21.211.12 - Le fonctionnement de la station au sol VOR a également fait l'objet d'un contrôle en vol dans les jours suivant l'accident (voir § 117.4), et cette vérification a montré que cette station présentait des caractéristiques comprises dans les tolérances fixées par l'OACI. Cependant l'examen des courbes de taux de modulation et d'erreur relevés lors des vols de vérification depuis 1ONM jusqu'au VOR fait apparaître les éléments suivants:

- l'erreur moyenne sur le radial 231° émis par le VOR est d'environ 1° : le radial 231° émis se situe en réalité sur le radial 232°, soit le à gauche de l'axe d'approche publié dans le sens de l'approche;

- sur l'axe d'approche, le signal est perturbé, très probablement par la composition du signal direct et de signaux réfléchis par les obstacles, entre 9 NM et 8 NM de la station. Cette perturbation est à ' caractère sinusoïdal, de basse fréquence et son amplitude maximale est de 3° à 4°. Elle peut provoquer une oscillation des indications VOR à bord, dont l'importance dépend des caractéristiques de filtrage de la chaîne de traitement du signal. Une simulation a montré (voir § 117.421 ) qu'une telle

perturbation du signal d'entrée est reproduite en sortie d'un récepteur VOR Collins-700 légèrement atténuée et déphasée.

Il faut ajouter que dans les toutes dernières secondes du vol, l'avion était très proche de l'horizon d'émission de la station, voire audessous, à cause du masque représenté par le Mont La Bloss. Ceci a pu provoquer une altération de l'indication à bord.

On relève de fait une incohérence entre la position de l'avion telle qu'elle ressort de la trajectoire de synthèse présentée au § 1.17.8 et la lecture des indications VOR de bord faite par le copilote à l'instant QAR 3049: "sur laxe", puis 3054: "on arrive sur laxe... un demipoint de l'axe".

A cet instant, d'après la trajectoire de synthèse, l'avion est sur le radial 236°, soit à 4° du radial moyen de référence tel que relevé par l'avion laboratoire lors de la vérification en vol. Or l'indication "un demi-point de l'axe" signifie que la barre d'écart sur le ND indique au copilote un écart brut angulaire de 2,50 par rapport à l'axe d'approche finale sélecté. Il y a donc une incohérence de 4° avec l'annonce "sur l'axe" et de 1,5° avec l'annonce "un demi-point de laxe". On peut considérer cés annonces comme des lectures instantanées exactes des indications fournies par le ND (écran de navigation). Dans ce cas l'indication était affectée d'une fluctuation d'un demi point au moins en quelques secondes. On peut également

171

considérer l'annonce "sur l'axe" comme une anticipation de résultat, reprise ensuite sous la formule "on arrive sur..." .

A ce même instant, l'avion est situé à 8,7 NM du VOR STR, soit dans la zone de distorsion du signal reçu, dont on a vu qu'elle était susceptible d'entraîner des écarts allant jusqu'à 4°, ces variations pouvant s'apparenter à des oscillations d'aiguille.

En conséquence, les caractéristiques du signal reçu peuvent expliquer à elles seules l'incohérence

relevée entre la position effective de l'avion à cet instant et l'indication VOR à bord du F-GGED.

Note: on traitera plus Loin de l'hypothèse supplémentaire d'un

battement des indications VOR dù aux caractéristiques de l'installation de bord.

Cette altération probable des indications VOR reçues par l'avion ne peut cependant pas avoir contribué directement à une mise en descente à taux élevé, ou au maintien de cette anomalie. On a vu que le VOR STR n'avait pas été utilisé par les FMGC, et dans une telle procédure l'équipage n'utilise pas le VOR pour le positionnement longitudinal du point de début de descente. Ceci permet de rejeter la branche 000 00 en tant que générateur possible de l'accident.

La commission s'est par ailleurs interrogée sur la contribution possible de ces altérations VOR sur la charge de travail. Deux aspects sont à considérer ici.Tout d'abord, le décalage moyen du radial 231° en radial 232, qui n'a qu'un effet minime sur la géométrie de l'alignement, joue plutôt dans un sens favorable à la capture, car la trajectoire est trop intérieure.

