Transpondeur Mode A, C et S expliqué : ce que ton avion émet et pourquoi ça compte pour le suivi

Tu es au grillage, la carte en direct affiche l’approche, avec à côté l’altitude, la vitesse, l’immatriculation et le squawk. Toutes ces données ne viennent ni d’une caméra ni d’un plan de vol, mais d’un discret boîtier dans la soute avionique : le transpondeur. Si tu comprends ce qu’émettent les Modes A, C et S, tu comprends aussi pourquoi certains avions s’affichent parfaitement sur le site de suivi des vols, d’autres filent sans position et d’autres encore n’apparaissent jamais. Ce guide explique les trois modes, leurs fonctions supplémentaires et ce que tout cela change pour toi en tant que spotteur.

Le transpondeur en une phrase

Un transpondeur est un émetteur-récepteur embarqué qui répond automatiquement aux interrogations du radar secondaire au sol – et qui, dans sa forme moderne, émet aussi sans être interrogé. L’interrogation arrive sur 1030 MHz, la réponse repart sur 1090 MHz. Le contenu de cette réponse dépend du mode : un code d’identification en Mode A, l’altitude de vol en Mode C, une adresse unique de l’appareil et toute une série d’autres données en Mode S.

La différence avec le radar primaire classique est importante. Celui-ci ne mesure qu’un écho renvoyé par la coque métallique de l’avion – il sait que quelque chose est là, mais ni qui, ni à quelle altitude. Le radar secondaire, lui, « interroge » l’avion, et le transpondeur fournit la réponse. La station au sol détermine toujours elle-même la direction et la distance ; la réponse apporte l’identité et l’altitude.

Pour toi, spotteur, la deuxième valeur est la plus importante : tout ce que les transpondeurs émettent sur 1090 MHz, n’importe qui peut l’écouter avec le matériel adapté. C’est précisément sur cela que reposent les sites de suivi des vols et les récepteurs privés.

Mode A : le squawk

Le Mode A est le plus ancien mode civil. À une interrogation en Mode A, le transpondeur répond par un code à quatre chiffres, le squawk. Chaque chiffre va seulement de 0 à 7, car le code est construit en octal – ce qui donne 4 096 combinaisons, de 0000 à 7777. Tu ne verras jamais de 8 ou de 9 comme squawk sur une carte radar.

Le code est attribué par le contrôle aérien, le plus souvent dès l’autorisation de départ, avant le décollage. Sur l’écran radar du contrôleur, le système associe le squawk aux données du plan de vol, et un simple point devient un vol étiqueté. Cela a deux conséquences :

• Le squawk identifie le vol, pas l’avion. Le même appareil reçoit un autre code à la rotation suivante, et le même code peut être attribué ailleurs, au même moment, à un autre vol.
• Les codes sont rares. Avec un peu plus de 4 000 possibilités et un trafic dense en Europe, ils ne suffisent pas pour des associations univoques sur de grandes zones. C’est l’une des raisons d’être du Mode S.

Certains codes ont une signification fixe, la même partout : 7700 désigne une urgence générale, 7600 une panne radio, 7500 un détournement. En Europe, les avions en vol à vue sans code attribué affichent généralement 7000, aux États-Unis 1200. Ce qui se cache derrière les codes d’urgence et comment les interpréter sur le site de suivi des vols, l’article Codes squawk 7500, 7600 et 7700 l’explique.

Le Mode A comprend aussi la fonction Ident : quand le pilote appuie sur le bouton Ident à la demande du contrôleur, le transpondeur ajoute pendant quelques secondes une impulsion supplémentaire à sa réponse. La cible clignote alors sur l’écran du contrôleur – une méthode simple pour repérer un avion précis sans le moindre doute.

Mode C : l’altitude

Le Mode C complète le Mode A avec l’altitude-pression. À une interrogation en Mode C, le transpondeur répond avec l’altitude de vol par paliers de 100 ft. Elle est mesurée par rapport à la pression atmosphérique standard de 1013,25 hectopascals – quel que soit le calage réglé par le pilote sur son altimètre. Tous les contrôleurs et tous les avions voient ainsi la même référence, et le contrôle aérien convertit lui-même, si besoin, en altitude réelle au-dessus de la mer.

