Comment la température, la pression et la densité varient-elles avec l’altitude ?
L’atmosphère standard OACI à toute altitude ou tout niveau de vol, par journée standard, plus chaude ou plus froide.
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0 correspond à une journée standard ; 15 signifie 15 °C de plus.
Température de l’air
-54,3 °C
À 35 000 ft dans l’atmosphère standard.
L’air à cette altitude
- Pression
- 238,4 hPa · 7,04 inHg
- Densité
- 0,3796 kg/m³ · 31,0 %
- Vitesse du son
- 576 kt · 296,5 m/s
- Rapports au niveau de la mer
- σ 0,3099 · δ 0,2353 · θ 0,7594
- Altitude en mètres
- 10 668 m
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Température et pression selon l’altitude
La température diminue régulièrement jusqu’à la tropopause à 36 089 ft, puis reste constante, tandis que la pression baisse de moins en moins vite ; à 35 000 ft, on obtient -54,3 °C et 238,4 hPa.
| Altitude | Température | Pression | Densité | Vitesse du son |
|---|---|---|---|---|
| 0 ft | 15,0 °C | 1013,3 hPa | 1,2250 kg/m³ | 661 kt |
| 5 000 ft | 5,1 °C | 843,1 hPa | 1,0555 kg/m³ | 650 kt |
| 10 000 ft | -4,8 °C | 696,8 hPa | 0,9046 kg/m³ | 638 kt |
| 15 000 ft | -14,7 °C | 571,8 hPa | 0,7708 kg/m³ | 626 kt |
| 20 000 ft | -24,6 °C | 465,6 hPa | 0,6527 kg/m³ | 614 kt |
| 25 000 ft | -34,5 °C | 376,0 hPa | 0,5489 kg/m³ | 602 kt |
| 30 000 ft | -44,4 °C | 300,9 hPa | 0,4583 kg/m³ | 589 kt |
| 35 000 ft | -54,3 °C | 238,4 hPa | 0,3796 kg/m³ | 576 kt |
| 36 089,2 ft | -56,5 °C | 226,3 hPa | 0,3639 kg/m³ | 574 kt |
| 40 000 ft | -56,5 °C | 187,5 hPa | 0,3016 kg/m³ | 574 kt |
| 45 000 ft | -56,5 °C | 147,5 hPa | 0,2371 kg/m³ | 574 kt |
| 50 000 ft | -56,5 °C | 116,0 hPa | 0,1865 kg/m³ | 574 kt |
| 55 000 ft | -56,5 °C | 91,2 hPa | 0,1466 kg/m³ | 574 kt |
| 60 000 ft | -56,5 °C | 71,7 hPa | 0,1153 kg/m³ | 574 kt |
| 65 000 ft | -56,5 °C | 56,4 hPa | 0,0907 kg/m³ | 574 kt |
L’atmosphère standard OACI à toute altitude ou tout niveau de vol, par journée standard, plus chaude ou plus froide.
Mode d’emploi
- Saisissez l’altitude et choisissez son unité : pieds, mètres ou niveau de vol. Changer d’unité conserve la même altitude.
- Laissez l’écart de température à 0 pour l’atmosphère standard, ou indiquez de combien la journée est plus chaude (+) ou plus froide (−).
- Lisez la température de l’air, puis la pression, la densité, la vitesse du son et les rapports au niveau de la mer.
- Le graphique présente le profil complet et marque votre altitude ; l’onglet Tableau donne les mêmes valeurs niveau par niveau.
Atmosphère standard par niveau de vol
| Niveau de vol | Température | Pression | Densité |
|---|---|---|---|
| FL000 | 15,0 °C | 1 013,3 hPa | 100,0 % |
| FL050 | 5,1 °C | 843,1 hPa | 86,2 % |
| FL100 | -4,8 °C | 696,8 hPa | 73,8 % |
| FL180 | -20,7 °C | 506,0 hPa | 57,0 % |
| FL250 | -34,5 °C | 376,0 hPa | 44,8 % |
| FL300 | -44,4 °C | 300,9 hPa | 37,4 % |
| FL350 | -54,3 °C | 238,4 hPa | 31,0 % |
| FL390 | -56,5 °C | 196,8 hPa | 25,8 % |
| FL450 | -56,5 °C | 147,5 hPa | 19,4 % |
| FL600 | -56,5 °C | 71,7 hPa | 9,4 % |
Un niveau de vol est l’altitude-pression en centaines de pieds : FL350 correspond à 35 000 ft. La densité est rapportée à celle au niveau de la mer (1,225 kg/m³).