En revanche, la distorsion qui se fait sentir entre 9 et 8 NM, alors que l'équipage est préoccupé par

la rejointe de l'axe, peut avoir compliqué sa tâche à son insu par une indication instable.

Les éléments précédents permettent à la commission d'exclure des générateurs possibles toute erreur de positionnement significative ayant pour origine les systèmes au sol, et par conséquent de réfuter la branche 000 0 de 1 'arbre des générateurs. En revanche la commission n'exclut pas que l'instabilité du signal VOR reçu entre 9 et 8 NM ait pu constituer un facteur contributif à la non détection de l'anomalie de taux de descente par l'équipage, en augmentant sa charge de travail durant cette phase de la capture de l'axe.

172

21.211.2- Branche ooo 1: origine dans les systèmes de bord

21.211.21- Il reste par conséquent à examiner les hypothèses permettant

d'expliquer une mise en descente volontaire, effectuée par suite d'informations de

position erronées, avec une erreur ayant son origine dans les systèmes de bord.

On sait que le commandant avait sélectionné le mode d'affichage ROSE VOR sur son écran de navigation pour toute la durée du virage de procédure et de 1 'approche finale, sauf au temps QAR 2959 où il a sélectionné le mode ARC NAV/20NM pendant une douzaine de secondes. A l'exception de ce court instant, il a donc utilisé d'une part les informations VOR de relèvement et d'écart par rapport à l'axe, d'autre part de distance DME par rapport à STR, pour effectuer l'alignement sur l'axe et la mise en descente finale. On a donc analysé (branche 000 11) les anomalies susceptibles d'affecter ces données brutes („raw data") et leur contribution possible au pivot de l'accident. Parce qu'on ne connait pas le mode d'affichage utilisé par le copilote, on a également examiné (branche 000 10) la contribution possible des anomalies susceptibles d'affecter les cartes présentées par les écrans de navigation sur les modes ROSE NAV et ARC.

En ce qui concerne les anomalies susceptibles d' affecter les données brutes (raw data) , on a examiné séparément les informations VOR et les informations DME.

21.211.22 - Informations VOR (branche 000 110) :

Le F-GGED était équipé de deux récepteurs VOR- Collins700. Les enregistrements du QAR montrent que ces deux récepteurs étaient accordés sur la fréquence du VOR STR et qu'aucun défaut n'était détecté par leur dispositif d'auto surveillance.

On examine ici les anomalies non surveillées susceptibles d'avoir affecté les indications fournies à l'équipage, en plus des anomalies dues au signal reçu et examinées plus haut. Les anomalies de ce type, susceptibles d'affecter cet équipement, sont rappelées au § 117.32.

On peut exclure tout d'abord l'hypothèse d'une indication de relèvement stable mais fausse, telle que visée par la branche 0001101 de l'arbre des générateurs. En effet ce défaut n'a été constaté que sur des récepteurs fabriqués par un autre équipementier que Collins. Le constructeur attribue la différence de traitement des signaux VOR reçus, aux caractéristiques différentes des filtres utilisés par l'un et l'autre équipementier.

173

En revanche des battements de l'aiguille des relèvements et de la barre d'écart, dus à une trop forte métallisation du carénage de l'antenne, sont bien susceptibles d'affecter les équipements Collins-700-200. Cette anomalie fait l'objet de la branche 0001100 de l'arbre des générateurs.

Il est impossible de démontrer sur un plan technique qu'une telle anomalie s'est effectivement produite, ou ne s'est pas produite, pendant la phase d'approche. La transcription du CVR ne comporte aucun signe que l'équipage aurait détecté un tel phénomène. La fréquence des battements peut être assez faible pour que le déplacement intempestif des indications ne soit pas décelé lors d'une consultation rapide de l'instrument, mais la transcription du CVR montre que l'équipage exploite attentivement les informations brutes du VOR pendant la phase d'interception et d'alignement. Plusieurs commentaires sont exprimés, qui sont tous cohérents avec la trajectoire de synthèse, sauf aux temps QAR 3049 et 3054 déjà examinés ci-dessus au titre de la qualité d'émission de la station sol VOR.

