AF 447 Rio – Paris : quelques précisions pour mieux comprendre

Les circonstances de la disparition de cette machine et de tous ses occupants pouvaient laisser croire que les causes de l’accident ne seraient jamais élucidées. Les seules indications dont disposaient les enquêteurs du BEA étaient la transmission par le système ACARS de l’avion des différents messages de panne, mais c’était très largement insuffisant pour étayer une hypothèse réellement crédible. Néanmoins, certaines indications pouvaient déjà infirmer l’hypothèse, qui avait été avancée, d’une dislocation de l’appareil due à l’orage ou une explosion.

Ce n’est qu’au bout de deux ans de recherches que l’épave de l’avion fut localisée et que les enregistreurs purent être déchiffrés et analysés. Les choses devinrent alors plus claires et un scénario de l’accident a pu être élaboré.

Le BEA (Bureau Enquêtes et Analyses) a fait un travail remarquable et à publié son rapport définitif en 2012. Une note de synthèse résume les points essentiels de l’analyse de l’accident et donne les recommandations émises.

Cet accident a pour cause initiale un givrage simultané des trois sondes de pression dynamiques (tubes de Pitot, du nom de l’inventeur) qui fournissent aux calculateurs de bord une information qui sera traduite en vitesse indiquée sur les écrans des pilotes. Elles sont au nombre de trois car la norme (réglementation aéronautique) prévoit que l’occurrence de panne totale du système d’indication de vitesse, qui peut avoir des conséquences critiques (perte de l’aeronef et de ses occupants) ne doit pas excéder une fois par milliard d’heures de vol.

C’est évidemment un calcul de probabilités qui se justifie statistiquement. Or, les sondes « pitots » sont sujettes à des givrages depuis qu’elles existent. Pour empêcher ce givrage, elles sont réchauffées par une résistance électrique dont le rôle est de faire fondre les cristaux de glace qui pourraient obstruer le tuyau d’écoulement de l’air.

La panne de cette résistance est le cas le plus fréquent et on démontre que sa probabilité d’occurrence est d’une fois toutes les mille heures de vol. Comme la probabilité de panne d’un système ayant des composants indépendants et redondants se calcule en faisant le produit des probabilités d’occurrence de chacun des composants, on en installe trois pour satisfaire à la réglementation. (1000x1000x1000 = 1 milliard)

Toutefois, ce calcul ne vaut pas s’il existe une cause de panne commune aux trois sondes. Or, ce cas de panne totale était déjà survenu plusieurs dizaines de fois auparavant, heureusement sans de telles conséquences.

Pourquoi celle-là fut elle catastrophique ?

La note de synthèse résume l’enchaînement des faits et je vous invite à la consulter.

Le point crucial, et c’est celui que je voudrais commenter, est « l’absence de diagnostic de la part de l’équipage de la situation de décrochage et, en conséquence l’absence d’actions permettant de la récupérer »

Pourtant, ce qu’on appelle le « décrochage »est un phénomène basique. L’aile d’un avion est caractérisée par un profil aérodynamique qui permet aux filets d’air d’exercer une certaine pression sur la face inférieure de l’aile (intrados) et une dépression sur le dessus (extrados), la somme des deux créant ce qu’on appelle la portance de l’aile, qui permet à l’avion de tenir en l’air.

Cependant, cette portance varie suivant l’angle que fait l’aile avec la direction des filets d’air. Au delà d’une certaine « incidence » (l’angle en question) les filets d’air, jusque-là collés au profil de l’extrados, ont une tendance à se décoller. Cela a pour effet de passer d’un régime laminaire (toutes les particules d’air sont à la même vitesse et ont la même direction) à un régime dit « turbulent » qui se caractérise par des mouvements tourbillonnants qui n’aspirent plus l’intrados de l’aile vers le haut. Ce phénomène aérodynamique est appelé « décrochage » et tous les avions y sont sujets.

Il apparaît alors que le paramètre essentiel est l’angle d’incidence.

Les habitudes sont parfois dures à changer

Comme les avions sont nés bien avant la théorie aérodynamique, le paramètre de pilotage était la vitesse de l’appareil, car les premiers aviateurs avaient remarqué qu’il fallait une certaine vitesse pour décoller. Il constataient également qu’en dessous d’une certaine vitesse, l’avion ne tenait plus en l’air et on appelait le phénomène « perte de vitesse », qui se traduisait généralement par une abattée à piquer plus ou moins violente, souvent précédée de vibrations assez fortes appelées « buffeting ».

