Opérations en hiver

OPÉRATIONS EN HIVER

Bientôt disponible, un spectacle à manquer : le voile blanc
par Bernard Maugis, inspecteur de la sécurité de l’aviation civile, Sécurité du système, Région du Québec, Aviation civile, Transports Canada

Une recherche récente de statistiques par le Bureau de la sécurité des transports du Canada (BST) a déterminé qu’entre 1998 et 2008, il y a eu 303 accidents mettant en cause des hélicoptères qui ont eu une « collision avec le sol ». De ces 303 accidents, 18 sont survenus dans des conditions de voile blanc. Parmi les 45 personnes qui prenaient place à bord de ces 18 vols, 23 ont été blessées, et 13 ont perdu la vie. Le niveau d’expérience du pilote ne semble pas avoir été un facteur contributif. Avec la saison hivernale qui approche, et en considération des statistiques présentées ci-dessus sur les accidents en conditions de voile blanc, nous avons cru qu’il serait bénéfique de reproduire l’article suivant, intitulé « Voile blanc », qui a paru dans le numéro 4/2003 de Sécurité aérienne — Vortex.

Voile blanc
Il y a bien longtemps de cela, un Canso effectuait un très long vol de convoyage en IFR dans l’archipel Arctique. Ce vol, pour l’équipage, se réduisait à une longue routine monotone consistant à surveiller les instruments tout en subissant le vrombissement des deux énormes moteurs radiaux qui se trouvaient au-dessus de sa tête. Il n’y avait rien à voir au dehors, si ce n’est un grand vide blanc.

Rien ne semblait devoir troubler cette après-midi ennuyeuse et peu exigeante jusqu’à ce que le commandant de bord, regardant à travers le pare-brise, ne voie son mécanicien navigant se tenant debout devant l’avion avec un rictus sur le visage. Ce fut toute une surprise pour ce commandant de bord que ni sa formation, ni son expérience, n’avait préparé à se retrouver face à face avec qui que ce soit en vol de croisière, et surtout pas avec un membre de son équipage.

Le Canso était venu s’immobiliser sur un terrain en pente douce couvert de neige et sans aucun accident. L’impact avait été tellement progressif et tellement doux que, dans le vacarme, les vibrations et les secousses permanentes qui accompagnent le vol de croisière à bord de ce type d’appareil, l’équipage n’avait même par remarqué la décélération. Le mécanicien navigant, quant à lui, regardant par l’une des deux coupoles en Perspex de la queue de l’appareil, s’était aperçu qu’il pouvait voir le sol, immobile, à quelques pieds sous lui. Il avait alors sorti l’échelle d’aluminium, était descendu au sol et était venu se placer devant l’appareil pour attirer l’attention du pilote.

Peut-être n’est-ce qu’une légende ou peut-être s’agit-il d’une histoire vraie? Qui sait? J’imagine que, étant donné la coque dont est muni le Canso, une telle chose pourrait se produire, mais ce qui est sûr, c’est qu’une telle chose est impossible avec un hélicoptère! Je ne connais personne qui se soit vanté d’avoir touché la glace en vitesse de croisière à bord d’un Bell 206 muni de flotteurs fixes et de n’avoir que légèrement rebondi. Un tel scénario se termine généralement par un bris catastrophique dans un amas de débris.

Les conditions de voile blanc peuvent mener à une perte graduelle de toute référence visuelle
Les conditions de voile blanc peuvent mener à une perte graduelle de toute référence visuelle

Si vous êtes un pilote professionnel VFR volant au Canada, vous êtes assurés de vous retrouver, tôt ou tard, confronté à une forme quelconque de perte de référence visuelle. Si vous avez de la chance, le phénomène ne durera que quelques secondes, le temps que, balayant frénétiquement des yeux autour de vous, vous ne découvriez un bouquet d’arbres ou quoi que ce soit qui vous indique où se trouve le sol. Si vous n’avez pas de chance, vous êtes condamné à joindre les rangs de ceux qui ont appris, à leurs dépens, que l’on ne peut pas toujours « piloter aux fesses ». Pour ceux et celles qui n’ont pas encore été confrontés à ce genre de situation, voici un scénario assez typique :

Les conditions météorologiques sont en train de se détériorer. Vous savez que votre situation n’est pas fameuse, mais vous persévérez, espérant que les choses vont s’améliorer. Mais elles ne s’améliorent pas, bien au contraire, et vous perdez peu à peu vos points de repère établis. Vos yeux scrutent dans toutes les directions et votre pouls s’accélère. Vous ralentissez votre appareil, toujours à la recherche d’un indice visuel. Votre respiration devient haletante et votre coeur bat la chamade. Vous vous sentez baigné de sueurs froides et vous avez l’étrange sensation de vous liquéfier alors que l’adrénaline et la terreur vous envahissent, annihilant votre concentration et votre pensée rationnelle. Puis vient l’incrédulité, le refus absolu d’accepter l’idée que votre corps vous a laissé tomber et que vous avez perdu tous vos moyens.