En particulier, au temps QAR 2983, le copilote dit „...il aurait fallu que tu ouvres au zéro sept zéro" (en

d'autres termes, le copilote fait remarquer au commandant qu'il aurait dû desserrer le virage en

prenant le cap 070°). Au temps 2985, le commandant répond „ouais ouais". Au temps 2987 le copilote ajoute "au moins". Ces commentaires sont parfaitement cohérents avec la position de l'avion qui est effectivement trop à l'intérieur de la trajectoire idéale. Enfin, au temps QAR 3054, alors que l'avion revient vers l'axe, le copilote dit, en faisant probablement référence aux écarts passés:"là, voilà, il a été au soixante, c'est bon tu vois ici". Or on peut interpréter cette phrase du copilote comme une allusion au début de la descente, qui a été effèctivement commencée sur le relèvement 060° de STR.

En conséquence, s'il y a eu des battements

d'indications VOR, leur fréquence était suffisamment faible pour ne pas être détectée ou du moins ne pas susciter de remarque de la part d'un équipage attentif, et leur amplitude était suffisamment faible pour ne pas empêcher une perception correcte de la dynamique d'interception de l'axe.

Enfin. dans la gestion verticale d'une telle procédure, l'équipage n'utilise pas le VOR pour le positionnement longitudinal du point de début de descente. Dans le plan latéral, les difficultés initiales d'alignement rencontrées par le commandant résultent directement du positionnement du point de, virage en fin d'éloignement, et des sélections de cap qu'il a effectuées, et'qui ne permettaient pas une interception de l'axe au point prévu. Le fait que le copilote l'ait assez rapidement remarqué et exprimé, et que le commandant l'ait approuvé, indique que les indications VOR dont disposait l'équipage

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n'étaient affectées d'aucune anomalie suffisante pour altérer significativement sa perception de la position relative de l'avion.

La commission considère donc l'hypothèse de battements VOR dûs à 1 'installation de bord, présentée dans la branche 000 1100, comme très improbable. De plus, dans le cas ou de tels battements se seraient produits, ils n'auraient pu contribuer directement à l'événement pivot, et cette hypothèse ne peut donc pas constituer un générateur de l'accident. Si néanmoins ils se sont produits, et bien que non détectés, ils ont pu constituer un facteur contributif, en augmentant un peu la charge de travail de l'équipage dans la phase de capture de l'axe d'approche antérieure et immédiatement postérieure à la mise en descente.

21.211.23 Informations DME (branche 000 111):

Rappel: à Strasbourg la station sol de mesure de distance est une balise TACAN militaire. Les

informations fournies par ce type de balise sont exploitables par les équipements DME embarqués.

Une erreur dans la distance au TACAN STR indiquée à l'équipage, qui se serait traduite par une sous estimation importante de la distance réelle, aurait pu conduire l'équipage à se croire plus proche de STR qu'il n'était en réalité et donc, compte tenu de son altitude, à se croire au-dessus du plan de descente publié pour cette approche. Dans cette hypothèse, le pilote aurait alors pu chercher à rejoindre le plan de 3,3° en accentuant sa descente. L'erreur de distance aurait également pu, lors d'un contrôle de hauteur de passage, donner à l'équipage une idée fausse de sa position par rapport au plan de référence. On a donc examiné les possibilités de défaillance technique de l'installation de bord DME.

Le F-GGED était équipé de deux équipements

Collins700-020. Une analyse des anomalies connues susceptibles d'affecter les informations brutes de distance fournies par ces équipements fait l'objet du § 117.31.

La lecture et 1 'exploitation du contenu de la mémoire non volatile du BITE des deux équipements

récupérés sur le site a permis de faire la démonstration qu'ils n'avaient pas pu être affectés par

le défaut dénommé "sleeping mode".

En ce qui concerne les défauts „deaf mode" et "jumping mode", l'hypothèse de leur occurrence a été techniquement réfutée (voir le § 117.325.2 et 117.325.3).

