L’accident de l’Airbus A380 d’Air France en 2017 remet en cause la conception des moteurs aéronautiques

Les motoristes ont du pain sur la planche. Si l’on en croit Rémi Jouty, le directeur du BEA, ils vont devoir revoir la conception de pièces critiques sur les turboréacteurs destinés aux gros-porteurs. L’enquête sur l’accident du vol Air France AF066 – un Airbus A380 – apporte des éléments nouveaux sur l’utilisation d’un alliage de titane.

Equipé de quatre moteurs Engine Alliance GP7200, l’A380 décolle de Paris le 30 septembre 2017 à destination de Los Angeles. Au-dessus du Groenland, le moteur n°4 (extérieur droit) subit une sérieuse avarie : le module de soufflante éclate, les fragments sont éjectés essentiellement vers le haut et vers le bas. Aucun des 521 occupants n’est touché, la cellule souffre peu. L’équipage se déroute vers Goose Bay, au Canada.

Incident ou accident ?

La panne est considérablement plus grave que les incidents moteurs classiques et Rémi Jouty décide de la classer dans la catégorie des accidents. « Une fraction de seconde plus tôt, les débris partaient vers la gauche et vers la droite… et l’avion finissait par terre », ajoute-t-il durant une rencontre avec l’association des journalistes professionnels de l’aéronautique et de l’espace (AJPAE). Pénétration de la cellule, endommagement du longeron d’aile, des gouvernes ou des commandes de vol : l’avion aurait pu se disloquer en vol ou devenir incontrôlable.

Le rapport final est publié fin septembre 2020. Il révèle qu’un problème de métallurgie est à l’origine de l’éclatement moteur. Il ne s’agit pas d’un défaut de fabrication. Plus ennuyeux, un alliage que l’on pensait insensible à un certain type de fatigue peut en réalité en subir les effets néfastes. Du maintien long d’une contrainte est née la fissure fatale au moyeu de soufflante.

Autrement dit, un alliage de titane que l’on croyait sûr laisse apparaître une faiblesse – certes longtemps cachée – inacceptable.

Un alliage de titane en question

Dans les années 1970, des moyeux de soufflante ont connu des ruptures prématurées pour cette même raison. Un nouvel alliage a alors été mis au point. A la date de certification du GP7200, en 2005, on pensait qu’il avait fait ses preuves.

Dès le départ, la composition chimique de l’alliage était censée garder la pièce exempte de fissure. Des échantillons étaient prélevés pendant la fabrication afin de vérifier l’absence de grande zone de fragilité (l’ordre de grandeur étant un carré de 100 microns de côté). Un nombre significatif d’heures de vol avait été accumulées sans incident.

Cette démonstration vient d’être invalidée.

Un doute aurait pu être émis en 2010 et déclencher des études approfondies sur l’alliage incriminé.

Un constructeur (que le BEA ne nomme pas) « a développé ses propres critères pour la prise en compte de la fatigue par maintien [et] cette découverte n’a pas fait l’objet d’un partage avec la communauté des motoristes. » Le BEA regrette vivement cette situation.

Rémi Jouty s’inquiète pour les moteurs les plus gros, ceux qui équipent les long-courriers. La combinaison d’une forte poussée et d’une soufflante toujours plus imposante – synonyme de consommation réduite – conduit à la conception de moyeux agrandis. En même temps, les motoristes cherchent à limiter au minimum la masse de ces pièces critiques.

La probabilité qu’une grande zone de fragilité se crée à la forge augmente avec la taille de la pièce. On sait maintenant que de tels points faibles sont inhérents à la métallurgie de cet alliage de titane. On peut en tenir compte et concevoir une pièce sûre. En revanche, sans cette connaissance et si on dimensionne la pièce au plus juste afin de l’alléger, on risque de laisser des marges trop minces.

Chères inspections

Après l’accident, les moyeux similaires ont été inspectés. Des deux mis au rebut, un ne présentait pas de dommage extérieur, suggérant un problème identique de fatigue.

Un régime d’inspection périodique est désormais en vigueur. Il implique de déposer les aubes de soufflante tous les 330 cycles (une fréquence considérée comme élevée, un vol engendrant un cycle). Cette procédure est coûteuse en main-d’oeuvre et en immobilisation de l’avion.

De quoi motiver davantage encore les motoristes pour se pencher sur la conception des moyeux. Ils devront faire des concessions en matière de dimensionnement au sens large, estime Rémi Jouty. Ils pourraient devoir accepter des géométries différentes et des masses plus importantes.

Thierry Dubois