Boîte Noire (Aéronautique)

Les boîtes noires utilisées sur les avions sont des dispositifs qui enregistrent des informations liées au vol et dont l’analyse permet de déterminer les causes d’un incident ou d’un accident. Contrairement à ce que pourrait laisser supposer leur nom, ces boîtes sont de couleur orange ou rouge, ce qui facilite la recherche si l’avion est détruit.

Il existe deux types de boîtes noires : les CVR (Cockpit Voice Recorder) qui sont destinées à enregistrer les conversations du cockpit et les FDR (Flight Data Recorder) 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.

Sommaire 1 Caractéristiques communes 2 Les enregistreurs de paramètres (Flight Data Recorder, FDR) 2.1 Présentation 2.2 Caractéristiques 2.3 Acquisition des données à enregistrer 3 Les enregistreurs phoniques (Cockpit Voice Recorder, enregistreurs de conversations dans le cockpit) 3.1 Présentation 3.2 Caractéristiques 4 Notes et références 5 Liens externes

Caractéristiques communes

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 sont situées les boîtes noires.

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 μPa à 1m) toutes les secondes pendant une durée d'au moins 30 jours consécutifs sur une portée de 2 km environ^[1]. 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^[2].

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 Solid State Drive considérés comme plus fiables étant donné l'absence de composants mécaniques et pouvant également stocker plus d'informations.

Conçus pour ne pas se détruire suite à une catastrophe aérienne, les données des boîtes noires sont protégées par trois couches de matériaux destinés à assurer leur survie au choc, à l'incendie et à l'immersion profonde. Leur coût est de 10 000 à 15 000 $ chacune.

À la suite d'un incident aérien, les boîtes sont analysées par les autorités en charge de la sécurité aérienne (en France, le Bureau d'enquêtes et d'analyses, BEA). 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.

Les enregistreurs de paramètres (Flight Data Recorder, FDR)

Présentation

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 par exemple 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.

Caractéristiques

• 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 3 400 g pendant une durée de 6,5 millisecondes sur une cible
• Résistance au feu : 1 100 °C pendant une heure (température de combustion du kérosène)
• Résistance à la pression de l'eau : 5 000 mètres (environ 16 000 pieds) (correspondant à environ 500 bar)
• 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 des données à enregistrer

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.

Les enregistreurs phoniques (Cockpit Voice Recorder, enregistreurs de conversations dans le cockpit)

Présentation

Les CVR servent à l’enregistrement des communication 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

• 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 6,5 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 ou sur carte de mémoire flash)

Notes et références

Liens externes

• Pour plus d'informations sur les méthodes d'exploitation des enregistreurs de vol, consulter le rapport d'accident du Concorde
• L-3 Communications Aviation Recorders, le principal fabricant de boîtes noires aéronautiques

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