Examinons certaines des circonstances décrites dans des rapports d’accidents canadiens de ces dernières années :

  • Durant l’approche à l’atterrissage sur un glacier, à 8 000 pi au-dessus du niveau de la mer (ASL), le pilote du 205 s’est retrouvé confronté à des conditions de voile blanc causées par de la neige tourbillonnante. Perdant toute référence visuelle, il a effectué un atterrissage brutal qui a endommagé l’atterrisseur à patins.
  • Alors qu’il approchait de sa destination, l’appareil s’est retrouvé pris dans des conditions de voile blanc. Le pilote a perdu toute référence visuelle avant de pouvoir se poser et l’appareil a capoté au toucher.
  • Le rotor principal a percuté le sol après que le patin gauche se soit planté dans la surface neigeuse durant un atterrissage en montagne. L’appareil se trouvait toujours en translation vers l’avant au moment du toucher en raison d’une saute de vent et de conditions de voile blanc.
  • La charge sous élingue s’est révélée plus lourde que le pilote ne s’y attendait et il n’a pas réussi à la soulever du sol. Il est resté en vol stationnaire avec la charge posée sur la glace couverte de neige et a perdu toute référence visuelle dans la poudrerie. Le pilote a largué la charge sous élingue alors que l’hélicoptère était en cabré. Le rotor de queue a heurté la neige et l’appareil a fait un tonneau.
  • Le pilote s’est retrouvé confronté à des conditions de voile blanc et a essayé de faire demi-tour. L’appareil s’est écrasé sur la glace recouvrant la mer arctique durant le virage.
  • Le pilote a perdu ses références visuelles dans des conditions de voile blanc au-dessus d’un bras de mer couvert de glace et s’y est abîmé.
  • Le pilote a interrompu sa troisième tentative de décollage dans le blizzard. Au toucher, dans des conditions de voile blanc, l’hélicoptère a basculé sur le côté.
  • L’appareil a percuté la glace quasiment en palier, dans des conditions de voile blanc…
  • Le pilote du 206 a décollé pour un vol nolisé avec deux passagers afin de faire des relèvements. Les conditions météorologiques étaient marginales mais, en l’absence de station d’observation météorologique dans la région, ils ont décidé « d’aller voir de quoi cela avait l’air ». Lorsque le pilote a viré au-dessus de la mer gelée pour essayer de repérer des barils de carburant, il s’est vite retrouvé pris dans des conditions de voile blanc. Il a demandé à un passager de garder un oeil sur l’altitude pendant qu’il faisait virer le 206 afin d’essayer de reprendre le contact visuel avec la côte. L’hélicoptère a perdu de l’altitude durant le virage et s’est écrasé sur la glace.

Cet accident a fait trois blessés graves. On se demande ce qui est passé par la tête du pilote lorsqu’il a demandé au passager de « garder un oeil sur l’altitude ».

  • Le plafond était bas et la visibilité dans la neige était médiocre, mais le pilote du 206 a réussi à repérer l’équipe sur le lac, des bandes de tissus Day-Glo indiquant leur emplacement. La glace était couverte de quatre pouces de poudreuse et, lorsque l’hélicoptère s’est mis en vol stationnaire avant d’atterrir, celle-ci s’est soulevée dans les airs et le pilote s’est retrouvé désorienté. L’appareil a viré en tonneau et les pales du rotor principal ont heurté la glace.
  • Ce 206 était le deuxième d’un groupe de six hélicoptères en route de Charlottetown vers un écoulement glaciaire du Golfe du Saint-Laurent où ils devaient observer la chasse aux phoques. Alors que le groupe arrivait à mi-chemin, il s’est retrouvé dans des conditions de voile blanc dues à une chute de neige de légère à modérée. La glace qu’il survolait était relativement plate et ne présentait aucun repère. Le pilote de l’hélicoptère en question a réduit sa vitesse à 60 noeuds et est descendu afin d’essayer de garder le contact visuel avec la glace. Alors que l’hélicoptère se rapprochait de la glace, l’appareil numéro trois lui a envoyé un avertissement par radio lui indiquant de remonter, mais l’avertissement est arrivé trop tard. Le 206 a percuté la glace avec une violence telle que les flotteurs ont été arrachés et que les sièges de l’équipage et des passagers ont été écrasés.
  • Le pilote a atterri dans un pâturage de montage pour y recueillir des skieurs. Le pilote n’arrivant pas à sortir des conditions de voile blanc au décollage comme il l’espérait a interrompu le décollage. Le patin droit s’est planté dans la neige et l’hélicoptère a fait un tonneau.

On pourrait malheureusement continuer encore longtemps de passer en revue de tels accidents, car il s’en produit beaucoup chaque année. Mais ce qui vous surprendra peut-être le plus, c’est que bon nombre d’entre eux se produisent durant les mois d’été, alors que Mère Nature n’a pas encore recouvert d’un blanc manteau nos contrées septentrionales. Une étude a en effet révélé que, au cours des neuf dernières années, 25 % des accidents dus à des conditions de voile blanc se sont produits durant la saison estivale. Ce qui semblerait indiquer que le maintien des compétences joue un rôle important dans la maîtrise pratique et dans les prises de décision requises pour affronter le climat hivernal.

La grande majorité des accidents se produisant durant des décollages ou des atterrissages à faible vitesse pourraient être évités grâce à une prise de décision appropriée fondée sur les facteurs suivants :

  • l’état des lieux;
  • les conditions météorologiques, de vent et de température récentes (la neige est-elle lourde, ou bien légère et poudreuse?);
  • la patience;
  • la technique (voir l’article « Techniques d’atterrissage et de décollage sur la neige » dans le numéro 1/2003 de Vortex).

Pour ce qui est du vol en route, bon nombre de gourous des facteurs humains et de pilotes chevronnés pensent que les conditions propices à un accident sont présentes bien avant l’apparition du voile blanc. Ils sont d’avis que, si vous partez en gardant à l’esprit que vous pouvez être amenés à faire demi-tour ou à vous dérouter si les conditions météorologiques se détériorent au-delà d’une certaine limite, vous serez plus enclins à le faire si les circonstances le nécessitent. À l’inverse, si vous n’avez que votre destination et des prévisions optimistes en tête, vous serez plus enclins à persévérer envers et contre tout. Voilà assurément un facteur qui mérite que vous le preniez en compte lorsque vous planifierez votre prochain vol dans le glacial hiver canadien.