En pratique, les Modes A et C fonctionnent toujours ensemble : la station au sol interroge alternativement les deux modes et obtient ainsi squawk et altitude. C’est pourquoi on parle souvent, en abrégé, de transpondeur Mode A/C. Sur un site de suivi, l’altitude s’affiche généralement en niveau de vol ou en pieds, et pour les valeurs très basses au sol, souvent comme « 0 » ou pas du tout.

Les limites du Mode A/C

Aussi simple que soit le procédé, il atteint vite ses limites. Chaque station au sol à portée reçoit des réponses à des interrogations posées par une tout autre station. Quand deux avions volent près l’un de l’autre, leurs réponses se superposent et deviennent illisibles – les spécialistes parlent de garbling. Et comme le Mode A/C ne connaît pas d’adresse unique, tous les transpondeurs dans le faisceau répondent, qu’ils soient visés ou non. Dans un espace aérien dense comme celui de l’Europe centrale, c’est un vrai problème.

Mode S : interroger de façon ciblée, répondre sans ambiguïté

Mode S signifie « Selective » – et c’est précisément le cœur du système. Chaque transpondeur Mode S possède une adresse fixe de 24 bits qui identifie l’avion de façon unique dans le monde entier. La station au sol peut ainsi s’adresser à un avion précis au lieu d’interroger tout le monde en même temps. Cela réduit la charge radio sur 1090 MHz et supprime de nombreuses superpositions.

Les transpondeurs Mode S restent rétrocompatibles : ils répondent toujours aux interrogations en Modes A et C. Un avion de ligne moderne émet donc à la fois le squawk et les données Mode S.

Le code hex : ta donnée de spotteur la plus importante

L’adresse de 24 bits s’écrit généralement sous la forme d’une valeur hexadécimale à six chiffres – d’où le nom de code hex ou d’adresse OACI. L’État d’immatriculation l’attribue à l’aéronef, et elle reste normalement la même tant que l’avion y est immatriculé. Chaque État dispose pour cela de son propre bloc d’adresses. Comment les blocs sont répartis et comment remonter d’une adresse au pays d’origine, l’article Adresse OACI de 24 bits (code hex) le montre.

Pour le suivi des vols, le code hex est la clé : il relie un signal radio anonyme à une entrée de la base de données – immatriculation, type, exploitant. L’indicatif d’appel, lui, change à chaque vol, et le squawk encore plus. Celui qui veut garder un avion précis à l’œil pendant plusieurs jours cherche donc l’immatriculation ou le code hex, pas le numéro de vol. La différence entre indicatif d’appel et numéro de vol est expliquée dans Callsign et numéro de vol, et la recherche pratique dans Suivre un avion par son immatriculation.

Elementary et Enhanced Surveillance

Le Mode S sait faire bien plus qu’afficher une adresse et une altitude. En Europe, on distingue deux niveaux d’équipement :

Caractéristique	Mode A/C	Mode S ELS	Mode S EHS
Identification	squawk (4 chiffres)	squawk plus adresse fixe de 24 bits	comme l’ELS
Altitude	paliers de 100 ft	jusqu’à des paliers de 25 ft	comme l’ELS
Indicatif d’appel	non	oui, automatique	oui
Statut sol/air	non	oui	oui
Altitude cible sélectionnée	non	non	oui
Cap, vitesse, taux de montée	non	non	oui, en paramètres de bord
Interrogation sélective	non	oui	oui

L’Elementary Surveillance (ELS) fournit les fonctions de base : adresse, indicatif d’appel, altitude plus fine, statut au sol ou en vol et un rapport sur les capacités du transpondeur. L’Enhanced Surveillance (EHS) ajoute les Downlinked Aircraft Parameters, c’est-à-dire des données issues directement de l’électronique de bord : l’altitude sélectionnée dans le pilote automatique, le cap magnétique, la vitesse sol, la vitesse indiquée et le nombre de Mach, l’angle d’inclinaison et la vitesse verticale. Pour le contrôleur, l’altitude sélectionnée est particulièrement précieuse, car il voit tout de suite si l’équipage a bien réglé l’autorisation.

