Décrochage dissymétrique en pilotage automatique par fortes turbulences lors de l'approche

Evénement : perte de contrôle momentanée,

décrochage sous AP et AT

Conséquences et dommages : aucun dommage

Aéronef : Boeing 737- 300

Date et heure : 2 mai 2009 à 7 h 13 UTC(1)

Exploitant : Europe Airpost

Lieu : en approche à environ 30 NM

au nord d'Antalya (Turquie)

Nature du vol : transport public de passagers (vol charter)

Personnes à bord : 2 PNT - 3 PNC - 110 passagers

Conditions météorologiques

dans la zone de l'évènement : l'image satellite(2) permet l'observation

d'un flux de sud-ouest bien soutenu

ainsi que la présence d'ondes orographiques

Déroulement du vol

Note : le déroulement du vol a été établi à partir des témoignages des pilotes et de l'analyse des paramètres du FDR. L'absence de l'enregistrement des données CVR (communications et alarmes sonores au poste de pilotage, notamment) et des données du contrôle aérien (transcription des communications) associée à l'absence d'enregistrement de certains paramètres avion (données invalides ou non usuellement enregistrées(3) sur le type d'avion) affectent la précision du scénario.

Le Boeing 737-300 immatriculé F-GFUF, indicatif FPO227, effectue la liaison Marseille - Antalya.

L'équipage de conduite débute la descente à 6 h 55 UTC, après un vol de 2 h 55 min. Le copilote est PF.

Le chef de cabine a confirmé au commandant de bord que la cabine était prête pour l'atterrissage et le personnel navigant de cabine est attaché.

L'équipage de conduite utilise le pilote automatique et l'automanette. Il indique que le radar météorologique de bord est utilisé en modes WX + TURB (weather + turbulence). Alors que l'avion survole une couche morcelée de cumulus à développement variable, il intercepte l'axe de la percée VOR-DME du QFU 18L qu'il capture à environ 50 NM de l'aérodrome d'Antalya.

L'antigivrage des réacteurs est mis en fonctionnement à 7 h 09 min 27, passant le FL 130 en descente à 240 kt. Peu après on observe de la turbulence : la vitesse varie entre 225 kt et 252 kt alors que les accélérations verticales varient entre + 0,54 g et + 1,62 g et les N1 entre 43 % et 77 %.

Le contrôleur demande à l'équipage de réduire vers la vitesse minimale d'approche. L'équipage indique sélecter 220 kt, soit 10 kt de plus que la vitesse d'évolution en lisse à la masse estimée(4). A 7 h 13 min 12, le pilote automatique passe en mode acquisition d'altitude et à 7 h 13 min 19, en tenue d'altitude à 11 000 pieds. L'équipage indique que l'automanette est en mode tenue de vitesse sélectée. La vitesse indiquée enregistrée est de 210 kt.

L'équipage de conduite indique observer un cumulus d'allure assez compacte d'environ 2,5 NM de diamètre sur l'axe de percée à environ 25 NM du seuil de piste ; son sommet est estimé à environ 12 000 ft et apparaît clairement sur l'image du radar météorologique de bord. Alors qu'il demande un évitement par la gauche où le ciel est moins « chargé », le contrôleur accorde un évitement par la droite.

A 7 h 13 min 33 et environ 30 NM de l'aérodrome, l'avion qui est en palier à 11 000 ft en lisse à 210 kt débute un virage d'évitement par la droite. Le pilote automatique est engagé en mode Heading (cap sélecté au MCP) et tenue d'altitude ; l'équipage de conduite indique que l'inclinaison sélectée au MCP est de 25°. L'automanette est engagée en mode tenue de vitesse et les N1 sont d'environ 63,5 %.

Entre 7 h 13 min 34 et 7 h 13 min 36, l'avion pénètre dans une zone turbulente occasionnée par la situation météo (l'accélération verticale varie entre + 0,5 g et + 1,36 g). A 7 h 13 min 38, alors que la vitesse indiquée est de 206 kt, une réduction des manettes est enregistrée, suivie d'une diminution de la poussée(5) ; les N1 atteignent 36,8 % et 32,8 % à 7 h 13 min 46 alors que la vitesse indiquée est de 199 kt et l'inclinaison d'environ 23°.

Les manettes sont avancées, vraisemblablement de manière manuelle(6), peu après qu'une accélération verticale de + 1,45 g soit enregistrée. La vitesse continue à diminuer alors que les réacteurs répondent à l'avancement des manettes.

A partir de 7 h 13 min 51, alors que la vitesse est de 187 kt, l'inclinaison augmente à droite avec un très important taux de roulis(7). L'équipage de conduite indique avoir entendu l'alarme « bank angle(8) » et perçu l'activation du vibreur de manche. A 7 h 13 min 52, l'inclinaison est d'environ 57° en augmentation et les N1 atteignent environ 98 % et 87 % ; une réduction des manettes de poussée est enregistrée.

L'automanette est désengagée à 7 h 13 min 53 alors que l'assiette diminue fortement. Le débattement enregistré des ailerons traduit un ordre de plein débattement à gauche au manche afin de contrer la perte de contrôle en roulis ; cet ordre est accompagné d'une déflexion à gauche de la gouverne de direction. Le pilote automatique passe en mode CWS Roll(9) puis est déconnecté environ deux secondes plus tard. L'inclinaison atteint son maximum de 102° à droite et la vitesse minimale de 181 kt est atteinte.

