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Le Brevet d'Initiation Aéronautique
Un projet lycéen en liaison avec
les sciences physiques

BIA : Brevet d’Initiation à l’Aéronautique 

La France est un grand pays d’aéronautique et le BIA est un formidable vecteur de découverte qui permet aux candidats de mettre en avant des compétences et des savoirs avec enthousiasme et rigueur.

Le lycée Georges Leygues et l’aéro-club de Villeneuve-sur-Lot (affilié à la Fédération Française Aéronautique) assurent ensemble cette formation.

Les cours de BIA ont lieu, au lycée, le mercredi de 13h30 à 15h30, d’octobre à avril.

L’aéro-club propose une initiation pratique qui consistera en 1 vol de découverte avec la visite des installations de l’aérodrome.

Le BIA est un diplôme obtenu grâce à un examen théorique organisé par l’Education Nationale en collaboration avec l’Aviation Civile.

Ses objectifs :

  • Apporter une culture scientifique et technique.
  • Donner une application concrète de la physique, des mathématiques, de la géographie, de l’histoire, de la technologie, de l’anglais,…
  • Découvrir le secteur aéronautique ainsi que divers métiers liés à l’aéronautique.
  • Il donne du sens aux apprentissages du collège et du lycée
  • Il représente, pour l’enseignant, une aide pédagogique efficace car sa préparation fait appel à de nombreuses notions.

Le programme du BIA :

I- Météorologie et aérologie :

I.1-  L’atmosphère

  • Composition
  • Pression atmosphérique
  • Températures
  • Masse volumique
  • Atmosphère standard
  • Instruments de mesure
  • Humidité de l'air et saturation
  • Phénomènes énergétiques (conduction, convection, rayonnement)
  • Stabilité et instabilité de l'atmosphère - Circulation générale

On peut aborder dans ce chapitre les notions de :

  • cellules atmosphériques ;
  • variations de température saisonnières, journalières et locales.

 I.2- Les masses d’air et les fronts

  • Isobares, anticyclones, dépressions, cols, dorsales, talwegs, marais barométriques
  • Perturbations et fronts

 I.3- Les nuages

  • Formation des nuages
  • Formation des brouillards et des brumes
  • Description et classification
  • Précipitations associées

I.4- les vents

I.5- Les phénomènes dangereux pour le vol

II- Aérodynamique, aérostatique et principe du vol

II.1- La sustentation et l'aile – notions préliminaires

  • Écoulement de l’air sur un profil – notion de pression
  • Caractérisation des forces aérodynamiques : portance, traînée
  • Paramètres influençant les forces aérodynamiques – expression algébrique
  • Étude de la polaire (incidence, finesse, décrochages, Mach)
  • Caractéristiques d'une voilure (géométrie, position, dispositifs hyper et hypo sustentateurs et d’aérofreinage)
  • Relation assiette – pente – incidence
  • Équilibre, stabilité et maniabilité de l'aéronef

II.2- Étude du vol stabilisé

  • Vol plané : caractérisation du poids - équilibre des forces
  • Vol motorisé : traction, propulsion - ligne droite en palier - virage en palier (facteur de charge, centrifugation) - montée et descente

Ce chapitre peut avantageusement être illustré à l’aide d’expériences, de simulateurs, de vidéos, de logiciels …

Les équations de base de l’aérodynamique peuvent être abordées pour étudier l’effet des différents facteurs, sans rentrer dans les calculs.

II.3- L’aérostation

  • Principes généraux de sustentation : ballons à air chaud - ballons gonflés au gaz

II.4- Le vol spatial

III- Etude des aéronefs et des engins spatiaux

III.1- Classification des aéronefs et des engins spatiaux

  • Aérostats
  • Aérodynes à voilure fixe, souple et tournante
  • Engins aérospatiaux : lanceurs, fusées, vaisseaux
  • Engins spatiaux : satellites et sondes

Il ne s’agit pas d’une description de tous les types d’aéronefs ou d’engins spatiaux, mais d’une approche globale des grandes familles.