« Bon sang que c’était glissant! »
par Paul Carson, inspecteur des techniques de vol, Normes opérationnelles et de certification, Normes, Aviation civile, Transports Canada

Une sortie de piste causée par une piste glissante
Une sortie de piste causée par une piste glissante

Pas un pilote exploitant un avion à hautes performances au Canada n’a pas tenu ou entendu quelqu’un tenir des propos semblables au titre de cet article.

Les opérations sur les pistes contaminées soulèvent de nombreuses questions de la part des exploitants aériens. Cependant, ils ne sont pas les seuls à travailler dans des conditions météorologiques froides ou inclémentes et intéressés par une meilleure compréhension des facteurs influençant les performances de freinage des avions sur les pistes non dégagées. Leurs équipages de conduite veulent également en savoir plus. Même si les exploitants aériens sont plus préoccupés, pour de justes raisons, par la maximisation de la charge marchande et l’optimisation de leurs recettes, les équipages de conduite sont davantage intéressés par le maintien du haut niveau de sécurité de leurs vols.

Cet article s’adresse donc aux équipages de conduite voulant en savoir plus sur le pourquoi de l’exploitation sur piste contaminée plutôt que sur le quoi, celui qu’on leur enseigne lors de nombreuses séances de formation au sol auxquelles ils assistent à cet égard, généralement au détriment du pourquoi.

Nul besoin d’être quantiste pour comprendre qu’une piste glissante affecte les performances de freinage d’un avion. Chaque fois que vous conduisez dans une tempête de neige sur les routes canadiennes, vous ralentissez automatiquement, motivé par votre instinct de survie parce que vous savez intuitivement que la distance pour vous arrêter sera plus longue. Sachez qu’il en va de même pour un avion. En fait, c’est encore plus vrai, parce que comme tous les équipages de conduite le savent, un avion a tendance à être un mauvais véhicule routier! Bien sûr, les équipages de conduite doivent tenir compte d’autres facteurs lors de l’exploitation d’un avion sur une piste contaminée — p. ex. la diminution des performances en accélération si la contamination est suffisamment importante au décollage, ou la perte de contrôlabilité latérale de l’avion sur une piste contaminée qui est tout simplement glissante avec, en même temps, un vent de travers.

Cet article ne traitera pas de tous les aspects de l’exploitation d’un avion sur une piste contaminée. Pour la majeure partie, il sera plutôt axé sur les points suivants :  (1) la signification du chiffre fourni par les appareils de mesure du frottement sur piste; (2) la différence entre certains de ces appareils; et (3) la différence entre ce que ces appareils mesurent, à savoir un coefficient de frottement ou coefficient de frottement sur piste ou coefficient de friction sur piste, et le coefficient de freinage ou coefficient de poids sur les roues subi par un avion. Le coefficient de frottement et le coefficient de freinage NE sont PAS la même chose, et cette différence a entraîné beaucoup trop de confusion chez les équipages de conduite parce que les constructeurs produisent des données en utilisant le coefficient de freinage, alors que les exploitants d’aéroport indiquent le coefficient de frottement.

Il ne devrait pas y avoir de conflit entre l’exploitation sécuritaire d’un avion et la rentabilité du processus. En fait, il est tout à fait sensé sur le plan économique de voler de manière sécuritaire en tout temps, ce qui n’empêche pas de reconnaître que cela peut entraîner une sanction économique dans des conditions défavorables. Acceptez cette sanction sans faire de fixation, sinon changez de métier!

Coefficient canadien de frottement sur piste (CRFI) — Application aux performances des aéronefs

Les renseignements fournis ci-dessous sont tirés du Manuel d’information aéronautique de Transports Canada (AIM de TC) et figurent sur le site Web suivant : http://www.tc.gc.ca/fra/aviationcivile/publications/tp14371-air-1-0-462.htm#1-6. Le site contient également les tableaux sur le CRFI, lesquels ne sont pas reproduits ici par souci d’espace. Nous encourageons donc nos lecteurs à consulter le lien ci-dessus s’ils désirent voir les tableaux.

Les données regroupées dans les tableaux 1 (CRFI — distances d’atterrissage recommandées [sans effet de disque/inversion de poussée]) et 2 (CRFI — distances d’atterrissage recommandées [avec effet de disque/ inversion de poussée]) sont considérées comme les meilleures actuellement disponibles parce qu’elles proviennent de multiples essais en conditions hivernales réelles sur des pistes contaminées. Ces données devraient se révéler utiles aux pilotes qui désirent estimer les performances de leur appareil lors de mauvaises conditions de piste. Le constructeur aéronautique est responsable de la fourniture de renseignements, de lignes directrices ou d’avis concernant l’utilisation de ses appareils sur des pistes mouillées ou contaminées. Les renseignements ci-dessous ne modifient ni n’augmentent les exigences réglementaires et n’en autorisent ni la modification ni la déviation. L’utilisation de ces tableaux est laissée à la discrétion du pilote. Des règlements et des normes connexes ont été rédigés sur l’utilisation des tableaux sur le CRFI et ils sont actuellement en cours d’examen réglementaire.

