minimum d'erreurs.
Deux avions dont les altimetres au meme calage affichent des altitudes pressions differentes (suffisamment pour que les erreurs de mesure soit negligeables) vont pouvoir se croiser sans risque de collision. Ils ne savent pas forcement a quelle altitude reelle ils sont, mais au moins, ils ne sont pas a la meme.

Donc si le contrôle demande a un pilote de voler a 3000 ft QNH, il doit le prendre au pied de la lettre et ne surtout pas voler cale au QFF avec l'altimetre a 2800 ft sous pretexte d'etre "vraiment a 3000 ft" malgre la canicule...

De meme, si on doit voler par exemple au FL 85, il est pertinent de verifier, lors de la preparation du vol, qu'en fonction des conditions du jour (QNH et Δt) ca passe bien au-dessus de l'altitude de securite (et pas seulement au-dessus de la surface...). Mais pour la meme raison que ci-dessus, le vol au FL 85 impose de maintenir 8500 ft a l'altimetre cale a 1013, et il n'y a surtout pas de correction de temperature a appliquer.

 
Une presentation plus complete, des formules, leurs demonstrations, et des exemples d'applications sont fournis a la rubrique atmosphere du site personnel de l'auteur de ce chapître.