Boîte noire (aéronautique)

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Boîte noire de type « enregistreur de vol ».

Une boîte noire[1] est un dispositif qui enregistre des informations situé dans un avion. Une boîte noire enregistre des informations liées au vol dont l’analyse aide à déterminer les causes d’un incident ou d’un accident. Dans la pratique, les boîtes noires sont de couleur orange ou rouge, ce qui facilite la recherche si l’avion est détruit.

Il existe deux types de boîtes noires : les enregistreurs phoniques (Cockpit Voice Recorder : CVR) qui sont destinées à enregistrer les conversations du cockpit et les enregistreurs de paramètres (Flight Data Recorder : FDR) qui ont pour rôle d’enregistrer les données de vol. Elles sont placées à l'arrière de l'avion car c'est la partie qui est généralement la mieux conservée lors d’un impact avec le sol ou la mer.

Historique[modifier | modifier le code]

Les premiers enregistreurs de vol sont attribués à François Hussenot dans les années 1930. Contrairement aux boîtes noires modernes, ses enregistreurs de vols étaient basés sur des photographies et appelés des « hussenographes ».

Les versions modernes avec enregistrement magnétiques, furent conçues en 1953 par l'ingénieur Australien David Warren[2] au Defence Science and Technology Organisations' Aeronautical Research Laboratory (Melbourne, Australie), et introduites dans l'aviation à partir des années 1960, les boîtes noires étaient constituées par des enregistreurs sur bande magnétique avant d'être progressivement remplacées depuis les années 1990 par des SSD considérés comme plus fiables étant donné l'absence de composants mécaniques et pouvant également stocker plus d'informations pour un encombrement plus faible, donc plus aisé à protéger.

Caractéristiques communes[modifier | modifier le code]

Les boîtes noires ont pour caractéristique commune d'être équipées d'une balise ULB (Underwater Locator Beacon) qui se déclenche en cas d'immersion lorsque deux contacteurs sont humides et qui émet un signal à ultrason afin d'aider à la localisation de l'appareil. Le signal omnidirectionnel est émis à une fréquence de 37,5 kHz à 160 dB (ref 1 Pa à 1 m) toutes les secondes pendant une durée d'au moins trente jours consécutifs sur une portée de 2 km environ[3][réf. insuffisante]. Il peut être capté à une profondeur allant jusqu'à 6 000 mètres (environ 20 000 pieds) grâce notamment à des « towed pinger locators » (TPL) spécifiques constitués d'hydrophones passifs qui sont remorqués à faible vitesse (généralement entre 1 et 5 nœuds, selon la profondeur de remorquage) derrière des navires[4][réf. insuffisante].

Conçues pour ne pas être détruites dans une catastrophe aérienne, les données des boîtes noires sont protégées par trois couches de matériaux destinées à assurer leur survie au choc, à l'incendie et à l'immersion profonde. En 2009, leur coût unitaire est de 10 000 à 15 000 dollars.

À la suite d'un incident aérien, les boîtes sont analysées par les autorités chargées de la sécurité aérienne (en France, le Bureau d'enquêtes et d'analyses, BEA; aux États-Unis et dans la plupart des pays ne possédant pas ce type de services le Conseil national de la sécurité des transports ou National Transportation Safety Board, NTSB, en anglais). Les données enregistrées permettent de reconstituer la phase finale du vol voire, dans les cas les plus récents, d’être introduite dans un simulateur de vol pour une répétition complète du vol.

Enregistreurs de paramètres[modifier | modifier le code]

Photographie de boîtes noires. Sur le dessus apparaît les inscriptions « Cockpit Voice Recorder. Do not open » (« Enregistreur phonique du cockpit. Ne pas ouvrir ») et « Flight Recorder. Do not open » (« Enregistreur de vol. Ne pas ouvrir »).

Présentation[modifier | modifier le code]

Les boîtes noires destinées à enregistrer les données de vol enregistrent différentes données relatives aux systèmes de l'avion, sa trajectoire, ses attitudes, sa vitesse. Actuellement, une boîte doit enregistrer au moins 28 données comme l'altitude, la vitesse, l'heure ou la pression. Certains appareils plus récents et plus sophistiqués enregistrent jusqu'à 1 300 paramètres. À partir de ces données, il est possible d'effectuer une simulation informatique du vol. L'ensemble des informations des différents capteurs de l'avion est collecté par le FDAU (Flight Data Acquisition Unit) situé à l'avant du cockpit puis renvoyé vers l'arrière de l'avion où est situé l'enregistreur.