III.2- Les groupes motopropulseurs

  • Moteurs à pistons
  • Propulseurs à réaction : turboréacteurs, statoréacteurs, moteurs-fusées
  • Turbopropulseurs et turbomoteurs
  • Motorisation électrique
  • Hélices et rotors (principe, rendement, calage, couple gyroscopique, souffle hélicoïdal).
  • Contraintes liées au développement durable (réduction du bruit, optimisation énergétique)

Il convient d’insister sur la notion de « groupe motopropulseur » et d’aborder les grands principes de leur fonctionnement.

III.3- Structures et matériaux

  • Voilures
  • Empennages
  • Fuselage
  • Atterrisseurs

Lier l’étude des structures à celle de leurs matériaux et des forces s’exerçant sur ses composants.

III.4- Les commandes de vol

III.5- L’instrumentation de bord

IV- Navigation, réglementation, sécurité des vols

IV.1 La navigation

La lecture des cartes permet de faire comprendre la manière dont l'espace réel est représenté.

Des applications numériques peuvent avantageusement être utilisées.

  IV.1.1 Les grands principes de navigation

  • Navigation à l'estime et cheminement à vue
  • Route vraie, route magnétique, cap vrai, cap magnétique, déclinaison, déviation
  • Distance entre deux points d'une carte
  • Régimes de vol (vol à vue et vol aux instruments)

 IV.1.2 Les outils de la navigation

  • Cartes aéronautiques (principe de représentation)
  • Aides à la navigation

IV.2 Réglementation aéronautique

La réglementation est un élément essentiel du monde de l’aviation.

Elle n’est pas une simple contrainte mais une nécessité, dès l’origine, dans la construction des aéronefs, dans les conditions du pilotage ou le partage de l’espace aérien par exemple. Il faut en comprendre la signification, tout en prenant conscience de ses limites.

IV.2.1 Les organisations

  • DGAC, l’EASA, l'OACI
  • Fédérations délégataires et CNFAS
  • Organisations professionnelles

IV.2.2 Contrôle d'un aéronef

  • Règles générales d'entretien d'un aéronef
  • Documents de suivi d'un aéronef (carnet de route, certificat de navigabilité)
  • Visite prévol

IV.2.3 L’organisation de l'espace aérien

  • Classes d'espaces aériens
  • Zones à statuts particuliers (réglementées, interdites ...)
  • Aérodromes, infrastructures et plates-formes aéronautiques
  • Contrôle aérien
  • Hauteurs de survol et les règles de priorité

IV.2.4 Titres aéronautiques

  • Brevets, licences, qualifications

IV.3 Sécurité des vols

IV.3.1 – Gestion des risques

  • Rôle des facteurs humains
  • Éléments d’accidentologie, culture de la sécurité

IV.3.2 – Performances humaines et limites

  • Hygiène de vie
  • Stress
  • Perceptions et illusions sensorielles
  • Hypoxie

IV.3.3 – Prise de décision

  • Culture de la sécurité et retour d’expérience (REX)
  • Identification des situations à risques (exemple : « objectif destination »)

V- Histoire et culture de l’aéronautique et du spatial

V.1 Du mythe à la réalité

  • Mythe d’Icare
  • Cerf-volant
  • Utopie et projets (Léonard de Vinci)
  • Imitation de la nature et ses limites
  • Essor des ballons
  • Controverse entre plus légers et plus lourds que l’air

Il s’agit de montrer que l’aviation n’a pas commencé d’un coup, par miracle, mais qu’elle est le terme d’une longue histoire, où se mêlent, mythe, imagination, expérimentation.

V.2 Des précurseurs aux pionniers

  • Approche scientifique du vol plané
  • Premiers vols motorisés des plus lourds que l’air
  • Innovation et exploits

 

Les bénéfices du BIA :

  • Une connaissance en aéronautique d’à peu près 70% des connaissances requises pour le brevet de pilote privé (PPL) ainsi que pour le brevet de pilote de planeur (BPP)
  • Une expérience pratique grâce aux différentes activités pratiquées dans le cadre de la formation au cours de l’année
  • Une bourse pour continuer votre formation