Note : entre 7 h 13 min 36 et 7 h 13 min 51, sous PA le « pitch trim » est passé de 5,5 à 6,5(10) alors que la vitesse diminuait de 210 kt à 187 kt et que l'assiette augmentait de 7° à 9,5°.

L'inclinaison décroit vers 90°, valeur maintenue 3 à 4 secondes, alors que l'assiette atteint - 24,8° à 7 h 13 min 57 avec une position à cabrer de la gouverne de profondeur. La vitesse augmente et le taux de descente est de l'ordre de - 7 000 ft/min ; l'équipage indique qu'à cet instant il est en IMC.

L'inclinaison à droite diminue puis l'avion s'incline à gauche jusqu'à environ 35°. La gouverne de profondeur se déplace à piquer. Le taux de descente maximal pendant l'événement enregistré est d'environ 12 000 ft/min. Les manettes de poussée sont avancées manuellement en butée.

La perte de contrôle en roulis a duré dix-huit secondes. L'altitude minimale atteinte au cours de l'événement est de 7 576 ft.

L'équipage rejoint l'altitude initiale de 11 000 ft et reprend la vitesse de manœuvre en lisse majorée de 10 kt (220 kt). Le pilote automatique est réengagé en fin de montée puis l'automanette.

A la demande du contrôle, l'équipage de conduite décrit le phénomène violent rencontré. A l'issue de l'atterrissage, à 7 h 27, les décollages sont interrompus et les avions à l'arrivée mis en attente pendant environ trente minutes.

Enseignements

Il n'a pas été possible de déterminer ni de quantifier précisément les causes de la forte augmentation du taux de roulis ayant entraîné la perte de contrôle en roulis et le décrochage de l'avion mais les marges par rapport au décrochage étaient réduites par la diminution de la vitesse en-dessous de la vitesse de manœuvre en lisse et l'inclinaison de l'avion.

Peu après l'enregistrement d'un facteur de charge normal de 1,45 g associé à la situation ondulatoire, la combinaison de l'augmentation manuelle rapide de la poussée (qui entraîne un couple à cabrer et une légère dissymétrie de la poussée dont la tendance est à augmenter le taux de roulis à droite) et de la vitesse faible (187 kt) a amené à la perte de contrôle en roulis et au décrochage de l'avion. L'équipage écarte l'hypothèse de la participation d'un givrage dissymétrique de la cellule.

Afin de revenir à des conditions normales de vol, le constructeur recommande de sortir du décrochage en poussant sur le manche et en s'aidant si nécessaire du stab trim à piquer et de la réduction de la poussée des réacteurs, puis de récupérer de la perte de contrôle en roulis en utilisant le plein débattement aileron et si nécessaire un léger ordre sur la gouverne de direction.

Une sensibilisation de l'équipage aux conditions météorologiques potentiel-lement ondulatoires sur le relief aurait accru sa vigilance concernant la surveillance notamment :

- du comportement des automatismes : automanette, stab trim ;

- des paramètres de vitesse, d'assiette et de N1.

Les mesures suivantes ont été mises en place par l'exploitant :

- intervention d'un météorologue de Météo France auprès des pilotes, sur les phénomènes météorologiques ;

- mise en place pour les pilotes d'une séance supplémentaire de quatre heures d'entraînement au simulateur ;

- sensibilisation des pilotes à la soudaineté et à la violence de certains phénomènes environnementaux pouvant dépasser la capacité de réponse des automatismes et nécessiter l'intervention de l'équipage de conduite sur les commandes manuelles de vol et de poussée.

(1)Sauf précision contraire, les heures figurant dans ce rapport sont exprimées en temps universel coordonné (UTC). Il convient d'y ajouter trois heures pour obtenir l'heure en Turquie le jour de l'événement.

(2)L'équipage ne disposait pas de cette image. Le dossier météorologique mis à sa disposition ne permettait pas de prévoir ce phénomène d'onde orographique. L'image satellite est portée en annexe.

(3)Paramètres invalides : vibreur de manche L et R, positions manches, efforts manches. Paramètre non enregistré : MCP speed (vitesse sélectée au bandeau supérieur), ordres aux manches, notamment.

(4)47,8 tonnes.

(5)Il est probable que cette réduction de poussée soit une réaction associée à une perturbation environnementale. L'analyse des paramètres enregistrés n'a pas permis de déterminer s'il s'agit d'une ascendance, d'un gradient de vent favorable ou autre.

(6)Le constructeur indique que le taux d'avancement des manettes est cohérent avec un surpassement de l'automanette par l'équipage.

(7)A cet instant la dissymétrie de poussée est d'environ 9 % (N1 GTR1 supérieur à N1 GTR2). Les valeurs de N1 sont enregistrées toutes les secondes.

(8)Seuil de déclenchement de cette alarme sonore : 35° d'inclinaison.

(9)Le mode roll command du pilote automatique ayant été surpassé.

(10)L'exploitant indique que cette variation représente environ six tours de volant à vitesse de déroulement réduite (volets rentrés).