Le NTSB a affiché l'enregistreur de données de vol du vol 214 d'Asiana Airlines et l'enregistreur de la voix du poste de pilotage en juillet 2013 à Washington, D.C. après le crash du Boeing 777 sur la piste de l'aéroport international de San Francisco. NTSB via Getty Images Des plongeurs en Indonésie ont finalement récupéré l'un des enregistreurs de données de vol du jet Lion Air qui s'est écrasé dans la mer de Java le 29 octobre, 2018, avec 189 personnes à bord. Selon les rapports de l'AP, l'enregistreur de données de vol devrait aider les enquêteurs à obtenir des réponses sur ce qui a causé le crash du Boeing 737 MAX 8 de deux mois juste après le décollage. L'enregistreur vocal devrait également fournir les voix de l'équipage du poste de pilotage, bruits de moteur, avertissements d'instrumentation et autres enregistrements audio pendant le vol.
Il y a généralement beaucoup de questions sans réponse lorsqu'un avion tombe en panne. C'est pourquoi les enquêteurs se tournent vers l'enregistreur de données de vol (FDR) et l'enregistreur vocal du poste de pilotage (CVR) de l'avion, également appelées « boîtes noires », " pour obtenir des réponses. Suite à tout accident d'avion aux États-Unis, les enquêteurs de la sécurité du National Transportation Safety Board (NTSB) commencent immédiatement à rechercher les boîtes noires de l'avion.
Réponses, Malheureusement, ne viennent pas toujours vite cependant. Il a fallu près de deux ans aux enquêteurs pour retrouver la boîte noire du vol 447 d'Air France, 447 qui s'est écrasé le 1er juin 2009, dans l'Atlantique Sud. La boîte n'avait pas seulement survécu à l'impact, mais aussi étant submergé sous près de 13, 000 pieds de salé, eau de mer corrosive. À la fin, les données ont prouvé que l'erreur du pilote avait contribué à un décrochage qui a finalement causé l'écrasement.
Ces appareils d'enregistrement, qui coûte entre 10 $, 000 et 15 $, 000 chacun, révéler les détails des événements qui ont immédiatement précédé l'accident. Dans cet article, nous allons regarder les deux types de boîtes noires, comment ils survivent aux accidents, et comment ils sont récupérés et analysés.
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Un ancien modèle d'enregistreur de données de vol d'EgyptAir 990, qui s'est écrasé en 1999. ©Reuters/CORBIS L'utilisation généralisée des enregistreurs d'aviation n'a commencé qu'après la Seconde Guerre mondiale. Depuis, le support d'enregistrement des boîtes noires a évolué afin d'enregistrer beaucoup plus d'informations sur le fonctionnement d'un aéronef.
Anciennes boîtes noires utilisées Bande magnetique , une technologie qui a été introduite pour la première fois dans les années 1960. La bande magnétique fonctionne comme n'importe quel magnétophone. La bande Mylar est tirée sur une tête électromagnétique, ce qui laisse un peu de données sur la bande. Ces jours, utilisation des boîtes noires cartes mémoire à semi-conducteurs , qui est arrivé dans les années 1990.
Les enregistreurs à semi-conducteurs sont considérés comme beaucoup plus fiables que leurs homologues à bande magnétique. État solide utilise des matrices empilées de puces mémoire, donc ils n'ont pas de pièces mobiles. Sans pièces mobiles, il y a moins de problèmes de maintenance et moins de chance que quelque chose se brise lors d'un crash.
Les données du CVR et du FDR sont stockées sur des piles cartes mémoire à l'intérieur de unité de mémoire anti-crash (CSMU). Les cartes mémoire ont suffisamment d'espace de stockage numérique pour accueillir deux heures de données audio pour les CVR et 25 heures de données de vol pour les FDR.
Les avions sont équipés de capteurs qui collectent des données telles que l'accélération, vitesse anémométrique, altitude, réglages des volets, Température extérieure, Performance du moteur, et la température et la pression de la cabine. Les magnétophones peuvent suivre environ 100 paramètres, tandis que les enregistreurs à semi-conducteurs peuvent suivre beaucoup plus.