Les deux paragraphes précédents permettent en conséquence de réfuter la branche répertoriée 000 111 0 de l'arbre des générateurs.

175

En revanche, un autre défaut conduisant à des indications de distance DME erronées a été identifié

postérieurement à l'accident (voir § 117.325.4). L'hypothèse de l'occurrence de ce défaut ne peut pas être écartée dans l'état des connaissances prévalant à la date de rédaction du rapport. Plus généralement, la démonstration technique absolue du fonctionnement correct des récepteurs DME du F-GGED ne peut pas être apportée de façon formelle.

Cependant plusieurs éléments contredisent l'hypothèse d'une telle défaillance, ou du moins celle

qu'elle ait pu contribuer à la mise en descente à un taux excessif.

Au temps QAR 2382, le copilote annonce, sur demande du contrôle, une distance DME de 22 NM par rapport à STR qui correspond effectivement à la position de l'avion. Par la suite l'équipage ne fait aucune allusion à un retard de mise en descente, ou à un quelconque besoin de modifier le taux de descente prévu lors du briefing; il ne conteste pas la position "travers droit Andlo" (le mot "droit" étant par ailleurs inadapté en la circonstance) que lui indique le contrôleur au temps QAR 2991; il commande la mise en descente à 11,2 NM de STR, c'estàdire à la distance nominale prévue par la procédure, quinze secondes après l'autorisation d'approche finale donnée par le contrôle. Or il est hautement improbable que le commandant ait commandé cette mise en descente finale d'une approche VOR DME sans prendre en compte l'indication DME, ou que l'ayant fait, il n'ait pas détecté une incohérence d'indication.

En conséquence, la contribution possible d'une défaillance de l'installation de bord DME à l'accident se limite à la non détection du taux excessif de descente : une anomalie survenue au moment d'un contrôle de hauteur (par ailleurs non annoncé) sur l'instrument du pilote effectuant ce contrôle, aurait alors empêché ce pilote de prendre conscience de la hauteur anormalement faible de la trajectoire.

La commission considère donc l'hypothèse présentée dans la branche 000 111 1 comme extrêmement improbable. De plus, dans le cas où une anomalie de fonctionnement de l'installation de bord se serait néanmoins produite, elle n'aurait pas pu contribuer directement à l'événement pivot, et cette hypothèse ne peut donc pas constituer un générateur de l'accident. Une telle anomalie aurait pu cependant constituer un facteur contributif, en invalidant un éventuel contrôle hauteur/distance.

21.211.24 - Anomalies de carte affichée sur le ND

(branche 000 10)

La commission a analysé dans le détail les anomalies de carte connues à l'époque de l'accident.

Cette analyse (cf § 117.34) permet d'exclure de façon formelle toutes les

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anomalies connues à l'exception de deux. La première concerne uniquement la présentation en échelle 10 NM et conduit à un positionnement incorrect de la symbologie figurant la trajectoire. La seconde conduit à une symbologie figée sur le ND.

* Mot : comme indiqué au paragraphe 117.221, on a noté, sur le site de

l'accident, que les sélecteurs d'échelle étaient positionnés sur l'indexe 10

NM. Mais , lors de l'expertise du FCU, le sélecteur côté Commandant de bord

était positionné sur 20 NM. IL n'est donc pas possible de connaitre , de façon

fiable les positions au moment de l'accident.

De plus, on peut remarquer que L'utilisation de l'échelle 1O NM est fort

improbable pour cette approche, car ni STR, ni la piste n'apparaissent alors sur

La carte au début de descente

Quoi qu'il en soit, on sait que le commandant utilisait le mode ROSE VOR, dépourvu de carte, pour la phase d'alignement et de mise en descente, sauf pendant une dizaine de secondes environ quarante secondes avant la mise en descente.

La seule contribution possible d'une éventuelle anomalie de carte concerne donc le cas où, le copilote ayant affiché un mode carte, le commandant.aurait utilisé cette carte en tournant la tête, ou bien aurait pris en compte des indications qui lui auraient été transmises silencieusement (le CVR n'en porte pas trace) par le copilote sur la base de cette même carte.