En raison des nombreuses variables associées aux calculs des distances accélération-arrêt et des longueurs de piste équivalente, il n’a pas été possible de réduire les données disponibles au point où des corrections du CRFI qui seraient applicables à tous les types d’exploitation pourraient être fournies. Par conséquent, en attendant d’autres études sur le problème du décollage, seules les corrections des distances d’atterrissage et des vents de travers sont incluses. Il faut remarquer que, dans tous les cas, les tableaux se fondent sur les données corrigées pour pistes sèches figurant dans les manuels de vol et que les critères de certification ne tiennent pas compte du freinage additionnel fourni par l’inversion de la poussée du réacteur ou du pas de l’hélice. Sur piste sèche, l’inversion de poussée ne représente qu’une petite partie des forces décélératrices, comparativement au freinage. Cependant, à mesure que les freins perdent de leur efficacité, la part de force décélératice obtenue par inversion de poussée augmente. C’est pourquoi les chiffres du tableau 1, pour un CRFI faible, peuvent sembler, par rapport à la distance réelle d’arrêt, extrêmement prudents quand on se sert de l’inversion de poussée. Néanmoins, il peut se présenter des cas (vent de travers, panne de moteur, panne d’inversion) où le recours à l’inversion est impossible.

Les distances d’atterrissage recommandées au tableau 1 visent les avions ne pouvant pas tirer parti de l’effet de disque ou de l’inversion de poussée et sont fondées sur les variations statistiques mesurées au cours de tests en vol.

Nonobstant les commentaires précédents, le tableau 2 peut s’appliquer aux avions pouvant tirer parti de l’effet de disque ou de l’inversion de poussée. Ce tableau découle des distances d’atterrissage recommandées du tableau 1, mais grâce à des calculs additionnels, il donne des indications tenant compte de l’effet de disque ou de l’inversion de poussée. Pour le calcul des distances données au tableau 2, la distance dans les airs de la hauteur-écran de 50 pi jusqu’au point de poser et la distance de roulage due au délai d’application complète des freins après le poser ne diffèrent pas du tableau 1. Les effets de ces deux forces décélératrices ont été utilisés uniquement pour réduire la distance d’arrêt entre le moment où le freinage est à sa capacité maximale et l’arrêt complet.

Les distances d’atterrissage recommandées au tableau 2 tiennent compte de la réduction de distance d’atterrissage que procure l’effet de disque ou l’inversion de poussée sur un avion à turbopropulseurs et l’inversion de poussée sur un avion à turboréacteur. Les valeurs représentatives de l’effet de disque ou de l’effet d’inversion de poussée qui ont servi à l’élaboration de ce tableau sont faibles et peuvent indiquer des évaluations de distances d’atterrissage très prudentes en regard des distances réellement obtenues lors d’un atterrissage bien exécuté avec un avion dont l’effet de disque ou l’inversion de poussée est très efficace.

Le tableau 3, qui indique les limites de vent de travers en fonction du CRFI, présente des gradations de coefficients de frottement d’une façon différente des tableaux 1 et 2. Toutefois, les valeurs de CRFI utilisées au tableau 3 sont rigoureusement les mêmes que celles utilisées aux tableaux 1 et 2 et conviennent aux gradations indiquées. De plus, il faut remarquer que les limites de vent de travers du tableau 3 ne sont pas fondées sur des résultats réels d’essais en vol, contrairement aux tableaux 1 et 2, parce que les dangers associés à de telles conditions réelles d’essai ont été jugés trop importants. Au mieux des connaissances disponibles, les résultats inclus dans le tableau 3 sont fondés sur la meilleure estimation et sont à la disposition des équipages de conduite dans ce même format depuis de nombreuses années.

Le tableau 4 a également été mis à jour en fonction des meilleures données disponibles à la suite du programme d’essais qui a aidé à produire les tableaux 1 et 2.

Certains commentaires additionnels sur les tableaux 1 et 2 s’imposent à ce point.

Une étape intermédiaire utilisée lors de l’élaboration des distances citées est dissimulée dans les tableaux. La première étape est la corrélation entre l’appareil de mesure du frottement sur piste utilisé au Canada (décéléromètre électronique de mesure ponctuelle) et le coefficient de freinage µ (se prononce mu) de plusieurs avions testés lors du projet sur la contamination des pistes en hiver. Afin d’élaborer des distances d’atterrissage en termes du coefficient de freinage µ de tout avion, lorsque certaines valeurs sont assumées pour µ, tout ce qui est requis est la deuxième loi de Newton — de la physique pure. La force décélératrice est une fonction du coefficient de freinage hypothétique µ. Par conséquent, lorsque la corrélation a été établie entre le coefficient de freinage µ de l’avion testé et les valeurs mesurées du frottement sur piste, ces dernières ont été utilisées pour calculer les distances d’arrêt plutôt qu’un certain coefficient de freinage hypothétique de l’avion. Certains constructeurs sont d’avis qu’il n’est pas possible de prendre un appareil de mesure du frottement sur piste et d’établir la bonne corrélation avec le freinage µ d’un avion. D’après de longs tests sur la surface des pistes en hiver menés au Canada et ailleurs, des coefficients de corrélation supérieurs à 90 % ont été constamment obtenus pour un vaste éventail d’avions. Il est temps de changer nos croyances!

