Vol Air Algérie AH5017 : dans l’attente des conclusions des experts judiciaires

Les enquêteurs judiciaires vont prochainement rendre leur rapport sur l’accident du vol Air Algérie AH5017 survenu fin juillet 2014, au Mali (106 morts). Le rapport préliminaire des juges soulignait un possible état de fatigue de l’équipage, se basant sur la gestion des temps de vol par rapport au temps de repos tel que mis en place par la compagnie espagnole Swift Air, assurant le vol AH5017. Pour leur part, les enquêteurs techniques se sont contentés de la souligner sans pour autant la juger susceptible d’avoir eu un rôle dans le déroulé du vol AH 5017.

Nous vous proposons de revenir sur le synopsis de l’accident et sur les conclusions et recommandations de la commission d’enquête Malienne et du BEA. Leur rapport final attribue l’accident à la non sélection de la protection anti-givrage moteur, ce qui a conduit à un givrage des sondes Pt2, a une réduction de la poussée et donc de la vitesse, jusqu’au décrochage que l’équipage n’a pas reconnu comme tel et auquel il n’a donc pas réagit comme prévu par la formation et les procédures.

Dans la nuit du 23 au 24 Juillet 2014, le vol AH 5017 à destination d’Alger disparaissait une demi heure après son décollage de Ouagadougou (Burkina Faso); 100 passagers et 6 membres d’équipage perdaient la vie dans ce drame. Cette nuit là, un vaste système orageux lié à la zone de convergence intertropicale (ZCIT) s’étendait au Nord de Ouagadougou et affectait directement la route empruntée par le vol AH 5017 vers Alger via Gao (Mali).

L’étude du Rapport Final de la Commission d’Enquête du Mali et du BEA nous révèle les causes et circonstances qui ont conduit à cet accident, ainsi que les recommandations de sécurité qui ont été adressées à l’OACI, la FAA, l’EASA et Boeing.

Un vol Air Algérie opéré par l’espagnole SwiftAir

Le vol AH 5017 était effectué, dans le cadre d’un affrètement saisonnier, par le DC-9-83 (MD-83), immatriculé EC-LTV, exploité par la compagnie Espagnole SwiftAir. Le contrat d’affrètement prévoyait la location de l’avion ainsi que de son équipage technique et commercial, l’ensemble des opérations au sol et en vol étaient donc sous la responsabilité de SwiftAir, sous l’égide de son agrément d’opérateur d’aéronef (aircraft operator’s certificate ou AOC).

Les règlements applicables était donc les règlements Européens (en particulier les règlements EU-OPS et EU-FCL, pour les parties opérations et formation / qualification, respectivement) et les règlements Espagnols applicables.

Le contexte opérationnel

L’avion était arrivé à Ouagadougou – en provenance d’Alger – dans la soirée, suivant une route Nord-Sud via Gao (Mali) et le point de report EPEPO. Le contrôleur avait anticipé un départ par la même route (une de deux procédures possibles pour les départs vers le Nord) et avait préparé par anticipation les « strips » correspondants. Les « strips » sont des bandelettes de carton utilisées par les contrôleurs pour noter les instructions données à chaque avion.

La nuit du 23 au 24 Juillet 2014 un vaste système orageux, lié à la zone de convergence intertropicale (ZCIT) s’étendait au Nord de Ouagadougou jusqu’à Gao et englobait donc la route de départ passant par le point EPEPO, suivant la route aérienne G859, puis Gao. Cette situation météorologique était connue de l’équipage mais pas du contrôleur.

Le commandant de bord avait lui prévu un départ vers l’Est puis le Nord vers Niamey (NY), via la route aérienne G854, puis le point de report ROFER et la route aérienne UM608, contournant ainsi la zone convective ci-dessus. Un plan de vol reflétant ce choix avait été déposé (cette route était d’ailleurs la route standard des équipages de SwiftAir pour le vol retour Ouagadougou – Alger).

Lors de la réception de sa « clearance » (autorisation de route) proposant un départ direct vers le Nord, via EPEPO et Gao, le commandant de bord aurait pu exprimer son désaccord et demander un départ conforme à la demande de plan de vol, ce que les conditions météorologiques auraient pleinement justifié.

