Turbulences fortes en croisière, perte de contrôle momentanée de la trajectoire par l'équipage

Déroulement du vol

Note : les éléments suivants sont issus de données enregistrées dans le FDR et l'enregistreur de maintenance (DAR) ainsi que de témoignages. L'enregistrement phonique de l'événement (CVR) n'est pas disponible.

L'équipage décolle de l'aéroport d'Antananarivo (Madagascar) à 22 h 45 à destination de l'aéroport de Paris Charles de Gaulle.

A 23 h 10, il reçoit un message ACARS lui décrivant les images satellite de 22 h 30. Il comprend qu'il rencontrera des zones fortement convectives jusqu'au parallèle 12° 30' S, puis que ces zones seront plus isolées jusqu'au point DV (voir figures 1 et 2 ci-après) et que, passé ce point, il ne rencontrera pas de turbulences jusqu'au parallèle 2°30' S.

Plusieurs évitements sont effectués lors de la traversée des zones fortement convectives.

Dix minutes après le passage du parallèle 12°30' S, le pilote en fonction (PF) modifie l'échelle de son écran de navigation (ND) de 40 NM vers 160 NM : les échelles des deux ND sont alors réglées sur 160 NM. L'équipage indique qu'il est en ciel clair avec vue des étoiles. Il précise qu'il règle l'inclinaison du radar météorologique (ou « tilt » : angle entre l'horizontale et le milieu du faisceau radar) sur - 1,5° et qu'il fait régulièrement varier ce réglage ainsi que celui du gain(1) afin de surveiller les cellules.

Alors que l'avion est en croisière au FL360, le contrôleur de Dar Es Salaam demande à deux reprises à l'équipage s'il peut monter au FL380. Ce dernier refuse afin de maintenir une marge suffisante par rapport au niveau de vol maximal recommandé (REC MAX). Le pilote automatique et l'auto-poussée sont engagés. Les directeurs de vol (FD) sont affichés. Les modes ALT et NAV sont actifs et l'auto-poussée est en mode SPEED.

Environ six minutes après le passage du point DV, le Mach est de 0,81 et commence à augmenter. Le PF modifie l'échelle de son ND de 160 NM vers 80 NM et indique qu'il sélectionne un tilt de - 1,5°. Il aperçoit ensuite un éclair, puis un nuage sur la droite de l'avion. Il ne voit aucun écho sur l'écran du radar météorologique.

Le Mach atteint 0,83. L'équipage sélectionne un Mach de 0,8, puis de 0,78 et sort les aérofreins pendant environ quinze secondes. Le Mach diminue jusqu'à 0,79 puis remonte à environ 0,82.

L'équipage aperçoit ensuite un éclair droit devant, puis ressent de violentes turbulences. Le PNF indique qu'il allume les consignes lumineuses demandant aux passagers d'attacher leur ceinture.

Dans les turbulences, l'incidence augmente jusqu'à provoquer le désengagement du pilote automatique. Le PF annonce « AP OFF » puis saisit les commandes. Pendant toute la traversée de la zone convective, l'avion monte malgré les ordres principalement à piquer du PF.

Le pilote automatique est réengagé mais se désengage automatiquement. L'auto-poussée se désengage automatiquement. Le PNF, voyant le PF très occupé par le maintien de la trajectoire, décide de désengager l'auto-poussée et de sélectionner 90 % de N1. Il n'était pas conscient que le dispositif était déjà désengagé.

L'équipage stabilise l'avion au FL380, niveau maximal atteint pendant les turbulences et commence à descendre dix secondes plus tard. Le PF réengage le pilote automatique et le reste du vol se déroule sans incident.

Au cours des turbulences fortes qui ont duré environ quarante secondes :

- l'assiette longitudinale a varié de - 6° à + 11° ;

- le Mach a varié entre 0,77 et 0,83 ;

- l'incidence a été comprise entre - 0,7° et + 10,2° ;

- l'angle de roulis a été compris entre - 16° et + 31° ;

- la vitesse verticale a atteint une valeur maximale d'environ + 8 500 ft /min ;

- le facteur de charge vertical a été compris entre + 0,02 g et + 2,28 g ;

- le facteur de charge latéral a été compris entre - 0,16 g et + 0,17 g ;

- les barres de tendance des directeurs de vol ont disparu et sont réapparues plusieurs fois ;

- le PF a donné principalement des ordres à piquer (notamment pendant dix secondes consécutives, après la déconnexion du pilote automatique).

Le constructeur indique que l'avion est resté dans le domaine de vol pendant toute la durée de l'incident.

Conclusion

L'incident est dû à la non-détection d'une zone convective lors de la formation rapide d'un cumulonimbus en zone intertropicale. Cette zone était particulièrement difficile à détecter en raison du développement extrêmement rapide de la cellule.

L'absence de moyens de bord et d'outils à la disposition du CCO permettant de détecter de manière plus fiable et efficace les cellules convectives en formation a contribué à? l'incident. Un réglage inapproprié de l'échelle du ND n'a pas placé l'équipage dans des conditions optimales de détection. Compte tenu du développement extrêmement rapide de la cellule, il n'est pas certain qu'une telle détection ait été possible sans une surveillance active du radar météorologique embarqué à l'approche de la zone de turbulences.

La réaction appropriée de l'équipage sur les commandes de vol lui a permis de garder un bon contrôle de l'avion dans des conditions de vol devenues soudainement très difficiles.

Recommandations

Rappel : conformément aux dispositions de l'article 17.3 du règlement n° 996/2010 du Parlement européen et du Conseil du 20 octobre 2010 sur les enquêtes et la prévention des accidents et des incidents dans l'aviation civile, une recommandation de sécurité ne constitue en aucun cas une présomption de faute ou de responsabilité dans un accident, un incident grave ou un incident. Les destinataires des recommandations de sécurité rendent compte à l'autorité responsable des enquêtes de sécurité qui les a émises, des mesures prises ou à l'étude pour assurer leur mise en œuvre, dans les conditions prévues par l'article 18 du règlement précité.

La traversée d'une zone convective, associée à de très fortes turbulences, entraîne une variation de nombreux paramètres (assiette, incidence, attitude, vitesse, vitesse verticale, facteurs de charge, altitude) qui, combinée à des actions inappropriées d'un équipage surpris, pourrait amener l'avion à sortir de son domaine de vol.

Cet incident a mis en évidence que l'installation d'un modèle de radar technologiquement plus évolué aurait probablement aidé l'équipage à détecter la cellule convective, sans toutefois le dispenser d'une surveillance active de la situation météorologique.

En conséquence, le BEA recommande que :

- l'AESA, en liaison avec les autorités nationales, conduise des études préalables au déploiement éventuel des outils de dernière génération en matière de détection de cellules convectives sur l'ensemble de la flotte des exploitants ; [Recommandation FRAN-2013-055]

- l'AESA et la FAA veillent à ce que les constructeurs aéronautiques poursuivent leur effort dans le développement de moyens de détection de cellules convectives plus efficaces. [Recommandation FRAN-2013-056]

(1)Les réglages du tilt et du gain ne sont pas des paramètres enregistrés au FDR.