La méthodologie utilisée pour calculer les tableaux du CRFI est décrite dans certains rapports publiés par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC). Elle a également été adoptée par un organisme de standardisation américain : ASTM International. Pour un pilote de ligne aérienne, les renseignements précédents n’ont aucun intérêt. Ils ne sont fournis que parce qu’il y a beaucoup de documentation technique pour ceux qui veulent la rechercher. Par exemple, au cours de la production du CRFI, les chercheurs concernés savaient qu’ils faisaient beaucoup d’erreurs — pas des erreurs d’omission, mais ce que nous appelons des erreurs connues. Les chercheurs ne pouvaient pas les éviter lors des mesures, mais ils en tenaient compte d’une manière ou d’une autre. En utilisant leur meilleur jugement en matière d’ingénierie, les chercheurs ont décidé d’estimer quelles erreurs sont faites afin d’en tenir compte dans le produit final des tableaux du CRFI. La base de données générée a été grandement élargie vers les données de frottement les plus faibles parce que c’est à ce niveau que se situent les risques les plus élevés d’exploitation des avions en hiver. Lorsque toutes les erreurs étaient additionnées, cela donnait une exactitude allant jusqu’à 95 %. C’est pour cette raison que le niveau de confiance inhérent aux tableaux est de 95 %. En analyse statistique, cette méthode porte un nom. Pour votre prochaine tournée de bières, lorsque vous voudrez vraiment impressionner la galerie, mentionnez la méthode statistique non paramétrique. Ensuite, l’analyse statistique a été appliquée à la base de données élargie, à savoir renormaliser la soi-disant base de données anormale pour la rendre normale — rien de plus que la courbe en forme de cloche familière utilisée pour entrer à l’université ou au collège. Il s’est avéré que la base de données que nous avons recueillie a un niveau de confiance supérieur à 99 %. Tout cela pour dire que c’est une base de données relativement bonne! Toutefois, pour tenir compte des erreurs connues, environ 1 000 pi d’erreurs sont ajoutés aux données inférieures du CRFI, et environ 700 pi aux données supérieures afin de tenir compte de nombreux facteurs tels que les écarts de lecture de frottement entre les véhicules, l’évolution des niveaux de frottement sur la piste, etc. Tout ceci est décrit dans les premiers rapports du CNRC susmentionnés.

Comment les tableaux du CRFI devraient-ils être utilisés? C’est une décision opérationnelle qui doit être prise par chaque utilisateur. L’interpolation linéaire entre les tableaux est correcte, mais il est préférable d’utiliser tout simplement la valeur la plus conservatrice. On entre dans les tableaux depuis le haut avec la valeur du CRFI, et depuis les colonnes de gauche ou de droite avec la distance d’atterrissage ou la longueur de piste nécessaire, selon le cas. Par exemple, pour une valeur du CRFI de 0,32 et une distance d’atterrissage sur piste sèche de 2 500 pi, il est suggéré d’utiliser 0,30 et 2 600 pi pour éviter l’interpolation. L’extrapolation à l’extérieur des tableaux n’est pas recommandée.

On doit en dire davantage sur les différences entre la distance d’atterrissage et la longueur de piste nécessaire, les soi-disant facteurs de régulation de 60 % et 70 %. Il y a de nombreuses questions au sujet des performances de certification des avions que les équipages de conduite contemporains ne comprennent pas et qui ne sont tout simplement pas traitées dans les documents de formation mis à leur disposition, d’une manière compréhensible en langage de « pilotes ». L’une de ces questions mal comprises est la différence entre la distance d’atterrissage et la longueur de piste nécessaire décrite ci-dessous.

Des facteurs de régulation opérationnelle donnent la longueur de piste nécessaire et sont dérivés de la distance d’atterrissage. Veuillez prendre note que les facteurs de régulation ou de longueur de piste nécessaire sont une exigence opérationnelle, NON de certification, même si certains constructeurs incluent des données ou des tableaux sur la longueur de piste nécessaire dans les sections sur les performances de leurs manuels de vol de l’avion (AFM), tel qu’il est indiqué plus haut. Lorsque l’avion est en vol, les facteurs de régulation ne s’appliquent plus; ne reste que la distance d’atterrissage. Pour un avion à turboréacteur, le facteur de régulation sur piste sèche est calculé en multipliant la distance d’atterrissage par 1/0,6 = 1,67. Pour un avion à turbopropulseur, le facteur de régulation sur piste sèche est calculé en multipliant la distance d’atterrissage par 1/0,7 = 1,43. Aussi alambiqués que les renseignements précédents le semblent, ils sont rédigés de la même manière que dans tous les règlements d’exploitation que vous avez pu lire. La plupart des règlements à cet égard, peu importe de quelle autorité ils émanent, sont quasiment incompréhensibles. Il est plus simple de penser aux chiffres 1,67 et 1,43, selon le cas, multipliés par la distance d’atterrissage sur piste sèche pour obtenir la longueur de piste sèche nécessaire. C’est tout!

Comment composez-vous lorsqu’un élément est hors service, par exemple, si vous devez faire un atterrissage volets rentrés? S’il devient nécessaire d’appliquer des corrections à une distance d’atterrissage sur piste sèche, cherchez simplement dans le tableau du CRFI approprié la distance d’atterrissage ou, selon le cas, la distance de piste nécessaire avec un avion en bon état afin de déterminer la distance d’atterrissage recommandée, comme s’il n’y avait aucun élément hors service. Appliquez ensuite à la distance obtenue dans les tableaux du CRFI toutes les corrections additionnelles spécifiées dans l’AFM pour tout élément hors service de l’avion; si vous ne procédez pas de la sorte, vous allez vous retrouver en train d’essayer d’utiliser les tableaux du CRFI en dehors de leurs limites. À nouveau, l’extrapolation en dehors des tableaux n’est pas recommandée. Les tableaux du CRFI assument que le système d’antidérapage fonctionne normalement.