Le synopsis de l’accident

L’appareil décolle à 1h15 (heure locale) de la piste 22R de Ouagadougou, après un virage à droite il prend le cap 023° vers le point EPEPO. Le pilote automatique (PA) est engagé à 10,500 ft, l’auto-manette (A/THR) étant engagée depuis le décollage.

Durant la montée, l’équipage demande à trois reprises des altérations de cap, pour éviter des zones d’intense activité convective, avant de demander un cap 019° afin de revenir sur la route planifiée. Durant cette montée, ni les systèmes d’anti-givrage nacelles / moteurs, ni les systèmes de dégivrage cellule ne sont utilisés.

L’avion se met an palier au FL310 (environ 31,000 ft), un niveau de vol compatible avec la masse de l’avion et qui lui assure le niveau de performance requis même en cas d’utilisation de tous les systèmes anti-givrage / dégivrage. De plus, ce niveau de vol garantit une marge de manœuvrabilité lui permettant des évolutions sous 1.3 g ou 20° d’inclinaison (afin de faire face aux turbulences ou éviter une zone de mauvais temps intense).

La vitesse de croisière est initialement de Mach 0.740. Le pilote automatique maintient l’altitude sélectée en mode ALT HOLD et l’auto-manette maintient la vitesse sélectée en mode MACH.

Décrochage et descente en spirale

A partir de 1h38, des fluctuations de vitesse et d’EPR (paramètre de conduite des réacteurs) apparaissent. Les valeurs d’EPR mesurées et affichées aux pilotes restent élevées mais les valeurs de N1 (régime de rotation du corps basse-pression du réacteur) diminuent vers le ralenti (voir explication technique détaillée en Annexes 1 et 2).

La vitesse commence à régresser (diminuer), l’assiette et l’incidence commencent à augmenter sous l’action du PA qui agit à cabrer sur les gouvernes de profondeur, afin de tenter de maintenir l’altitude sélectée. Ce phénomène se développe jusqu’à 1h45, à ce moment, l’avion ne peut plus maintenir le vol en palier et commence à descendre (sa poussée disponible est en effet devenue inférieure à la poussée nécessaire au vol en palier).

Peu de temps après, l’avion décroche et part en virage à gauche avec une assiette à piquer de 80° et une inclinaison à gauche de 140° (soit en vol partiellement inversé).

Durant cette descente en spirale, les ordres du pilote sont à l’inverse de ceux que l’on attendrait pour sortir de cette situation ; il maintient en effet des ordres essentiellement à cabrer, ce qui maintient l’avion dans son état de décrochage et il maintient des ordres en roulis à droite (ce qui peut accélérer la rotation à gauche si l’avion est « en vrille »).

Le pilote ne semble pas avoir identifié la situation de décrochage et réagit en conséquence.

Les dernières données enregistrées à 1 h 47 ‘ 15  » sont :

• altitude (standard) : 1601 ft,
• vitesse indiquée : 384 kts,
• assiette : 58° à piquer,
• inclinaison : 10° gauche,
• cap magnétique : 099°.

L’enquête menée par le Mali

L’accident s’étant produit près de la ville de Gossi en territoire Malien, la responsabilité de l’enquête de sécurité incombe donc au Mali (state of occurrence). Une Commission d’Enquête sur les Accidents et Incidents d’Aviation Civile est constituée sous l’autorité du Secrétariat Général du Ministère de l’Equipement, des Transports et du Désenclavement.

Cette commission d’enquête a publié les rapports suivants :

• Rapport d’Etape, du 20 Septembre 2014,
• Rapport Final, du 22 Avril 2016.

Les divers éléments de cet article reflètent les faits, analyses et conclusions figurant dans ces rapports.

Une perte de contrôle identifiée

L’accident du vol AH 5017 apparait donc comme étant le résultat d’une perte de contrôle consécutive à la séquence d’évènements suivants :

• givrage des sondes Pt2 moteurs gauche et droit,
• réduction de la poussée vers le ralenti, par l’auto-manette, en réponse à des valeurs erronées (surestimées) de l’EPR mesuré,
• régression de la vitesse,
• maintien de l’altitude de croisière au prix d’une augmentation d’assiette et d’incidence,
• perte d’altitude, lorsque le vol en palier ne peut plus être maintenu,
• décrochage,
• virage engagé ou vrille jusqu’à l’impact avec le sol.