Cependant, la vitesse de décrochage d’un avion varie avec sa masse, alors que l’incidence de décrochage est toujours la même., puisqu’elle ne dépend que du profil aérodynamique.

L’angle d’incidence est un paramètre de pilotage fondamental.

Il se trouve que, depuis des décennies, une controverse est née. Certaines écoles de pilotage considéraient que l’assiette (l’attitude longitudinale) de l’avion, indiquée par les instruments gyroscopiques, devait rester le paramètre de pilotage principal alors que, depuis les années 70 et l’apparition des dispositifs de pilotage « tête haute », le pilotage au « vecteur-vitesse », donc à l’angle d’incidence, était beaucoup plus représentatif  de la trajectoire de l’avion.

La raison majeure était que l’assiette était la somme algébrique de deux angles, le premier étant la pente (trajectoire de l’avion) et le second l’angle d’incidence. On pouvait donc avoir, pour une même assiette, des pentes et des incidences différentes.

Ces précisions sont importantes car si l’équipage du vol AF 447 avait eu une indication d’incidence, il est probable qu’il aurait pu identifier la situation de décrochage. De surcroît, cette phase de vol ne faisait pas l’objet d’exercices sur le simulateur durant leur qualification. Ceci probablement parce que l’avion était protégé par des sécurités automatiques en cas de dépassement de l’incidence limite.

Or, il se trouve que la perte d’information de pression dynamique (vitesse) changeait la loi de pilotage des calculateurs, et désactivait notamment ces protections d’incidence. L’avion pouvait alors aller au décrochage.

Mais cette panne provoquait également l’apparition d’une alarme « survitesse » indiquant que la vitesse de l’avion était trop importante. L’apparition simultanée, en plus de toutes les autres alarmes transformant les planches de bord en « arbre de noël », de deux alarmes contradictoires (décrochage et survitesse) avait de quoi dérouter n’importe quel équipage.

Enfin, pour accentuer cette difficulté, la logique de fonctionnement de l’alarme de décrochage qui faisait qu’elle s’éteignait en dessous d’une certaine vitesse (pour ne pas provoquer d’alarme intempestive avion au parking) et se rallumait une fois cette limite dépassée a fait que, lorsqu’une action à piquer, qui aurait peut-être été salvatrice, était tentée, cette alarme réapparaissait. De quoi dérouter les plus expérimentés et installer un doute sur la véracité de cette alarme.

Malheureusement, l’absence d’indication d’incidence, alors que celle-ci était fournie aux calculateurs (trois sondes d’incidence installées) dans les instruments de bord, a probablement été l’une des causes aggravantes de cette catastrophe.

Ces choses, bien que déjà notées dans le rapport du BEA, méritent cependant d’être soulignées pour comprendre l’enchaînement fatal qui a entraîné ce drame.

Jean Goychman 

Crédit photo : DR

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12 réponses

  1. Explication claire d’une situation complexe. On est si habitué à constater que tout fonctionne [d’ordinaire !] qu’on a du mal à imaginer qu’un grain de sable ou un cristal de glace peut tout détraquer.

  2. Le vol AF 447 a effectivement eu ses 3 tubes de Pitot gelés en même temps, ce que vous présentez à juste titre comme origine de la catastrophe. Mais la vraie question est : pourquoi ont-ils gelé ? Parceque c’était un vol de nuit, qu’il y avait cette nuit là dans le pot au noir des cumulo-nimbus qui montaient très très haut, au dessus du niveau de vol de l’avion, et que les pilotes ne les ont pas détectés, ni à la vue (normal il faisait nuit noire), ni au radar météo (ça c’est pas normal sauf si on ne le regarde pas ou qu’il n’est pas en fonction). A la différence des autres avions volant cette nuit là dans la même zone qui ont tous eu besoin de se dérouter en changeant de cap pour éviter de rentrer dans des têtes de cumulo-nimbus qui auraient fait geler leurs tubes de Pitot, le vol AF 447 n’a pas une fois changé de cap et n’a donc pas évité la tête de cumulo-nimbus qui a fini par arriver droit devant lui, à une altitude telle qu’il est rentré en plein dedans. Ensuite les mauvaises réactions des pilotes trompés par des capteurs bloqués et non entrainés à ce type d’avaries ont fait le reste vers la catastrophe.