Certaines préoccupations ont été soulevées à propos des surfaces contaminées sur lesquelles les essais ont été menés afin d’élaborer le CRFI, laissant croire que les résultats utilisés pour obtenir les CRFI s’appliquent uniquement à ces types de surfaces. Les essais visant à obtenir les CRFI ont été menés essentiellement sur de la neige compactée ou de la glace. Ces surfaces étaient utilisées pour obtenir les données de faible frottement recherchées. Quelles autres surfaces aurions-nous dû utiliser pour les essais? Le CRFI est un chiffre non dimensionnel. Il n’a pas d’unités, et par conséquent, il n’est pas fonction de la surface. Supposons que le décéléromètre indique 0,2 pour une surface, alors les tableaux du CRFI devraient s’appliquer.

Conclusion
La présence de contaminants sur une piste affecte les performances de n’importe quel avion (1) en réduisant les forces de frottement entre le pneu et la surface de la piste, (2) en créant une traînée additionnelle liée à la présence d’éclaboussures et à la traînée de déplacement, et (3) en entraînant un risque d’aquaplanage.

Il y a une distinction relativement claire à faire entre l’effet des contaminants doux et les contaminants durs. Les contaminants durs (neige compactée et glace) réduisent les forces de frottement uniquement, alors que les contaminants doux (eau, neige fondante et neige poudreuse) peuvent également créer une traînée additionnelle et un aquaplanage.

L’élaboration d’un modèle de freinage réduit en fonction du type de contaminant est une tâche difficile. C’est certain. Ceci dit, l’appareil de mesure du frottement sur piste qui est utilisé au Canada a été corrélé avec succès au coefficient de freinage de plusieurs avions, afin qu’au moins dans certaines conditions de pistes contaminées (neige compactée et glace), le coefficient de freinage sur une surface contaminée n’ait plus à être dérivé d’une valeur théorique valable pour une piste sèche — une procédure très suspecte au mieux. Il semble qu’il n’y a pas de meilleure solution pour mesurer efficacement la valeur du frottement sur piste et la corrélation de cette valeur avec le coefficient de freinage d’un avion.

Mise à jour 2008 – 2009 sur le givrage au sol des aéronefs

En juillet 2008, Transports Canada a publié les Tableaux des durées d’efficacité. Comme par le passé, le document TP 14052, Lignes directrices pour les aéronefs lors de givrage au sol, doit toujours être utilisé conjointement avec les Tableaux des durées d’efficacité. Ces deux documents peuvent être téléchargés du site Web suivant de Transports Canada : www.tc.gc.ca/fra/aviationcivile/normes/commerce-delaisdefficacite-menu-1877.htm. Pour toute question ou commentaire concernant le présent sujet, veuillez communiquer avec Doug Ingold par courriel à INGOLDD@tc.gc.ca.



Changement de paradigme concernant les durées d’efficacité
par Doug Ingold, inspecteur de la sécurité de l’aviation civile, Normes d’exploitation, Normes, Aviation civile, Transports Canada

Dans le présent article, nous examinons le changement de paradigme lié à l’utilisation des durées d’efficacité dans le cadre de l’exploitation. Nous commencerons par un bref historique des origines et de l’utilisation des durées d’efficacité, puis nous donnerons un aperçu des efforts du milieu et des autorités pour favoriser un changement de paradigme par rapport à l’utilisation de ces données. Les possibilités et les avantages éventuels inhérents à l’utilisation d’un tel système seront également examinés.

Article rédigé en collaboration avec Peter Graverson, de D-ICE, Mike Chaput, de APS Aviation, Mark Homulos, de WestJet, et Bill Maynard, de Transports Canada.

Contexte
L’exploitation des aéronefs en cas de givrage au sol présente un danger pour la sécurité aérienne. Le givre, la glace, la neige et les particules gelées sont des sources de danger. Aussi, doit-on enlever ces contaminants avant le décollage (Article 602.11 du Règlement de l’aviation canadien [RAC]). Entre 1969 et 2007, le givrage au sol a été à l’origine d’accidents ayant causé plus de 500 pertes de vie et d’importants dommages matériels.

Dryden (Ont.), le 10 mars 1989
Dryden (Ont.), le 10 mars 1989

La menace est réelle. Qu’on pense à l’accident de Dryden, où l’écrasement d’un Fokker F28-1000, le 10 mars 1989, a fait 24 victimes (voir photo ci-dessus). Cet accident a donné lieu à une commission d’enquête, dirigée par l’Honorable Virgil P. Moshansky. Les audiences publiques ont duré 20 mois et permis d’interroger 166 personnes. Le condensé des transcriptions des témoignages et des éléments de preuve a été publié dans un rapport en quatre volumes. Comme pour bien des accidents, les causes étaient multiples. Dans ce cas-ci, l’une des principales tenait à la tentative de décoller malgré la contamination des surfaces critiques de l’aéronef. Les conclusions du rapport comprennent 191 recommandations réparties en 19 thèmes. Sa publication a été à l’origine d’une modification en profondeur de la réglementation, sans parler des nombreux efforts de recherche et développement (R et D) qui ont suivi, apportant une base scientifique qui a permis de préciser les processus et les procédures acceptables inhérents à l’exploitation des aéronefs en hiver.

Nous ne disposons ni du temps ni de l’espace nécessaires pour examiner les travaux R et D réalisés par Transports Canada dans ce domaine depuis 20 ans. Toutefois, ceux que la question intéresse peuvent consulter et télécharger des rapports R et D sur le site Centre de développement des transports .

Il existe diverses façons d’éliminer le givre qui contamine les surfaces d’un aéronef avant le décollage. La plus répandue, sur les gros appareils, est l’utilisation de liquides de dégivrage et d’antigivrage. Voyons quelle a été l’évolution des durées d’efficacité et leur utilisation dans le contexte de l’exploitation.