Par exemple, dans le Boeing 787, les unités peuvent enregistrer un énorme 146, 000 paramètres, résultant en plusieurs téraoctets de données pour chaque vol. Cette incroyable charge de données est une arme à double tranchant; c'est super pour surveiller l'avion, mais cela peut submerger les ingénieurs et le personnel de maintenance. Pour gérer toutes ces données, ils ont besoin d'un logiciel de gestion de données sophistiqué.
Que le système soit une version plus ancienne ou entièrement moderne, toutes les données collectées par les capteurs de l'avion sont envoyées au unité d'acquisition de données de vol (FDAU) à l'avant de l'avion. Cet appareil se trouve souvent dans le baie d'équipement électronique sous le cockpit. L'unité d'acquisition des données de vol est le gestionnaire intermédiaire de l'ensemble du processus d'enregistrement des données. Il prend les informations des capteurs et les envoie aux boîtes noires.
Les deux boîtes noires sont alimentées par l'un des deux groupes électrogènes qui tirent leur énergie des moteurs de l'avion. Un générateur est une source d'alimentation CC de 28 volts, et l'autre est un 115 volts, Source d'alimentation CA de 400 hertz (Hz).
L'enregistreur vocal du poste de pilotage et l'enregistreur de données de vol qui ont été récupérés du vol Comair 5191 en 2006. Mark Wilson/Getty Images Dans presque tous les avions commerciaux, il y a plusieurs microphones intégrés dans le cockpit qui écoutent la conversation de l'équipage de conduite. Ces microphones détectent également tout bruit ambiant dans le cockpit, tels que des interrupteurs lancés ou des coups ou des bruits sourds. Il peut y avoir jusqu'à quatre microphones dans le cockpit de l'avion, chacun connecté à l'enregistreur vocal du poste de pilotage (CVR).
Les microphones envoient l'audio au CVR, qui numérise et stocke les signaux. Dans l'habitacle, il y a aussi un appareil appelé le unité de contrôle associée , qui fournit une pré-amplification pour l'audio allant au CVR. Les quatre micros sont placés dans le casque du pilote, casque copilote, casque d'un troisième membre d'équipage (s'il y a un troisième membre d'équipage) et à proximité du centre du cockpit, pour capter les alertes audio et autres sons.
La plupart des CVR à bande magnétique stockent les 30 dernières minutes de son. Ils utilisent une boucle continue de bande qui effectue un cycle toutes les 30 minutes. Au fur et à mesure que du nouveau matériel est enregistré, le matériel le plus ancien est remplacé. Les CVR qui utilisent le stockage à semi-conducteurs peuvent enregistrer deux heures d'audio. Semblable aux magnétophones, les enregistreurs à semi-conducteurs enregistrent également sur du matériel ancien.
L'une des boîtes noires récupérées d'Air France Airbus A330, qui s'est écrasé dans l'Atlantique en 2009. Bureau d'analyse et de recherche de France (BEA) L'enregistreur de données de vol (FDR) est conçu pour enregistrer les données d'exploitation des systèmes de l'avion. Il y a des capteurs câblés de différentes zones de l'avion à l'unité d'acquisition des données de vol, qui est câblé au FDR. Donc, chaque fois que le pilote actionne un interrupteur ou tourne un bouton, le FDR enregistre chaque action.
Aux Etats-Unis., la Federal Aviation Administration (FAA) exige que les compagnies aériennes commerciales enregistrent un minimum de 11 à 29 paramètres, selon la taille de l'avion. Les magnétophones peuvent enregistrer jusqu'à 100 paramètres. Les FDR à semi-conducteurs peuvent enregistrer des centaines, voire des milliers d'autres.