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Comment ça marche
L’atmosphère standard internationale (ISA) est un modèle moyen convenu de l’air : 15 °C et 1 013,25 hPa au niveau de la mer, puis une baisse de 6,5 °C tous les 1 000 m jusqu’à la tropopause à 11 000 m (36 089 ft), et une température constante de −56,5 °C jusqu’à 20 000 m. Les instruments de bord, tableaux de performances et niveaux de vol s’y réfèrent : un altimètre calé sur 1 013,25 hPa indique donc l’altitude ISA correspondant à la pression ambiante.
La pression dépend du poids de l’air au-dessus : dans la couche basse, p = p₀ · (T / T₀)^5,2559, avec p₀ = 1 013,25 hPa et T₀ = 288,15 K. Au-dessus de la tropopause, elle est ramenée à 37 % (1/e) tous les 6,3 km. La densité vient de la loi des gaz, ρ = p / (R · T), avec R = 287,05 J/(kg·K), et la vitesse du son de a = √(1,4 · R · T). Les rapports δ = p/p₀, θ = T/T₀ et σ = ρ/ρ₀ comparent l’air au niveau de la mer ; poussée du moteur et vitesse vraie en dépendent.
Dans la réalité, l’air est rarement standard. Un écart tel que ISA +15 conserve la pression de l’altitude mais réchauffe l’air, qui devient moins dense. Son altitude-densité, l’altitude standard de même densité, augmente, et l’avion se comporte comme s’il s’y trouvait. Les équations et tableaux proviennent de la norme ISO 2533:1975 et du document OACI 7488/3, Manuel de l’atmosphère type OACI.
Le modèle couvre une altitude géopotentielle (pression) de −5 000 à 20 000 m pour de l’air sec. La météo réelle comporte humidité, inversions et tropopause variable selon la saison et la latitude ; les températures réelles peuvent donc différer de plusieurs dizaines de degrés.
Exemple de calcul
Quelles sont la température, la pression et la densité à FL350 (10 668 m) dans l’atmosphère standard ?
- Température : T = 15 °C − 6,5 °C/km × 10,668 km = -54,3 °C.
- Pression : p = 1 013,25 hPa × (218,81 K / 288,15 K)^5,2559 = 238,4 hPa.
- Densité : ρ = p / (R · T) = 23 842 Pa / (287,05 × 218,81 K) = 0,3796 kg/m³, soit 31,0 % de celle au niveau de la mer.
À FL350, l’air standard est à -54,3 °C et 238,4 hPa, avec 31,0 % de la densité au niveau de la mer.
Questions fréquentes
Quelle est la température à 35 000 pieds ?
Dans l’atmosphère standard, elle est de −54,3 °C à 35 000 ft (FL350), pour une pression de 238 hPa. La température réelle en croisière diffère souvent de 10 °C ou plus.
Pourquoi la température cesse-t-elle de baisser à 11 km ?
C’est la tropopause. Au-dessus, dans la stratosphère, l’ozone absorbe la lumière solaire et réchauffe l’air. L’atmosphère standard maintient donc −56,5 °C entre 11 et 20 km avant que la température remonte.
Que signifie ISA +15 ?
L’air est 15 °C plus chaud que la température standard à cette altitude. Au niveau de la mer, cela donne 30 °C au lieu de 15 °C. La pression ne change pas, mais l’air est moins dense : moteurs, hélices et ailes sont donc moins performants.
Quelle différence entre altitude-pression et altitude-densité ?
L’altitude-pression est l’altitude standard de même pression : celle qu’indique un altimètre calé sur 1 013,25 hPa. L’altitude-densité est l’altitude standard de même densité, qui détermine les performances de l’avion. Elles sont égales par journée standard ; par temps chaud, l’altitude-densité est supérieure.
Que sont σ, δ et θ ?
Le rapport de densité σ = ρ/ρ₀, le rapport de pression δ = p/p₀ et le rapport de température θ = T/T₀, chacun relatif au niveau de la mer. Les formules de performances les utilisent ; la vitesse vraie vaut par exemple environ la vitesse équivalente divisée par √σ.
Quelle est la vitesse du son à l’altitude de croisière ?
Elle dépend uniquement de la température : 661 kt (340 m/s) au niveau de la mer, mais 573 kt (295 m/s) à −56,5 °C au-dessus de la tropopause. C’est pourquoi Mach 0,8 correspond à une vitesse vraie plus faible en altitude.
Est-ce la même atmosphère que l’US Standard Atmosphere ?
Oui, jusqu’à 20 km. L’US Standard Atmosphere 1976 et l’ISO 2533 concordent jusqu’à 32 km ; cet outil couvre la partie la plus utilisée par les avions et ballons météo.
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