Selon le droit de l’UE, les avions qui évoluent selon les règles de vol aux instruments dans la circulation aérienne générale doivent en principe emporter au moins le Mode S ELS. Pour les avions plus gros ou plus rapides – plus de 5,7 tonnes de masse maximale au décollage ou une vitesse vraie de croisière maximale supérieure à 250 nœuds –, l’EHS et l’ADS-B Out s’y ajoutent. Il existe des exceptions, par exemple pour les appareils plus anciens, et des règles spéciales s’appliquent aux aéronefs d’État comme les avions militaires.

Squitter et ADS-B : quand le transpondeur émet sans être interrogé

Un transpondeur Mode S ne se contente pas d’attendre des questions. Il émet aussi régulièrement, de lui-même, de courts messages appelés squitters. Le squitter simple contient pour l’essentiel l’adresse et dit aux stations au sol et aux systèmes anticollision des autres avions : « Je suis ici. »

La forme étendue s’appelle Extended Squitter – et c’est la base de l’ADS-B dans l’aviation commerciale. Le transpondeur y glisse, dans les messages Mode S plus longs, des données qu’il ne mesure pas lui-même : la position issue de la navigation par satellite, la vitesse sol, le taux de montée ou de descente et l’indicatif d’appel. Ces messages partent sans interrogation, plusieurs fois par seconde. ADS-B signifie Automatic Dependent Surveillance – Broadcast : automatique, dépendant de la navigation embarquée, diffusé à tous.

En plus du procédé sur 1090 MHz, il existe aux États-Unis une seconde variante d’ADS-B sur 978 MHz, l’UAT. Elle est prévue pour les avions qui restent sous 18 000 ft et se rencontre surtout en aviation générale. Tu trouveras un aperçu dédié dans UAT sur 978 MHz. En Europe, l’UAT ne joue pratiquement aucun rôle.

Ce que cela signifie pour les sites de suivi des vols

C’est maintenant que ça devient intéressant pour toi. Qu’un avion apparaisse ou non sur la carte de Flightradar24, de FlightAware ou d’ADS-B Exchange (une comparaison directe des deux premiers se trouve dans Flightradar24 vs. FlightAware) dépend directement de ce qu’émet son transpondeur. On distingue grosso modo quatre cas :

Équipement	Ce que les récepteurs entendent	Ce que tu vois sur le site de suivi
Mode S avec ADS-B	code hex, indicatif d’appel, altitude, position GPS, vitesse	position précise quasiment en temps réel, jeu de données complet
Mode S sans ADS-B	code hex, altitude, parfois indicatif d’appel	position uniquement par MLAT, si assez de récepteurs captent le signal
Mode A/C seulement	squawk et altitude, pas d’adresse	le plus souvent rien du tout, faute d’association univoque possible
Transpondeur coupé ou absent	rien sur 1090 MHz	invisible, tout au plus estimé d’après les données du plan de vol

Les services résolvent le cas du milieu par multilatération (MLAT) : plusieurs récepteurs dotés d’une base de temps précise captent le même signal Mode S, et la position se calcule à partir des infimes différences de temps d’arrivée. Cela ne fonctionne que si suffisamment de stations sont à portée, et le plus souvent mieux en altitude qu’en courte finale. Le fonctionnement détaillé de la MLAT est décrit dans l’article La MLAT/multilatération expliquée.

Les signaux Mode A/C sont presque inexploitables ainsi, car il leur manque l’adresse unique. Un récepteur entend bien « squawk 7000, 3 500 ft », mais ne peut attribuer cette réponse à aucun avion précis dès que plusieurs se trouvent à proximité. C’est pourquoi de nombreux petits avions plus anciens manquent sur les cartes courantes. Les planeurs utilisent souvent de tout autres systèmes comme FLARM, que tu peux recevoir avec ton propre matériel – plus d’infos dans FLARM et Open Glider Network.

D’autres raisons expliquant l’absence d’un avion – listes de blocage des exploitants, fonction ADS-B désactivée sur les avions militaires ou tout simplement aucun récepteur à proximité – sont résumées dans Pourquoi un avion n’apparaît pas sur le site de suivi des vols. Si tu veux observer spécifiquement le trafic militaire, tu trouveras des pistes dans Suivre les avions militaires en ligne.