Le 17 juillet, 1997, la FAA a publié un Code of Federal Regulations qui exige l'enregistrement d'au moins 88 paramètres sur les aéronefs fabriqués après le 19 août, 2002. Voici quelques-uns des paramètres enregistrés par la plupart des FDR :
Les enregistreurs à semi-conducteurs peuvent suivre plus de paramètres que la bande magnétique car ils permettent un flux de données plus rapide. Les FDR à semi-conducteurs peuvent stocker jusqu'à 25 heures de données de vol. Chaque paramètre supplémentaire enregistré par le FDR donne aux enquêteurs un indice supplémentaire sur la cause d'un accident.
Les enregistreurs de vol du vol Continental Airlines 1404, qui a glissé de la piste lors du décollage à Denver, Colorado en 2008. Mark Wilson/Getty Images Les accidents d'avion sont des affaires violentes. Dans de nombreux accidents de ce genre, les seuls appareils qui survivent sont les unités de mémoire résistantes aux crashs (CSMU) des enregistreurs de données de vol et des enregistreurs vocaux du poste de pilotage. Typiquement, le reste du châssis et des composants internes des enregistreurs sont mutilés. Le CSMU est un grand cylindre qui se boulonne sur la partie plate de l'enregistreur. Cet appareil est conçu pour résister à une chaleur extrême, crashs discordants et des tonnes de pression. Dans les anciens magnétophones, le CSMU est à l'intérieur d'une boîte rectangulaire.
En utilisant trois couches de matériaux, le CSMU dans une boîte noire à semi-conducteurs isole et protège la pile de cartes mémoire qui stockent les données numérisées.
Voici un examen plus approfondi des matériaux qui constituent une barrière pour les cartes mémoire, en commençant par la barrière la plus intérieure et en progressant vers l'extérieur :
Ces boîtiers durcis sont extrêmement importants. Sans protection adéquate, toutes les données de vol seraient détruites. Donc, pour vous assurer que les données restent en sécurité, les ingénieurs attaquent leurs boîtes noires avec fureur pour voir si leurs produits peuvent résister à des abus extrêmes.
Pour assurer la qualité et la pérennité des boîtes noires, les fabricants testent minutieusement les CSMU. Rappelles toi, seul le CSMU doit survivre à un accident - si les enquêteurs sur les accidents l'ont, ils peuvent récupérer les informations dont ils ont besoin. Pour tester l'appareil, les ingénieurs chargent des échantillons de données sur les cartes mémoire à l'intérieur du CSMU. Ce modèle est examiné lors de la lecture pour déterminer si l'une des données a été endommagée par l'impact d'un crash, les incendies ou la pression.
Il existe plusieurs tests qui composent la séquence de survie au crash :
Lors de l'essai au feu, les câble d'interface mémoire qui relie les cartes mémoire à la carte de circuit imprimé est brûlé. Une fois l'appareil refroidi, les chercheurs le démontent et retirent le module de mémoire. Ils réempilent les cartes mémoire, installez un nouveau câble d'interface mémoire et connectez l'unité à un système de lecture pour vérifier que toutes les données préchargées sont prises en compte.
Les boîtes noires sont généralement vendues directement et installées par les constructeurs d'avions. Les deux boîtes noires sont installées dans la queue de l'avion - les placer à l'arrière de l'avion augmente leurs chances de survie. L'emplacement précis des enregistreurs dépend du plan individuel. Parfois, ils sont situés dans le plafond de la cuisine, dans la soute arrière ou dans le cône de queue qui recouvre l'arrière de l'avion.
La marine brésilienne montre les débris récupérés d'un avion d'Air France perdu en plein vol au-dessus de l'océan Atlantique. Document de la marine brésilienne/Xinhua Press/Corbis Bien qu'elles soient appelées "boîtes noires, " les enregistreurs d'aviation sont en fait peints en orange vif. Cette couleur distincte, ainsi que les bandes de ruban réfléchissant fixées à l'extérieur des enregistreurs, aider les enquêteurs à localiser les boîtes noires suite à un accident. Ceux-ci sont particulièrement utiles lorsqu'un avion atterrit dans l'eau. Il y a deux origines possibles du terme boîte noire :Certains pensent que c'est parce que les premières flûtes à bec étaient peintes en noir, tandis que d'autres pensent qu'il fait référence à la carbonisation qui se produit dans les incendies post-accident.
