Etude du cas de l'AF447
L'AF447 est le vol d'Air France reliant Rio à Paris et qui s'est écrasé en mer le 1er juin 2009 suite à un décrochage. L'avion était un Airbus A320-200 (2ème modèle plus vendu dans le monde) de la compagnie Air France immatriculé F-GZCP. L'avion était presque neuf car à la sortie d'usine en mars 2007, le bilan de sécurité de cet Airbus A330 est exemplaire. Ce crash aura causé la mort de 228 personnes dont 12 membres d'équipage, faisant de cet accident le plus meurtrier de l'histoire de la compagnie Air France. La profondeur et l'incertitude du lieu du crash n'ont pas permis de retrouver les boites noires de l'appareil durant la période où elles émettent un signal ultrason afin de les localiser. Les recherches de l'appareil et des boites noires du vol AF447 ont duré près de deux ans en mettant en oeuvre des moyens aériens, maritimes et sous-marins importants. Finalement, l'épave et les deux boites noires ont été retrouvées au printemps 2011, à une profondeur de 3 900 m, grâce à un robot sous-marin. Les données des boites noires en ont été extraites le 16 mai 2011 afin d'être analysées. Les experts ont ainsi pu conclure que la cause principale de l'accident serait un decrochage en haute altitude consécutif à une perte des indications de vitesse par givrage des sondes Pilot, ayant induit une réaction inappropriée des pilotes. Pour comprendre comment cet accident s'est produit, nous allons tout d'abord étudier le comportement des pilotes lors des dernières minutes de vol ainsi que les raisons techniques qui ont rendu ce crash irréversible.
Premièrement, l'équipage du vol 447 comprend trois pilotes: un commandant de bord et deux copilotes. Quelques minutes avant le crash, le commandant de bord est remplacé en place gauche par le premier copilote. Le commandant de bord est allé se reposer en cabine de repos (il n'est plus dans le cockpit). Le deuxième copilote (le moins expérimenté des trois) assis à droite est alors aux commandes (pilote en fonction, PF). Il devient du fait de ce statut et de l'absence du commandant le responsable du vol. En effet, bien que ce point n'ait pas été explicitement défini par le commandant avant son départ en repos, les règles stipulent qu'en l'absence du commandant, le PF est dépositaire de l'autorité du commandant. L'avion est sous pilotage automatique. Il est dans les nuages au niveau de vol 350 (ce qui correspond à une altitude d'environ 35 000 pieds), il est entré dans la zone de convergence intertropicale où se trouvent des cumulonimbus s'élevant jusqu'à 15 km. Les pilotes s'attendent à des turbulences : ils modifient légèrement la trajectoire vers la gauche.
A 2h10, les sondes Pilot sont bouchées à cause de la préséance de glace (la sonde du commandant givre pendant 29 s, celle du copilote pendant 57 s) provoquant ainsi le désengagement du pilote automatique. A intervalle de quelques secondes l'alarme de décrochage se déclenche (Voir la vidéo sur l'avertisseur de décrochage) mais les pilotes ne savent pas comment réagir.
Pour essayer de redresser l'appareil, les pilotes exercent des actions sur le manche relativement importantes notamment vers l'arrière (action à cabrer). L'alarme de décrochage se déclenche une seconde fois. L'appareil prend de l'altitude et atteint 37 924 pieds. Le copilote PNF indique qu'il faut « redescendre ». Le pilote en fonction exerce quelques actions à piquer (en poussant sur le manche) ce qui ralentit la montée, mais pas suffisamment pour l'arrêter complètement ni a fortiori pour redescendre. La vitesse diminuant avec la prise d'altitude (transfert d'énergie), l'incidence de l'avion augmente pour maintenir la portance (cf Schema de la fonction de Cz et étude de l'incidence de l'aile en 5 points)
Au-delà d'un certain stade, l'incidence devenant trop importante, l'appareil décroche, ce qui ne semble pas avoir été détecté par l'équipage. En effet, alors qu'il faut pousser sur le manche pour abaisser le nez de l'avion et sortir du décrochage, l'action des pilotes a surtout consister à cabrer jusqu'à l'impact. L'avion subit une chute et touche la surface de l'eau à une vitesse de 293 km/h. Maintenant que nous avans étudié le comportement des membres de l'équipage, passons aux causes techniques de l'accident.
Tout d'abord les conditions météorologiques sont mauvaises, le givrage va dans un premier temps augmenter la masse de l’avion par son accumulation. Ensuite, il modifie le profil de l’aile avec la masse de givre formée sur le bord d'attaque, donc le Coefficient de portance maximum (Czmax) diminue fortement. En conséquence, la vitesse de décrochage de l’avion augmente.
De plus, le dépot de givre n’est pas toujours homogène sur l’avion, les stabilités longitudinale et latérale sont diminuées ce qui rend donc l’avion moins contrôlable. Enfin dernier problème plus grave, l’alarme et avertisseur de décrochage ne peuvent pas se déclencher car la glace est venue bloquer la palette ou obstruer le sifflet, sans parler des tubes pitots qui donnerons des informations erronées de la vitesse. Il est donc impératif de dégivrer son avion, de préférence avant le décollage, car même une fine pellicule peut modifier le profil de l’aile (cf situation de décrochage).
L'avion n'ayant pas un vitesse suffisament importante pour pouvoir monter en altitude, il subit un décrochage en « parachute »: il ne subit aucune abattée et aucun phénomène en particulier. Le nez reste pointé vers le ciel, gardant une assiette à monter. Ce dernier est un décrochage insidieux, car seuls les instruments permettent d’identifier le décrochage.
Ce type de décrochage est typique des profils en flèche des avions de ligne modernes, où les filets d’air se décollent au saumon en premier. De ce fait, le contrôle de l’avion aux ailerons est fortement réduit, le décrochage est instable. Il est donc plus dangereux et vicieux que le décrochage subissant une abattée. Ailerons est fortement réduit, le décrochage est instable.
A cause d'erreurs de pilotage et de condition non favorables, trois minutes et trente secondes après le début du décrochage, l'appareil heurte la surface de l'eau avec une vitesse sol (horizontale) de 107 noeuds (195 km/h), une vitesse verticale de -10 912 pieds/minute (220 km/h). Ce qui fait une vitesse vraie de 294 km/h. L'assiette était de 16,2° à cabrer, le roulis était de 5,3° à gauche et le cap magnétique était de 270°. Durant cette chute, l'avion avait effectué un virage sur la droite de plus de 180°. Les enregistrements s’arrêtèrent à 2 h 14 min 28 s. L'épave sera retrouvée à la position 3° 03.9' N 30° 33.78' O.
L'appareil se fragmente aussitôt de manière importante. Il n'y a pas de signe d'incendie. Les débris les plus denses coulent le plus rapidement et touchent d'abord le fond océanique plat constitué de sédiments argileux à 3 900 mètres de profondeur. Les autres débris moins denses se répartissent sur un alignement de plusieurs centaines de mètres en direction de l'ouest-sud-ouest. Un morceau de fuselage de 7 mètres avec des hublots coule 2,5 km plus loin.