Mais au cours du dernier virage et pendant la phase d'interception de l'axe de percée, l'équipage

commente à voix haute le cap de l'avion et les indications VOR. Toutes les interventions du copilote concernant la navigation latérale font référence aux informations d'écart brut et,de relèvement, et sont parfaitement cohérentes avec la position réelle de l'avion. Les deux pilotes expriment leur accord quant à l'analyse de ces informations et montrent qu'ils ont clairement conscience que le virage est trop serré. Ils n'évoquent jamais la carte qui a été affichée pendant une dizaine de secondes sur le NDI, et en particulier, ne font pas état d'incohérence entre une carte et les informations brutes de radionavigation.

L'hypothèse d'une mise en descente volontaire à un taux quadruple du taux nominal sur la base d'un

scénario du type évoqué plus haut, les indications de distance DME étant par ailleurs correctes, ne peut être raisonnablement retenue.

L'ensemble de ces éléments a conduit la commission à ne pas retenir une anomalie de carte ( branche 000 10) comme générateur possible ou facteur contributif de l'accident.

177

21.212 - branche 001: commande volontaire, pour une autre raison qu'une erreur de positionnement induite par les données présentées à l'équipage.

21.212.1 - En cherchant toutes les raisons, autres que celles liées à une erreur de positionnement,

susceptibles de conduire un équipage à décider une descente finale à un taux de 3300 ft/mn, on a d'abord étudié celles (branche 001 1) qui pouvaient être liées à une mauvaise compréhension ou à une mauvaise exécution de la procédure ellemême.

La branche 001 10 évoque l'hypothèse d'une volonté de descente rapide à la MDH, par exemple pour retrouver le plus rapidement la vue du sol et pour éviter le risque d'une acquisition trop tardive de cette hauteur, compromettant l'atterrissage. Cette hypothèse implique d'abord une confusion dans l'esprit de l'équipage entre le point d'approche intermédiaire (IF) ANDLO situé à 11NM de STR et le point d'approche finale (FAF) situé à 7NM de STR. Compte tenu des particularités de cette procédure (descente sous un angle constant dès ANDLO) , une telle confusion n'est pas impossible. Mais cette hypothèse implique néanmoins soit un oubli, soit une violation délibérée par les deux pilotes de la règle de descente modulée par des couples distance/ altitude minimum, et en particulier ici le couple 7NM STR/ 3660 ft.

Cette hypothèse est cependant hautement improbable

pour les raisons suivantes:

- le CVR ne comporte pas la moindre allusion à cette démarche, très éloignée de celle prévue au

briefing, et qui aurait appelé soit un avertissement de la part du commandant, soit une

question de la part du copilote;

- le taux de descente adopté est tout à fait excessif: presque le triple des valeurs usuelles

employées pour une telle démarche. or l'équipage a parfaitement conscience qu'il n'est pas encore

sur l'axe (cf CVR) , et il connaît bien le site et l'existence d'un relief important au dessous de sa

trajectoire.

En conséquence, la commission a considéré l'hypothèse d'une descente volontaire à 3300 ft/mn

jusqu'à la MDH comme hautement improbable.

21.212.2 - La branche 001 110 de l'arbre des

générateurs évoque l'hypothèse d'une erreur de calcul sur le taux de descente à adopter (en mode VS), compte tenu de la pente de descente de 5,5% indiquée sur la fiche de procédure.

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La commission a considéré cette hypothèse hautement improbable car la valeur de consigne est

beaucoup trop éloignée des valeurs normales de vitesse verticale en approche finale pour qu'une telle erreur de calcul échappe aux pilotes.

La branche 001 110 de l'arbre des générateurs évoque entre autres possibilités, l'hypothèse d'une confusion par le pilote aux commandes entre la distance DME STR et la distance au seuil de piste. On peut remarquer que la fiche de procédure utilisée par l'équipage comporte une échelle de distance au seuil de piste. Dans le cas d'une telle confusion, l'équipage aurait eu l'impression d'être en retard pour sa descente.