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

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  • Durée d'enregistrement : 25 heures (minimum réglementaire)
  • Nombre de paramètres : de 28 à 1 300 (en 2009)
  • Tolérance à l'impact : résistance à une accélération de 5 000 g pendant une durée de 6,5 millisecondes sur une cible; (l'ancienne norme était de 3 400 g)[5]
  • Résistance au feu[6] : 1 100 °C pendant une heure[5] (température de combustion du kérosène)
  • Résistance à la pression de l'eau : 7 000 mètres[5] (correspondant à plus de 500 bars)
  • Autonomie de la batterie : 6 ans
  • Durée d'émission de la balise subaquatique (en cas d'immersion) : 30 jours (autonomie électrique de la balise de localisation subaquatique)
  • Dimensions : 32 x 13 x 14 cm environ
  • Poids : 4,5 kg environ

Acquisition[modifier | modifier le code]

La norme ARINC 717 spécifie les interfaces entre le FDR et son environnement. Le FDR est relié aux différents calculateurs et capteurs de l'avion par l'intermédiaire d'un boîtier d'acquisition, le FDAU (Flight Data Acquisition Unit).

Ce boîtier est chargé d'acquérir les paramètres de vol. Ces acquisitions se font traditionnellement sur bus ARINC 429, bus de communication numérique très répandu, ou directement en analogique depuis des capteurs. Sur les avions plus récents (Airbus A380) les données sont récupérées sur le réseau Avionics Full DupleX, les bus ARINC 429 étant utilisés en secours uniquement pour les paramètres de vol les plus critiques.

Le FDAU sélectionne alors les paramètres acquis, puis les ordonne pour les envoyer au FDR dans une trame continue. Cette trame est formée de mots de 12 bits, envoyés à une cadence de 64 à 1 024 mots par seconde selon l'ancienneté de l'avion. Le FDR enregistre alors directement cette trame dans sa mémoire. Puis les données sont relues par le FDR et renvoyées au FDAU, qui contrôle alors la cohérence des données qu'il a envoyées et qu'il reçoit en retour (playback FDR). Cela permet de détecter un dysfonctionnement du FDR et de le signaler par une alarme dans le cockpit.

Le contenu de la trame doit satisfaire des exigences définies des réglementations nationales ou internationales qui spécifient la liste des paramètres à enregistrer, ainsi que leur cadence d'enregistrement et la précision requise.

Enfin, le FDAU envoie toutes les quatre secondes un signal au CVR, à l'instant du début d'un nouveau cycle de données envoyé au FDR. Cela permet, en cas d'accident, de retrouver la synchronisation des enregistrements du FDR et du CVR.

Enregistreurs phoniques[modifier | modifier le code]

Présentation[modifier | modifier le code]

Les Cockpit Voice Recorder (CVR) servent à l’enregistrement des communications radios, des voix du cockpit et du bruit d’ambiance du poste de pilotage (moteur, alarmes...). Les données ainsi obtenues sont enregistrées sur quatre pistes à bande magnétique.

Sur les CVR de type Fairchild A-100 présents notamment sur le Concorde, elles sont réparties de la manière suivante :

  • radio-communications sur les pistes 1 et 4 ;
  • communications avec l’équipage de cabine sur la piste 1 ;
  • communications avec le mécanicien sol sur les pistes 1, 2 et 4 ;
  • microphone d’ambiance sur la piste 3.

À partir des données enregistrées, les enquêteurs arrivent à obtenir de nombreuses informations. En plus des voix des pilotes, ils arrivent à identifier les différentes alarmes sonores, les bruits d'interrupteur ou encore les variations de régimes moteurs.