En plus de la peinture et du ruban réfléchissant, les boîtes noires sont équipées d'un balise de localisation sous-marine (ULB). Si vous regardez l'image d'une boîte noire, vous verrez presque toujours un petit, objet cylindrique attaché à une extrémité de l'appareil. Bien qu'il fasse également office de poignée de transport, ce cylindre est en fait une balise.
Si un avion s'écrase dans l'eau, la balise envoie une impulsion ultrasonore qui ne peut pas être entendue par les oreilles humaines mais qui est facilement détectable par un sonar et un équipement de localisation acoustique. Il y a un capteur de submersion du côté de la balise qui ressemble à un œil de bœuf. Lorsque l'eau touche ce capteur, la balise est activée.
La balise envoie des impulsions à 37,5 kilohertz (kHz) et peut transmettre un son aussi profond que 14, 000 pieds (4, 267 mètres). Une fois que la balise commence à pinger, il ping une fois par seconde pendant 30 jours. Cette balise est alimentée par une batterie qui a une durée de vie de six ans. Dans de rares cas, la balise peut se casser lors d'une collision à fort impact.
Aux États-Unis, lorsque les enquêteurs localisent une boîte noire, il est transporté vers les laboratoires informatiques du National Transportation Safety Board (NTSB). Un soin particulier est apporté au transport de ces appareils afin d'éviter tout autre endommagement du support d'enregistrement. En cas d'accident d'eau, les enregistreurs sont placés dans une glacière d'eau pour les empêcher de se dessécher.
L'enregistreur de voix du cockpit du Sukhoi Superjet 100 russe, qui s'est écrasé sur le flanc d'une montagne en 2012. AFP/AFP/GettyImages Après avoir trouvé les boîtes noires, les enquêteurs emmènent les enregistreurs dans un laboratoire où ils peuvent télécharger les données des enregistreurs et tenter de recréer les événements de l'accident. Ce processus peut prendre des semaines ou des mois. Aux Etats-Unis, Les fabricants de boîtes noires fournissent au National Transportation Safety Board les systèmes de lecture et les logiciels nécessaires pour effectuer une analyse complète des données stockées dans les enregistreurs.
Si le FDR n'est pas endommagé, les enquêteurs peuvent simplement le lire sur l'enregistreur en le connectant à un système de lecture. Avec des enregistreurs à semi-conducteurs, les enquêteurs peuvent extraire les données stockées en quelques minutes via des ports USB ou Ethernet. Très souvent, les enregistreurs récupérés de l'épave sont cabossés ou brûlés. Dans ces cas, les cartes mémoire sont retirées, nettoyé et installez un nouveau câble d'interface mémoire. Ensuite, la carte mémoire est connectée à un enregistreur fonctionnel. Cet enregistreur dispose d'un logiciel spécial pour faciliter la récupération des données sans possibilité de les écraser.
Une équipe d'experts est généralement amenée à interpréter les enregistrements stockés sur un CVR. Ce groupe comprend généralement des représentants de la compagnie aérienne et du constructeur de l'avion, un spécialiste de la sécurité des transports du NTSB et un enquêteur de la sécurité aérienne du NTSB. Ce groupe peut également comprendre un spécialiste de la langue du FBI et, si besoin, un interprète. Ce tableau tente d'interpréter 30 minutes de mots et de sons enregistrés par le CVR. Cela peut être un processus laborieux et peut prendre des semaines.
Le FDR et le CVR sont des outils inestimables pour toute enquête sur un aéronef. Ce sont souvent les seuls survivants des accidents d'avion, et ainsi fournir des indices importants sur la cause qu'il serait impossible d'obtenir d'une autre manière. À mesure que la technologie évolue, les boîtes noires continueront de jouer un rôle considérable dans les enquêtes sur les accidents.