Il est à noter que les systèmes anti-givrage moteurs et dégivrage cellule n’ont pas été activé durant le vol, ni durant la montée, ni durant la croisière.

Il est probable que l’équipage n’ait pas identifié la situation critique qui se développait ni reconnu la situation de décrochage (ce qui explique qu’il n’ait pas appliqué les actions classiques de récupération).

Par ailleurs, l’enquête n’a identifié aucun manquement de la compagnie dans son respect des divers règlements Européens et Espagnols applicables ; aucune recommandation de sécurité n’a donc été émise concernant la compagnie SwiftAir.

Seule une adaptation dans la mise en œuvre des temps de vol / temps de repos a été identifiée, mais elle n’a pas été jugée susceptible d’avoir eu un rôle dans le déroulé du vol AH 5017.

Recommandations de sécurité – Généralités

Les recommandations de la commission d’enquête ont été publiées en deux temps :

• Recommandations de sécurité adressées à la FAA et à l’EASA le 10 Juillet 2015,
• Recommandations de sécurité contenues dans le Rapport Final du 22 Avril 2016.

Le Rapport Final rappelle également les recommandations de sécurité émises suite aux deux évènements similaires antérieurs suivants :

• Incident du MD-82 de Spirit Airways, le 4 Juin 2002,
• Accident du MD-82 de West Caribbean Airways, le 16 Août 2005.

Recommandations de sécurité – Givrage des sondes Pt2

Recommandations de sécurité du 10 Juillet 2015 (lettre à la FAA et l’EASA) :

• modification du manuel de vol des avions de type MD80 pour attirer l’attention des équipages sur les risques liés au givrage possible du capteur de pression Pt2 à l’altitude de croisière, y compris en l’absence de signes visibles de givrage, notamment lorsque le système d’anti-givrage des moteurs n’est pas activé, et leur fournir les moyens de détecter rapidement une indication erronée d’EPR et d’y remédier,
• étude du besoin d’action similaire pour d’autres avions équipés de moteurs faisant appel aux mêmes principes de gestion de la poussée.

Recommandations de sécurité du 22 Avril 2016 (Rapport Final) :

• étude de la faisabilité d’un système d’anti-givrage permanent des capteurs Pt2 sur MD80, indépendant de l’activation des systèmes anti-givrage moteurs et dégivrage cellule,
• révision de la procédure FCOM (Flight Crew Operating Manual) concernant l’anti-givrage moteur (Engine Anti Ice) pour souligner la difficulté de détecter la présence de cristaux de glace dans l’atmosphère, en particulier la nuit, et pour clarifier le critère d’activation de l’anti-givrage moteurs dès que la TAT (Total Air Temperature) est inférieure à + 6° Celsius, indépendamment de la présence ou non d’humidité visible et/ou d’accrétion de givre/glace sur les essuie-glaces.

Recommandations de sécurité – Reconnaissance et récupération du décrochage

Recommandations de sécurité du 22 Avril 2016 (Rapport Final) :

• description dans la documentation des particularités de décrochage en croisière des avions du type MD80, en particulier l’apparition tardive de vibrations (buffet) et l’activation tardive du vibreur de manche et de l’alarme de décrochage … ainsi que l’absence de déconnexion du pilote automatique à l’approche du décrochage ou durant celui-ci,
• enseignement des particularités ci-dessus durant la qualification de type et rappel durant les séances de maintien des compétences,
• fourniture aux fabricants de simulateurs de données représentatives leur permettant de mieux simuler l’activation du vibreur de manche et de l’alarme de décrochage, ainsi que la non-déconnexion du pilote automatique après décrochage, à basse altitude et à l’altitude de croisière,
• contrôle de la représentativité des simulateurs, en accord avec les recommandations ci-dessus,

• étude de la faisabilité d’une logique du pilote automatique pour la déconnexion automatique de celui-ci en cas de détection de l’approche du décrochage par les systèmes avion.