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

  • Durée d'enregistrement : 30 à 120 minutes (pour les enregistreurs à mémoire statique)
  • Nombre de canaux : 4
  • Tolérance à l'impact : 3 400 g pendant 7 millisecondes
  • Résistance au feu : 1 100 °C pendant 1 heure
  • Résistance à la pression de l'eau : 5 000 mètres
  • Autonomie de la batterie : 6 ans
  • Durée d'émission de la balise subaquatique : 30 jours
  • Durée de survie des données : longue (stockage sur bande magnétique (obsolète) ou sur carte de mémoire flash)

Après l'accident du vol 370 de la Malaysia Airlines[modifier | modifier le code]

Le 12 mars 2014, en réponse à la disparition du Vol 370 Malaysia Airlines , David Price réintroduit à la Chambre des Représentants le Safe Act [7].

La disparition du Vol 370 Malaysia Airlines montre les limites de la technologie actuelle des enregistreurs de vol, comme moyens physiques des systèmes d'enregistrement pour aider à étudier la cause des incidents de vol des avions. Considérant les avancées des technologie modernes de communication, les commentateurs appelèrent à augmenter ou remplacer les systèmes actuels par des systèmes d'enregistrement en direct pour l’envoi des données des avions vers le sol [8],[9]. Par ailleurs les commentateurs réclamèrent des batteries pour les balises de localisation, dont la durée de vie sous l'eau soient étendues de 30 à 90 jours, que la portée du locateur soit étendue et que, de plus, l'équipement des avions civils avec des enregistreurs de vol déployables comme ceux qui sont utilisés couramment dans l'aviation militaire. Avant l'accident du vol MH370, l'extension de vie des batteries avait déjà été suggérée et prévue 'aussi rapidement que possible " par les investigateurs de l'accident du vol Air France 447 survenu en 2009, dont il fallu attendre 2011 pour retrouver l'enregistreur de vol[10].

Références culturelles[modifier | modifier le code]

L'album Reise, Reise du groupe allemand Rammstein contient en piste cachée l'enregistrement des 2 dernières minutes du CVR de l'accident du Vol 123 Japan Airlines , qui s'est écrasé le 12 août 1985, tuant 520 personnes. Le crash du vol JAL123 est l'accident d'avion ayant causé le plus de morts dans l'histoire de l'aviation. La pochette de cet album reproduit les motifs orange qu'on retrouve sur certains enregistreurs de vol.

Les membres du Collective: Unconscious (en) en donnèrent une présentation thêatrale [11] dans une pièce appelée Charlie Victor Romeo (en) avec un texte basé sur la transcription des voix de l'enregistrement de la CVR de neufs urgences aériennes. La pièce représente l'accident du fameux vol 232 United Airlines qui s'est écrasé dans un champ près de Sioux City dans l'Iowa après une défaillance catastrophique d'un moteur et de l'essentiel des moyens de contrôle de vol.

Survivant, un roman de Chuck Palahniuk, raconte l'histoire de Ted Branson, qu'il dicte à l'enregistreur de vol d'un Boeing 747 qu'il a détourné, avant que l'avion ne s'abime par manque de carburant.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Selon les rectifications orthographiques du français en 1990, on peut aussi l'écrire « boite noire » (sans l'accent circonflexe).
  2. (en)« DSTO - Black Box Flight Recorder », sur Département de la défense (Department of Defense) (consulté le 27 mars 2013)
  3. Soutien du SHOM au BEA : Recherche de l’A330-200 AF447 - SHOM - Ministère de la Défense (France), 6 juin 2009 [PDF]
  4. « L’US Navy envoie des détecteurs à la France pour localiser l’Airbus » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?) - Le portail des sous-marins, 7 juin 2009
  5. a, b et c Le secret des boîtes noires, Enregistrements avant le crash, Jean-Pierre Otelli, p.11 (ISBN 978-2911-21807-1)
  6. http://www.lexpress.fr/actualite/societe/qu-est-ce-qu-une-boite-noire_769793.html
  7. Bart Jansen, « Lawmaker urges 'black boxes' that eject from planes », USA Today,‎ 13 Mars 2014 (lire en ligne)
  8. « Malaysia Airlines flight MH370 makes it clear: we need to rethink black boxes | Stephen Trimble | Comment is free », theguardian.com (consulté le 2014-03-31)
  9. « Malaysia Airlines MH370: Why airlines don't live-stream black box data », CBC News,‎ 2005-08-04 (lire en ligne)
  10. MH370: Expert demands better black box technology
  11. « Collective: Unconscious », Charlievictorromeo.com,‎ 2012-07-03 (consulté le 2013-02-07)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Bibliographie[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]