Pas seulement pour les avions :la boîte noire illustrée ici provient d'une voiture de course impliquée dans un accident en Australie en 2006. Greg Burke-Pool/Getty Images Il y a toutes sortes d'améliorations potentielles à l'horizon pour la technologie de la boîte noire. De toute évidence, les systèmes actuels n'enregistrent aucune vidéo de l'activité du cockpit. Pendant des années, le National Transportation Safety Board a essayé en vain de mettre en œuvre des capacités vidéo dans les systèmes de boîte noire, mais de nombreux pilotes refusent catégoriquement d'autoriser la vidéo, affirmant que de tels systèmes violent leur vie privée et que la capture de données actuelle est suffisante pour les enquêteurs sur les accidents.
Le NTSB continue d'insister sur le fait qu'il n'y a rien de tel que d'avoir trop d'informations lors d'enquêtes sur les accidents d'avion. Maintenant, l'enregistrement vidéo est toujours en attente.
Mais la technologie est plus que prête. Airbus, par exemple, installe un système Vision 1000 dans tous ses hélicoptères. La caméra Vision 1000 est montée derrière la tête du pilote, où il enregistre une vidéo des actions du pilote et de la zone du cockpit, ainsi que la vue au-delà du pare-brise, à quatre images par seconde. Il pèse environ une demi-livre et n'a besoin que d'alimentation et d'une connexion GPS pour l'activation.
La vidéo n'est pas la seule amélioration qui a rencontré une résistance par rapport au statu quo. Depuis 2002, certains législateurs ont fait pression pour la Save Aviation and Flight Enhancement Act, qui n'en nécessiterait pas un, mais deux enregistreurs de vol, dont un qui s'éjecte automatiquement de l'avion lors d'un incident. De tels enregistreurs auto-éjectables sont plus faciles à localiser et risquent moins de subir des dommages catastrophiques. Jusque là, bien que, la loi n'a pas été adoptée par le Congrès.
Les boîtes noires ne sont pas réservées qu'aux avions. Ils sont maintenant intégrés dans de nombreux types de véhicules. Vous pouvez même en avoir un dans votre voiture, bien que vous ne le sachiez pas. Environ 90 % des nouvelles voitures sont équipées d'enregistreurs de données d'événements (EDR) qui suivent le même type de données que les boîtes noires des avions. L'EDR est ostensiblement conçu pour maintenir et surveiller le système de sécurité de la voiture, mais les enquêteurs sur les accidents peuvent utiliser et utilisent les données EDR pour mieux comprendre les épaves ... et parfois, d'attribuer le blâme après un accident.
Quand il s'agit de boîtes noires montées sur des avions, il est tout à fait possible qu'ils passent à la trappe. Au lieu d'enregistrer dans une boîte, les avions pourraient bientôt simplement diffuser toutes leurs données essentielles directement vers une station au sol. Ces systèmes existent déjà. Par exemple, Le système air-sol FlyhtStream d'AeroMechanical Services envoie des données de vol à une base d'attache par satellite.
De tels systèmes éliminent la recherche désespérée d'une boîte qui aurait pu être détruite lors d'un crash, et peut être plus fiable, trop. Pour le moment, bien que, les boîtes noires sont toujours une nécessité chaque jour alors que des milliers d'avions s'envolent, voler des millions de personnes partout dans le monde.
J'ai un cauchemar récurrent à propos de zoomer dans le ciel dans un jet condamné. Chaque fois, l'avion quitte la piste au décollage puis accélère violemment tout droit vers le ciel. Je n'arrive jamais au bout du rêve. C'est peut-être une bonne chose. Heureusement, les dysfonctionnements des avions sont extrêmement rares - statistiquement parlant, votre voiture est beaucoup plus dangereuse. Mais quand les avions tombent du ciel, c'est un soulagement d'avoir une idée pourquoi... sinon, les ingénieurs et les membres de la famille seraient laissés à l'agonie, se demandant pourquoi des innocents sont morts d'une manière si horrible. J'espère ne jamais faire partie d'une scène d'accident où une boîte noire est nécessaire. Sauf si, bien sûr, c'est juste dans mes rêves.