La commission a considéré cette hypothèse hautement improbable. En effet, l'erreur commise sur la distance sous cette hypothèse serait d'une valeur relative (2,5 NM sur 11 NM) qui ne permet en aucun cas d'expliquer une mise en descente à un taux aussi élevé. De plus, la mise en descente s'est effectuée à la distance nominale.

Enfin on a envisagé l'hypothèse d'une illusion visuelle conduisant le pilote aux commandes à augmenter considérablement la pente de la trajectoire après acquisition d'un (mauvais) repère visuel. Cette hypothèse, représentée par la branche 0010 de l'arbre des générateurs est réfutée sur la base des informations météorologiques disponibles et des autres éléments du dossier (phares sortis non allumés... ), qui montrent que la mise en descente et la descente finale se sont effectuées hors de la vue du soi.

L'ensemble de ces éléments a conduit la commission a ne retenir aucune des hypothèses contenues dans la branche 001 comme générateur possible ou facteur contributif de l'accident.

21.22 - Branche 01: trajectoire commandée

involontairement

21.221- Branche 010: commande involontaire par

inconscience du mode vertical

Cet ensemble regroupe toutes les hypothèses associées à une perte de conscience de la référence verticale de pilote automatique, en l'occurrence le mode VS (voir § 1.17.5) par l'équipage, et en particulier par le commandant de bord. La mise en descente de l'avion à un taux excessif résulte alors de l'affichage au FCU d'une valeur de consigne en angle de descente (FPA) de 303, que le pilote automatique interprète, conformément à la référence sélectée, comme une consigne en vitesse verticale (VS).

179

'Les caractéristiques de l'affichage conduisent dans ce cas le pilote automatique à prendre en compte une valeur de consigne de 3300 ft/mn.

La commission a identifié deux mécanismes d'erreur susceptibles de conduire à cette situation:

- un oubli de changement de référence(branche 0100): après avoir piloté son virage en utilisant

le mode HDG, le pilote affiche la valeur de consigne 3°3 FPA et l'active sans avoir changé de

référence, soit par oubli pur et simple de cette action intermédiaire, soit par confusion sur les

corrélations HDG-VS et TRK-FPA;

- une erreur dans l'exécution du changement de référence (branche 0101), et en particulier une

confusion de bouton poussoir: au lieu d'une action sur le boutonpoussoir de commutation de mode

HDG-VS et TRK-FPA, le pilote effectue une action sur le bouton-poussoir d'inversion d'altitude

mètres/pieds, qui est identique et situé plus à droite sur le bandeau FCU.

Les hypothèses regroupées dans la branche 010 reposent sur des mécanismes d'erreur classiques. La fréquence constatée en instruction pour des erreurs de ce type est assez élevée. Leur fréquence résiduelle en exploitation n'est pas connue, et elles sont en général rapidement détectées et corrigées. Les incidents rapportés (voir § 1.17.6) laissent cependant penser que la fréquence de telles erreurs restant longuement indétectées par l'équipage est de l'ordre de 10 -5 par heure de vol.

Ceci a conduit la commission à considérer,llensemble d'hypothèses contenu dans la

branche 010 comme un générateur possible, et assez

probable, de l'accident.

21.222 - branche 011: commande involontaire avec

conscience correcte du mode vertical actif

La commande involontaire d'un taux de descente anormal par un équipage conscient du mode de pilotage automatique vertical actif suppose une mauvaise conscience de la valeur commandée ellemême. La commission a identifié deux mécanismes susceptibles de conduire à la commande d'une vitesse verticale aberrante à l'insu du commandant:

21.222.1 - le premier mécanisme (branche 011 0) repose sur une pratique parfois utilisée pour débuter une descente dans une phase où la charge de travail est élevée: le pilote effectue rapidement, d'un seul geste circulaire sur le rotacteur, un affichage très grossier de la valeur de consigne, qu'il revient affiner ensuite. La valeur affichée à la suite de ce premier geste peut être excessive soit du fait de la précipitation, soit volontairement dans

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Peter B. Ladkin, 1999-02-08
	Last modification on 1999-06-15 by Michael Blume