Sécurité aérienne - Nouvelles 4/2003

Sécurité du système

La neige mouillée sur une piste et ses conséquences sur les performances d'un avion

par Gerard van Es, ingénieur principal de recherche, Département des essais et de la sécurité en vol du laboratoire national d'aérospatiale NLR, Pays-Bas.

Avion sur une piste

Une analyse des accidents d'avions survenus au cours des 20 dernières années a montré que le risque de sortir à l'extrémité d'une piste recouverte de neige mouillée ou d'eau était environ huit fois plus élevé que pour une piste sèche. C'est en 1958, après un accident impliquant un avion Airspeed Ambassador de la compagnie BEA ayant fait 23 morts à Munich, que l'on s'est intéressé pour la première fois au danger que représentait la neige mouillée sur les performances des avions. Ce nouveau danger était lié à l'introduction des trains d'atterrissage tricycle et à l'augmentation des vitesses d'exploitation des avions modernes vers la fin des années 50. Des enquêtes sur les conséquences de la neige mouillée ont été réalisées au début des années 60 aux États-Unis, au Royaume-Uni et en France. Des essais ont été effectués à l'aide de chariots d'essais propulsés par catapulte et d'avions grandeur nature. Ces premiers essais démontrèrent clairement l'effet de la neige mouillée sur un avion qui décolle ou qui atterrit. Il est apparu qu'il y avait réduction de l'accélération au décollage à cause de l'augmentation de la traînée totale agissant sur l'avion. Cette augmentation de la traînée était causée par le déplacement de la neige mouillée par les pneus et à la présence (interférence, intrusion) des éclaboussures de neige mouillée que les pneus projetaient sur la cellule. Il a été démontré que la traînée supplémentaire augmentait avec l'épaisseur de la couche de neige mouillée. On a aussi constaté qu'il existait un risque considérable de perte de puissance des moteurs, de mauvais fonctionnement des systèmes et de dommages structuraux causés par l'ingestion ou par la projection des éclaboussures. Ces essais ont également mis en évidence le problème du frottement de freinage très faible entre la surface et les pneus, un phénomène où l'aquaplanage des pneus joue un rôle très important. La neige mouillée représente un problème plus grave pour les avions à turbomachines que pour les avions à moteurs à pistons, et ce, en raison des vitesses d'exploitation plus élevées et des risques plus grands d'ingestion et de projection associés aux caractéristiques géométriques des avions à turbomachines.

Voici quelques chiffres représentatifs des conséquences que peut avoir la neige mouillée sur les performances de décollage. À peine 13 mm (0,5 po) de neige mouillée suffisent pour provoquer une traînée égale approximativement à 35 % de la poussée des quatre moteurs d'un avion gros-porteur. Ce pourcentage atteint 65 % pour une épaisseur de 25 mm (1 po) de neige mouillée, rendant le décollage impossible. En général, pour les avions de transport multimoteurs, il ne suffit que de 13 mm (0,5 po) de neige mouillée pour accroître de 30 à 70 % la distance de décollage.

La neige mouillée peut nuire aux performances d'atterrissage. Le frottement de freinage risque d'être faible en raison d'un aquaplanage probable sur les pistes recouvertes de neige mouillée, ce qui augmentera la distance d'atterrissage par rapport à celle sur piste sèche. Une couche de neige mouillée épaisse est préférable à une couche fine, ce qui peut sembler étrange, sauf que la traînée générée par une telle couche aide à freiner l'avion. Plus il y a de neige mouillée sur la piste, plus la traînée de l'avion est importante. Cela s'applique aussi pour les décollages interrompus et peut mener à des limitations de performances étranges lors de décollages sur des pistes recouvertes de neige mouillée. Par exemple, une épaisseur de neige mouillée plus importante peut réduire les contraintes de masse au décollage.

Qu'en est-il des règlements d'exploitation à partir de pistes recouvertes de neige mouillée? En 1992, la commission d'enquête Moshansky sur l'écrasement d'un aéronef d'Air Ontario à Dryden a formulé plusieurs recommandations à l'égard des pistes contaminées. La commission a recommandé à Transports Canada d'exiger que les manuels de vol contiennent des éléments indicatifs visant l'exploitation d'avions à partir de pistes mouillées et contaminées, et que les exploitants fournissent aux équipages la formation nécessaire à l'égard des conséquences que peuvent avoir les pistes contaminées sur les performances des avions. À l'heure actuelle, la réglementation canadienne régissant l'exploitation d'un avion à turboréacteurs ne donne pas de marche à suivre aux exploitants canadiens à l'égard de l'exploitation à partir de pistes contaminées. Par contre, depuis le mois d'août 1992, tout manuel de vol associé à une nouvelle homologation de type doit donner des indications portant sur les performances en cas d'exploitation de l'avion à partir de pistes contaminées. Comment cette situation se compare-t-elle à celle en vigueur ailleurs dans le monde?

En Europe, tout exploitant commercial dont l'établissement principal se trouve dans un état membre des Joint Aviation Authorities (JAA) doit se conformer à la réglementation JAR-OPS 1, laquelle donne un caractère officiel aux exigences en matière de renseignements sur les performances opérationnelles. En vertu de la réglementation JAR-OPS 1, un exploitant est tenu de tenir compte des conséquences d'une piste contaminée sur les performances de décollage et d'atterrissage. Plusieurs pays non européens ont adopté la réglementation JAR-OPS 1. La réglementation actuelle des États-Unis ne traite pas des performances à partir de pistes contaminées. Le Flight Test Harmonization Working Group se penchera ultérieurement sur l'harmonisation de cette question avec les JAA, mais il faut encore attendre l'harmonisation des règlements d'exploitation connexes par le Airplane Performance Harmonization Working Group, dont Transports Canada et des exploitants canadiens sont membres.

La neige mouillée engendre plus de problèmes que ceux dont il est question dans le présent article. Pour n'en citer que quelques-uns, la neige mouillée peut occasionner une perte de maîtrise en direction par vent traversier ou, en s'accumulant dans les logements du train d'atterrissage principal, elle risque de geler et d'empêcher tout déplacement ultérieur du train.

Il faut se rappeler que la neige mouillée sur une piste représente le même risque de nos jours qu'il y a 40 ans. Bon vol pour tous les hivers à venir!

Vous pouvez consulter, à l'adresse http://www.bst.gc.ca/, les rapports du Bureau de la sécurité des transports du Canada (BST) portant les numéros A98O0034, A96A004, A96A0050 et A96C0232 qui traitent de véritables accidents causés en partie par la présence de neige mouillée. Vous pouvez également trouver des documents supplémentaires en anglais sous les rubriques NLR-TP-2001-216 : « Safety aspects of aircraft performance on wet and contaminated runways » à l'adresse http://www.nlr.nl/public/en/index.php?url=http://
www.nlr.nl/public/publications/tpsummaries/2001/2001-216-dcs.php
et NLR-TP-2001-003 : « Safety aspects of tailwind operations » à l'adresse http://www.nlr.nl/public/en/index.php?url=http://www.nlr.nl/public/publications/
tpsummaries/2001/2001-003-dcs.php
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