Les premiers tableaux de durées d’efficacité ont été préparés par le secteur privé, et ils se fondaient sur une estimation optimale de l’efficacité des liquides (Figure 1 — Exemple de tableau de durées d’efficacité vers 1989). À cette époque, il n’y avait ni normes ni critères de durée d’efficacité des liquides. L’écrasement de Dryden et d’autres accidents d’aéronef aux États-Unis causés par le givrage au sol ont incité la Society of Automotive Engineers (http://www.sae.org/), à l’instigation des constructeurs et des organismes de réglementation, à charger un groupe de travail (le SAE G-12), constitué de fabricants de liquides, d’exploitants, de constructeurs d’aéronefs, de responsables de l’aviation et de spécialistes, d’étudier le problème.

Figure 1. Exemple de tableau de durées d’efficacité vers 1989 (version française du tableau non-disponible)
Figure 1. Exemple de tableau de durées d’efficacité vers 1989
(version française du tableau non-disponible)

Le travail du SAE G-12 devait finalement mener à l’adoption et à la publication de normes et pratiques recommandées dans le domaine de l’aéronautique quant aux propriétés des liquides, aux méthodes d’essai et aux procédures d’application. Une partie de ce travail a conduit, vers la fin des années 90, à l’uniformisation des directives sur les durées d’efficacité, au pays et à l’étranger (Figure 2 — Lignes directrices récentes sur les durées d’efficacité de 2007). Transports Canada et, aux États-Unis, la Federal Aviation Administration (FAA) ont publié des lignes directrices sur leur utilisation en contexte d’exploitation (www.tc.gc.ca/fra/aviationcivile/normes/commerce-delaisdefficacite-menu-1877.htm). L’information qu’elles offrent aux équipages de conduite est toutefois limitée, car on l’a simplifiée pour en faciliter l’utilisation, notamment pendant les opérations au sol. Les équipes y trouvent les durées d’efficacité propres à divers types et taux de précipitation et plages de températures.

Établissement de lignes directrices sur les durées d’efficacité (LDDE)
Chaque année, la FAA et Transports Canada évaluent, au nom des fabricants des liquides et selon le principe de recouvrement des coûts, la pertinence des durées d’efficacité des liquides, en laboratoire comme en conditions réelles.

Les essais en laboratoire sont menés en fonction de types et taux de précipitation et de températures définis et contrôlés.

Pour les essais, on utilise des plaques d’aluminium rectangulaires recouvertes d’un liquide de dégivrage et d’antigivrage qu’on expose à des précipitations.

Pour déterminer la quantité de précipitation, aussi appelée teneur en eau liquide équivalente (TELE), on utilise des bacs. La TELE se mesure en nombre de grammes par décimètre carré à l’heure.

Des critères servent à déterminer le moment où le liquide, sur les plaques d’essai, cesse d’être efficace. La TELE requise pour atteindre le point de perte d’efficacité est notée sur un graphique. On obtient ainsi des courbes et des coefficients de régression. Les courbes illustrent le point de perte d’efficacité selon l’axe vertical et le taux de précipitation selon l’axe horizontal. On évalue les résultats, puis on les utilise pour publier les lignes directrices que bon nombre d’équipages de conduite connaissent.

Le problème avec les lignes directrices actuelles, c’est qu’elles supposent que les pilotes fondent leurs décisions sur des renseignements exacts obtenus en temps réel.

De quelle information disposent les pilotes lorsqu’ils utilisent les LDDE ? Pour bien les utiliser, il faut connaître la température exacte, ainsi que le type et le taux de précipitation.

Figure 2. Lignes directrices récentes sur les durées d’efficacité de 2007
Figure 2. Lignes directrices récentes sur les durées d’efficacité de 2007
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Il y a presque toujours moyen de connaître la température, que ce soit grâce à l’ATC, aux rapports météorologiques, ou aux appareils de bord.

Même si les messages d’observation météorologique régulière pour l’aviation (METAR) renseignent sur le type de précipitation, il arrive que la fréquence des mises à jour de l’information ne soit pas suffisante pour les opérations de dégivrage et d’antigivrage.

De plus, il n’y a pas de corrélation entre le taux de précipitation indiqué dans les METAR (faible, modéré ou fort) et la TELE utilisée pour les essais des liquides. Il s’ensuit que les pilotes doivent s’en remettre à une évaluation subjective, en tenant compte des divers paramètres et en consultant les LDDE. Deux pilotes utilisant les mêmes données de rapport ou d’observation météorologique peuvent donc tirer des conclusions différentes.

En résumé, les LDDE utilisent une méthode scientifique pour garantir l’exactitude et l’uniformité de l’information qu’elles contiennent. Leur utilisation dans le contexte de l’exploitation s’appuie surtout sur une évaluation subjective des conditions météorologiques, principalement en raison du fait que les rapports météorologiques et les observations n’ont pas été conçus pour le dégivrage et l’antigivrage.

N’y aurait-il pas une meilleure façon d’utiliser les données scientifiques de durée d’efficacité?

Système de détermination des durées d’efficacité (SDDE)
La société danoise DAN-ICE — aujourd’hui D-ICE — qui conçoit des appareils météorologiques et de soutien à utiliser avec les durées d’efficacité, a présenté à Transports Canada, en 2003, une demande d’approbation et de certification d’un système qui simplifierait l’obtention des durées d’efficacité par les équipages.

À la suite de cette demande, Transports Canada a décidé d’appuyer les initiatives du secteur privé en vue d’améliorer les durées d’efficacité qu’utilisent pilotes et exploitants pour prendre des décisions capitales, faisant ainsi la promotion de la sécurité aérienne au Canada.