Transpondeur et alerte anticollision

Les transpondeurs ne servent pas seulement au contrôle aérien au sol. Le système anticollision embarqué TCAS (international : ACAS) interroge lui-même les transpondeurs des autres avions à proximité et calcule à partir de là si une collision menace. La version complète TCAS II, qui donne des avis de résolution vers le haut ou vers le bas, suppose le Mode S – les systèmes de deux avions coordonnent leurs manœuvres via cette liaison. Avec l’EHS, les avis de résolution actifs sont en outre signalés au sol.

La collision d’Überlingen montre à quel point l’interaction entre contrôleurs et TCAS est importante : elle a durablement changé la manière de traiter les avis de résolution. Le contexte est détaillé dans l’article La collision aérienne d’Überlingen en 2002. Pour en savoir plus sur le rôle du contrôle aérien en Allemagne, retrouve DFS, le contrôle aérien allemand.

Les modes militaires

À côté des modes civils, il existe des identifications militaires ami-ennemi (IFF). Les Modes 1 et 2 transmettent respectivement des codes de mission et des codes d’unité militaires, le Mode 3/A est identique au Mode A civil, le Mode 4 et le plus récent Mode 5 fonctionnent de façon chiffrée. Le Mode 5 peut aussi contenir un message de position sécurisé. Pour les récepteurs civils, les modes chiffrés sont illisibles. Quand tu vois un avion militaire sur le site de suivi, les données proviennent de son fonctionnement en Mode S ou en ADS-B, que de nombreux aéronefs d’État utilisent dans la circulation aérienne normale, sans y être obligés.

Écouter toi-même les transpondeurs

Ce qui est beau avec 1090 MHz, c’est que tu n’as besoin d’aucun abonnement pour écouter. Avec une clé SDR, une petite antenne et un Raspberry Pi ou un PC, tu reçois les signaux de tous les avions à portée et tu les vois sur ta propre carte avec un logiciel comme dump1090 ou tar1090 – l’installation est décrite dans Installer readsb et tar1090, et le matériel adapté est comparé dans Clés SDR pour l’ADS-B. Ce que dit la loi sur la réception et le partage des données, Recevoir des données ADS-B : le cadre légal l’éclaircit. Tu apprendras vite à quoi ressemble la théorie en pratique :

Comment les grands services se distinguent et lequel te convient, l’article Comparatif des applis de suivi des vols le compare. L’approche communautaire sans filtre est expliquée dans ADS-B Exchange expliqué, et l’entrée dans le suivi en direct sur le spot dans Le suivi des vols en ADS-B pour les spotteurs.

Idées reçues fréquentes

• « Le squawk est l’identifiant de l’avion. » Non, il ne vaut que pour le vol en cours. L’identifiant durable est le code hex.
• « Les transpondeurs émettent des données GPS. » Seulement si l’ADS-B est actif et relié à une source de position. Les Modes A, C et le Mode S simple ne transmettent aucune position.
• « L’altitude affichée sur le site de suivi est la hauteur au-dessus du sol. » C’est l’altitude-pression par rapport à la pression standard qui est transmise. Selon la météo, elle s’écarte sensiblement de l’altitude réelle au-dessus de la mer, et elle a encore moins de rapport avec la hauteur au-dessus du sol.
• « Si ce n’est pas sur Flightradar, ça ne vole pas. » Beaucoup d’avions n’émettent pas d’ADS-B ou ne sont pas affichés. Un écran vide ne veut pas dire ciel vide.

Conclusion

Les Modes A, C et S ne sont pas des systèmes concurrents, mais des étapes d’évolution d’une même idée : l’avion répond à la question qu’un écho radar laisse sans réponse. Le Mode A fournit le squawk, le Mode C l’altitude, le Mode S l’adresse unique et, avec l’ADS-B, enfin la position issue de la navigation par satellite. Pour les sites de suivi des vols – et donc pour toi sur le spot –, c’est précisément ce dernier pas qui fait la différence entre un point précis sur la carte, une estimation MLAT et un avion que seul ton œil voit.