    1. Il n’y a pas de règle établie pour le givrage d’un tube de Pitot et cela peut se produire en ciel clair.
      En général, l’alarme vient de la résistance chauffante qui est inopérante. Les 3 à la fois sont beaucoup moins probables et on peut penser que ces sondes ont été modifiées, c’est qu’elles avaient un problème récurrents. On m’a parlé d’un trou d’évacuation de l’eau provenant de la glace fondue qui se colmatait car trop petit, et l’eau entrait dans le conduit pneumatique et pouvait se recongeler. Je n’en sais pas plus.

  3. Le pilotage « aux fesses » comme on le faisait jadis, ou sur les petits avions pour la formation des pilotes, ça n’existe plus. Maintenant il faut faire entièrement confiance aux « machines ». Résultat, l’Homme est un Soumis perpétuel à sa création matérielle. Et cela est général, et pas seulement pour les « pilotes d’avions ». Résultat, la catastrophe dans beaucoup de domaines. (Je suis un ancien pilote de chasse, et de présentation avion en voltige, pour moi cet accidents est dû aux pilotes et à leur formation)

    1. C’est tellement vrai ! Aujourd’hui dans les écoles de pilotage pour « petits avions » on n’apprend plus ni les 8 paresseux, ni les décrochages en virage… tout aux instruments et paramètres !
      Résultats on perd le sens de l’air et en situation critique, on se plante !

  4. Et le ressenti des pilotes existe-t-il dans ces avions où tout est géré par les ordinateurs ? On est obligé de s’en remettre à l’intelligence artificielle ( qui a aussi des avantages ) et quand l’information est déficiente, le danger commence….

  5. Qui était dans le cockpit lors du déclenchement de l’avertisseur de décrochage ? Pourquoi le buffeting n’ a t-il pas été identifié ? le variomètre indiquait-il une descente de l’appareil ? La poussée des réacteurs était elle mesurable ? Faire confiance aux instruments mais sans négliger le raisonnement humain.

    1. Il faut être conscient que lorsque les alarlmes sonores et visuelles arrivent toutes en même temps, il est quasiment impossible de faire un tri logique par ordre d’importance. L’alarme de décrochage s’est déclenchée, mais celle de survitesse également. Si ce n’est pas un décrochage haut (effet de Mach) elles sont exclusives l’une de l’autre. Que faire? La réponse est « rien » si on ne peut pas lever le doute.
      D’autant plus que l’avion ne pouvait pas décrocher et que cette configuration n’était apparemment même pas évoquée au moment de la phase « simulateur » de la qualification de type.
      Concernant le vario, tous ces paramètres sont intégrés dans l’écran PFD (Primary Flight Display) et ne sont pas très lisibles (une petite aiguille sur le coté)
      La question qui peut se poser est pourquoi le passage en loi de pilotage « alternate » ne conserve pas les protections d’incidence alors que les sondes d’incidence sont toujours actives?

  6. La première intelligence de l’Homme qui le sauvera de l’IA est son Intelligence primitive de la Survie. Jean restons pragmatique.

  7. Quand l’humain pilote à l’aveugle et que l’ordinateur est roi dans la cabine et qu’il peut faire croire qu’il va heurter l’étoile Sirius, alors que réellement, il pratique du ras-motte sur l’Atlantique. Cela paraît invraisemblable et pourtant !

  8. vu la confusion qui a régné dans le cockpit, aucun pilote n’est revenu au fondamental : pour voler, un avion a besoin d’une assiette et une puissance moteur…?

    1. Désolé de vous contredire, Breizh, mais l’assiette est un paramètre trompeur, et c’est tout le problème. L’assiette de l’avion est restée proche de l’horizontale (léger cabré de 2 à 5°) jusqu’à l’impact.
      Le paramètre essentiel, vital même, est l’incidence et aucun autre ne peut le remplacer.
      L’angle d’incidence devrait être indiqué dans tous les postes de pilotage.
      Même sur mon vieux Rallye, c’est l’incidence et elle seule qui commande les becs de bord d’attaque.
      Je sais, c’est une controverse qui dure depuis les années 70. Le pilotage à l’incidence est le pilotage au vecteur vitesse, qui intègre tout. C’est dommage que certaines « chapelles » à Air France s’y soient toujours opposées.

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