En tant qu’organisme chargé de réglementer l’exploitation des aéronefs en hiver et les R et D connexes, Transports Canada était prêt à faire la promotion de systèmes susceptibles d’aider pilotes et exploitants à gérer leurs vols hivernaux. Le système envisagé est à vrai dire une version informatisée des LDDE. Le terme de Système de détermination des durées d’efficacité (SDDE) correspond exactement à cette définition. C’est donc celui qui sera utilisé dans le reste de l’article.

Système de détermination des durées d’efficacité (SDDE) de la société D-ICE
Système de détermination des durées d’efficacité (SDDE)
de la société D-ICE

Le SDDE fait appel aux courbes et aux coefficients de régression obtenus au cours des essais d’efficacité des liquides dont il est question plus haut. Les coefficients de régression sont publiés dans un rapport de Transports Canada. Le rapport actuel ne contient des coefficients que pour les deux liquides utilisés aux endroits où le SDDE est installé.

C’est la première mise en place de ce genre de système dans le monde. D’où la nécessité d’un changement de culture et de conception de l’exploitation, car aucune norme ou exigence de conception ne visait ce genre de système. De plus, les sources habituelles d’information météorologique ne donnaient pas alors, et ne le font pas encore, la TELE dont on a besoin pour les opérations de dégivrage et d’antigivrage.

Transports Canada a donc conclu avec APS Aviation un contrat de R et D portant sur l’élaboration d’une norme basée sur les résultats qui sera d’abord intégrée à une exemption réglementaire (semblable à celle visant le système automatisé d’observations météorologiques AWOS). Cette norme, dont l’élaboration a duré deux ans, sera éventuellement intégrée au RAC sous la forme d’une norme réglementaire. Parallèlement, Transports Canada a préparé les critères d’exemption nécessaires à la mise en place du SDDE.

Intéressée par les possibilités du système, WestJet a procédé avec D-ICE, au cours des hivers 2005-2006 et 2006-2007, à de premiers essais en contexte d’exploitation.

À cette fin, l’utilisation du SDDE a été simplifiée au maximum. L’équipage de conduite devait se servir du système embarqué de communications, d’adressage et de compte rendu (ACARS) pour obtenir une durée d’efficacité. Les dernières données du SDDE, mises à jour toutes les 10 minutes, étaient transmises à l’équipage sous forme d’une durée d’efficacité uniquement en fonction des conditions météorologiques du moment. L’information était ensuite affichée sur le système de gestion de vol (FMS) de l’appareil.

Avantages éventuels du SDDE :

  • Permet aux pilotes de fonder leurs décisions sur des durées d’efficacité plus précises.
  • Offre aux pilotes des durées d’efficacité pertinentes, réduisant le risque de confusion et d’erreur pendant la phase fort occupée des opérations au sol.
  • Permet de choisir le liquide le mieux adapté aux conditions météorologiques, réduisant les effets sur l’environnement.
  • Permet d’éventuelles économies en optimisant le choix du liquide.

Transports Canada a publié, en décembre 2007, une exemption ponctuelle autorisant WestJet à utiliser le SDDE au lieu des LDDE dans certains aéroports. Ce système devrait être entièrement opérationnel durant l’hiver 2008 – 2009.

Pour pouvoir utiliser le SDDE, le transporteur devra :

  • revoir son manuel d’exploitation;
  • offrir la formation nécessaire;
  • se doter de plans d’urgence;
  • assurer la conformité de l’équipement aux normes basées sur les résultats;
  • installer l’équipement nécessaire aux aéroports choisis.

Le recours aux exemptions limite l’utilisation du SDDE dans le contexte de l’exploitation, car il rend l’exploitant responsable de l’installation et de sa conformité. De plus, pour tirer pleinement avantage du système, il faut s’assurer de la diffusion, par les systèmes météorologiques habituels, des données météorologiques nécessaires aux opérations de dégivrage et d’antigivrage.

L’avenir
Pour que le milieu aéronautique puisse profiter pleinement des avantages offerts par une meilleure prise de décision en matière de dégivrage et d’antigivrage, il faut adopter, dans la mesure du possible, une approche globale commune. Transports Canada travaille avec l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) et l’Organisation météorologique mondiale (OMM) à la recherche de façons communes d’évaluer et de transmettre les données dont ont besoin les exploitants en cas de conditions de givrage. Pour le moment, on se demande s’il faudrait les ajouter aux METAR ou aux messages d’observation météorologique spéciale sélectionné pour l’aviation (SPECI) de certaines stations. Pour sa part, la FAA a des projets en ce sens pour certains aérodromes, et ce dans un avenir pas très lointain.

Sondage auprès des membres d’équipage sur les décollages dans des conditions de bruine ou de pluie verglaçante

Transports Canada (TC) a mis sur pied un groupe de travail afin de mieux comprendre les pratiques opérationnelles courantes concernant les décollages dans des conditions de bruine ou de pluie verglaçante. À cette fin, une firme indépendante administrera un sondage au nom de TC.

En tant que pilote, votre participation à ce sondage aidera TC à déterminer si de nouveaux documents d’orientation, règlements ou normes sont requis, ou si une interprétation plus poussée des règlements et des normes à cet égard est nécessaire. TC profitera aussi de cette occasion pour recueillir des renseignements sur les décollages dans des conditions de granules de glace.

Ce sondage s’adresse principalement aux pilotes possédant une qualification de vol IFR et qui effectuent des vols en hiver. Nous encourageons donc ces pilotes à remplir le sondage, qui se trouve à l’adresse Web suivante : http://snaponline.snapsurveys.com/surveylogin.asp?k=121575987008.

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