Recommandations de sécurité – CVR (Cockpit Voice Recorder)

Recommandations de sécurité du 22 Avril 2016 (Rapport Final) :

• modification de la procédure de maintenance du CVR (effectuée toutes les 3600 h / 15 mois) pour s’assurer que toutes les chaines d’enregistrement soient testées, y compris la chaine du microphone d’ambiance,
• vérification de la bonne prise en compte de cette procédure révisée par les exploitants concernés.

Recommandations de sécurité – SAR (Search and Rescue)

Recommandations de sécurité du 22 Avril 2016 (Rapport Final) :

• mises en place de plans de coordination SAR concernant les zones limitrophes dépendant de plusieurs centres de contrôle régionaux et contrôle de l’efficacité de ces plans par des exercices réguliers.

Suivi des recommandations de sécurité relative à des évènements similaires antérieurs

La commission d’enquête a souhaité s’assurer du statut des recommandations de sécurité émises par les autorités Vénézuéliennes et le NTSB suite à l’accident du MD-82 de West Caribbean Airways et de l’incident du MD-82 de Spirit Airways, tous deux présentant des similarités avec l’accident du vol AH 5017.

Recommandations de sécurité liées à l’accident du vol West Caribbean Airways, le 16 Août 2005, au Venezuela :

• formation des équipages et agents d’exploitation à l’utilisation des tables de performance et marges d’altitude, afin d’éviter le décrochage à haute altitude,

 

• entrainement des équipages à la récupération d’un décrochage à haute altitude,
• amplification des programmes d’entrainement des équipages concernant les variations d’incidence à haute altitude, les différentes configurations du système auto-manette, les systèmes d’anti-givrage / dégivrage, et le contrôle de l’énergie en termes d’altitude / vitesse,
• extension des marges d’activation des alertes et avertissements (vibreur de manche et avertisseur de décrochage) afin de donner à l’équipage plus de temps / plus de marge pour percevoir l’alerte et y réagir,
• évaluation de la faisabilité d’une nouvelle alarme sonore et visuelle en cas de déficit de performance (en termes d’énergie).

A la date du 22 Avril 2016, ni la FAA, ni Boeing, ni l’EASA n’avait répondu à ces recommandations de sécurité !

Recommandations de sécurité liées à l’incident du vol Spirit Airways, le 2 Juin 2002 :

• publication par la FAA d’un bulletin d’information attirant l’attention des équipages sur les risques de givrage des capteurs Pt2 (signes de givrage, effet sut l’avion et ses performances, utilisation du système d’anti-givrage moteurs) ; cette recommandation est considérée comme satisfaite par la publication des bulletins suivants :- InFO (Information For Operators), N° 08033, émis par la FAA le 30 Juin 2004 et révisé le 16 Mai 2008,- FOB (Flight Operations Bulletin), N° MD-80-02-02A, publié par Boeing le 6 Août 2002,

• continuation des recherches pour le développement d’un détecteur de givrage de la sonde Pt2, pour installation sur les nouveaux modèles mais également sur les avions en service ; la US FAA a considéré cette recommandation de sécurité comme non pertinente au vu de ses répercussions techniques et économiques, et a considéré que les nouveaux standards de certification constituaient un moyen équivalent de conformité.

Comme on peut le constater dans les deux évènements ci-dessus, les recommandations de sécurité émises à la suite d’un incident ou accident ne sont pas toujours prises en compte et mises en œuvre par les entités auxquelles elles s’adressent … et ne font pas toujours l’objet d’une réponse documentée à l’intention de la commission d’enquête émettrice !

Conclusions de la rédaction

L’enquête conduite par la commission d’enquête Malienne, assistée du BEA, s’est attachée à analyser les faits et circonstances liés à l’accident du vol AH 5017, mais a également revisité les conclusions et recommandations de sécurité se rapportant à deux évènements antérieurs (un accident et un incident) montrant de grandes similarités avec l’accident étudié.

