Sécurité aérienne - Nouvelles 1/2005

Sécurité du système

Les freins : Qu'est-ce qui vous arrête?

par Rob Laporte, inspecteur de la sécurité de l'aviation civile, Sécurité du système, Transports Canada, Région de l'Ontario

Vous êtes-vous déjà demandé ce qui vous arrêtait? Qu'il s'agisse d'un Airbus A-340 ou d'un aéronef de construction amateur, les freins servent aux manoeuvres au sol, au stationnement et à l'arrêt de l'aéronef après l'atterrissage ou après un décollage interrompu. Les freins fonctionnent grâce à l'application d'une force de friction contre le train principal afin de ralentir et de stopper la rotation des roues. Cette friction absorbe l'énergie cinétique (KE) de l'aéronef et la convertit en énergie thermique. Les freins d'un aéronef doivent posséder un indice de rendement minimal équivalant à l'énergie cinétique générée par l'aéronef à la masse et à la vitesse maximales à l'atterrissage.

Dans le cas des gros porteurs, le potentiel d'énergie thermique est si élevé que les roues comprennent des bouchons de suppression thermique qui fondent en cas de surchauffe afin de permettre aux pneus de se dégonfler, évitant ainsi l'éclatement des pneus en raison de la surpression. De nombreux types de gros appareils possèdent des capteurs de température aux roues afin de surveiller la température de celles-ci, et certains types d'appareils possèdent même des ventilateurs afin de refroidir les freins au sol. Les pilotes et les constructeurs amateurs n'ont pas besoin d'en savoir autant sur les dangers liés à l'énergie thermique des freins. Par contre, même en ce qui a trait aux aéronefs ultra-légers et très légers, l'énergie thermique des freins peut être considérable et devrait être prise en considération. Un aéronef ultra-léger d'une masse de 1 100 lb (500 kg) qui touche le sol à une vitesse de 60 kt possède une énergie cinétique équivalant à la quantité d'énergie thermique nécessaire pour porter à ébullition 2 canettes de bière légère par une température de 15°C au niveau de la mer.

Au sujet des aéronefs de construction amateur, l'article 549.7 du sous-chapitre A du Règlement de l'aviation canadien (RAC) fait la mention suivante : « les matériaux doivent être appropriés et devraient être d'une qualité conforme aux spécifications acceptées en aéronautique. » Les raccords de frein dans les aéronefs ultra-légers certifiés sont faits soit en alliage d'aluminium 5052, soit en caoutchouc qui respecte les spécifications MIL-H-8794 et dont la plage de fonctionnement se situe entre -54°C et 121°C, ou soit en Téflon avec une tresse en acier inoxydable qui respecte les spécifications MIL-H-25579 et dont la plage de fonctionnement se situe entre -54°C et 232°C.

Vos raccords de frein sont-ils à la hauteur de cette épreuve thermique? Les raccords à base de nylon, dont la plage de fonctionnement recommandée se situe entre -51°C et 100°C, sont souvent utilisés dans les circuits de frein des aéronefs de construction amateur. Ils sont utilisés parce qu'ils sont légers, flexibles, peu coûteux, et qu'ils sont capables de supporter la pression du circuit de frein en plus d'être compatibles avec le liquide hydraulique MIL-5606.

L'installation de raccords en nylon directement sur les freins de roue présente des risques importants. Le freinage brutal ou répétitif peut faire en sorte que la température des freins et des raccords dépasse la température nominale des raccords en nylon, ce qui pourrait entraîner une défaillance de ceux-ci. De plus, les raccords de nylon perdent certaines de leurs propriétés et s'effritent lorsqu'ils sont exposés directement aux rayons ultraviolets du soleil. Les risques associés à une défaillance des conduites de frein incluent la défaillance des freins ou un incendie de frein lorsque le liquide de freinage, respectant habituellement les spécifications MIL-5606, est pompé sur les freins chauds et qu'il s'enflamme.

L'étude de cas suivante est un compte rendu factuel d'une défaillance des conduites de frein qui a entraîné un incendie de frein. La cause a été attribuée à la température des freins qui excédait les capacités thermiques des raccords de frein en nylon. Il est probable qu'il n'y aurait pas eu d'incendie si les raccords de frein avaient été fabriqués à partir de matériaux conformes aux spécifications de l'aviation en matière de qualité.

En septembre 2003, un pilote prend livraison d'un Van RV-3 qu'il avait acheté récemment et qui avait été construit par le propriétaire précédent. Le RV-3 est un aéronef monoplace de construction amateur ayant une masse maximale au décollage de 1 151 lb (522 kg). Le pilote possédait une expérience de vol considérable sur les ultra-légers, et il avait décidé d'évaluer les caractéristiques de manoeuvrabilité de l'appareil par l'entremise d'une série de roulages à haute vitesse. Le pilote a demandé à la tour de contrôle quelle piste il devait utiliser. On lui a alors assigné une piste de 5 300 pi pour l'exécution des roulages.

Pendant un des roulages, le personnel de la tour de contrôle a signalé au pilote qu'il pouvait voir des flammes l l'échapper de la roue principale droite. Le pilote a ensuite signalé qu'il n'avait plus de pression de freinage sur la roue droite et est sorti de la piste pour aller stationner son appareil sur le gazon. Après l'immobilisation de l'aéronef, le pilote est sorti de l'appareil et il a déchargé l'extincteur sur la roue droite, éteignant ainsi l'incendie. L'incendie a détruit le carénage, le pneu et la roue du côté droit.

L'incendie s'est probablement déclaré lorsque la température des freins a dépassé la température de fonctionnement du raccord de frein en nylon, ce qui a entraîné l'éclatement de ce dernier. Lorsque le raccord de frein en nylon a éclaté, du liquide hydraulique (MIL-5606) a été vaporisé sur les freins chauds et s'est enflammé.

Même si les dommages se sont limités à la roue, le propriétaire estime que s'il n'avait pas été en mesure d'éteindre l'incendie de la roue, l'aéronef aurait été détruit. Afin de limiter les risques de défaillances des raccords de frein, le pilote propriétaire a remplacé les raccords en nylon situés entre les freins et les conduites de frein par des raccords en acier.

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