Il est à regretter que plusieurs des recommandations de sécurité émises à la suite de ces deux évènements antérieurs soient restées sans réponses de la part des entités auxquelles elles étaient adressées. Par ailleurs, l’enquête relative à l’exploitant SwiftAir n’a révélé aucune non-conformité par rapport aux règlements Européens et Espagnols applicables.

Michel Trémaud

 

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Annexe 1

A propos de l’EPR

Le paramètre de conduite (d’affichage de la poussée) sur les moteurs à réaction peut être exprimé de deux façons :

• en termes de N1, la vitesse de rotation du corps basse-pression,
• en termes d’EPR qui représente le rapport des pressions totales (dynamiques) entre la sortie et l’entrée du réacteur.

Le choix de l’un ou l’autre de ces paramètres est un choix souvent « historique » pour chaque fabricant de réacteur.

En ce qui concerne l’EPR, la pression totale d’entrée est connue sous l’appellation Pt2 (pression totale à la station 2 – l’entrée du fan) et est mesurée, sur le réacteur JT8D-219 par une sonde unique située au centre du cône d’entrée d’air. La pression totale de sortie est connue sous l’appellation Pt7 et est mesurée par plusieurs sondes réparties à la station 7 – la sortie de la turbine basse pression.

Un transmetteur EPR calcule le rapport Pt7 / Pt2 et l’envoie à l’avion pour affichage et pour utilisation par les calculateurs de poussée limite et d’auto-manette.

La sonde Pt2 est protégée du givrage (de façon préventive – concept « anti-ice ») par une circulation d’air chaud prélevé sur le compresseur du réacteur.

En cas de givrage de la sonde Pt2, la valeur de Pt2 diminue et le rapport Pt7 / Pt2 (donc, l’EPR) augmente … mais cette valeur erronée (surestimée) ne représente plus la poussée réellement délivrée par le réacteur.

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Annexe 2

A propos du système auto-manette

Comme indiqué dans l’article intitulé Pilote automatique – Avatar du pilote ?, en croisière le pilote automatique maintient l’altitude sélectée en agissant sur les gouvernes de profondeur pour ajuster l’assiette (pitch attitude), le maintien de la vitesse est donc confié à l’auto-manette qui ajuste la poussée (l’EPR) pour maintenir la vitesse sélectée.

Les modes correspondants sur le MD-83 sont le mode PA « ALT HOLD » et le mode A/THR « MACH SEL ».

De plus, tout en ajustant la poussée comme nécessaire, l’auto-manette du MD-83 s’assure que l’EPR affiché ne dépasse pas la valeur limite (EPR LIM) pour la phase de vol considérée (CR, en croisière). Si tel est le cas, l’auto-manette limite son action pour maintenir l’EPR affiché égal à la valeur EPR LIM ; ceci est indiqué au pilote pas une transition du mode MACH vers le mode MACH ATL (Autothrottles Thrust Limit).

Lors du vol AH 5017, plusieurs transitions du type MACH / MACH ATL / MACH ont été observées, ce qui peut s’expliquer par des valeurs erronées (surestimées) de l’EPR mesuré, résultant d’un givrage des capteurs Pt2.

Comme indiqué ci-dessus, si par suite du givrage des sondes Pt2, les valeurs d’EPR mesurées augmentent au point de dépasser la valeur EPR LIM, l’auto-manette réduits la poussée (donc les manettes) autant que nécessaire pour essayer de ramener la valeur d’EPR mesuré sous la valeur limite … mais dans un tel cas de givrage cette action n’a pas un effet direct sur l’EPR mesuré, la réduction va donc se poursuivre et progressivement ramener les manettes de poussée vers et jusqu’au ralenti … entrainant une réduction significative de poussée … donc de vitesse.

Dans une telle situation, l’avion va dans un premier temps maintenir le vol en palier mais au prix d’une augmentation d’assiette et d’incidence (pour maintenir le bilan de sustentation) puis, ne pouvant plus maintenir le palier, il va commencer à descendre … puis décrocher, surtout si le PA ou le pilote maintient un ordre à cabrer pour tenter de conserver l’altitude sélectée.

C’est cette séquence d’évènements qui a conduit à la perte de contrôle du vol AH 5017.