Par une nuit d'hiver de février 2009, Le vol 3407 de Colgan Air s'est écrasé juste à l'extérieur de Buffalo, NEW YORK., tuant les 49 passagers et membres d'équipage à bord et une personne au sol. Une enquête menée par le National Transportation Safety Board a déterminé que l'avion à turbopropulseurs a connu de nombreux facteurs contribuant à l'accident, y compris un décrochage aérodynamique dont l'avion n'a pas pu se remettre.

"Dans la plupart des cas, beaucoup de choses tournent mal avant qu'un avion ne s'écrase réellement, " dit Peter Grant, professeur agrégé à l'Institut d'études aérospatiales de l'Université de Toronto (UTIAS) et un grand spécialiste de la simulation de vol. "Une partie du défi est que les pilotes sont souvent formés sur des simulations qui amènent un avion jusqu'au point de décrochage aérodynamique mais pas au-delà."

Pour aider à améliorer la formation des pilotes - en particulier en ce qui concerne la reconnaissance des décrochages et les manœuvres pour en sortir - Grant et son équipe de recherche de la Faculté des sciences appliquées et de génie ont conçu une nouvelle méthodologie qui peut être utilisée pour créer de nouvelles simulations.

Le décrochage aérodynamique se produit lorsque le flux d'air circulant sur les ailes d'un avion se sépare de la courbe de l'aile et ne génère plus suffisamment de portance pour contrer le poids de l'avion. Cela est dû au fait d'atteindre un angle d'attaque trop raide - lorsque le nez de l'avion vise trop fortement. Lorsqu'un avion atteint un décrochage aérodynamique, il commence souvent à rouler et devient plus difficile à contrôler, complique encore la situation pour un pilote.

Les avions commerciaux ont mis en place diverses protections pour empêcher le décrochage, comme les alarmes, un mécanisme « shaker » ou un système « poussoir » intégré qui incite le pilote à diriger le nez vers le bas pour abaisser l'angle d'attaque. En abaissant le nez de l'avion, il rétablit la portance, rendant l'avion plus facile à contrôler et donnant aux pilotes une chance de corriger même un roulis sévère. Certains gros jets sont également équipés de mesures de « protection de l'enveloppe » conçues pour maintenir l'avion en vol dans des paramètres de sécurité.

Mais même avec ces mesures préventives, des catastrophes se produisent encore comme le crash en juin 2009 du vol 447 d'Air France, qui a tué tous les 228 à bord.

Pour les pilotes, sortir d'un décrochage peut ne pas être intuitif dans une situation extrêmement chaotique.

"L'automatisation dans l'aviation a vraiment réduit l'incidence des accidents et rendu le vol beaucoup plus sûr, mais actuellement, il ne peut pas tout faire, " Dit Grant. " En plus du décollage et de l'atterrissage, la plupart des vols commerciaux sont sur pilote automatique, jusqu'à ce que la situation ne devienne critique. Soudainement, le pilote automatique s'éteint et nous mettons les pilotes dans une position où ils doivent prendre le relais dans les pires circonstances."

Suite aux catastrophes d'Air France et de Colgan Air, et plusieurs incidents similaires dans le monde, la Federal Aviation Administration (FAA) des États-Unis a appelé des chercheurs de l'industrie et du milieu universitaire à concevoir une nouvelle méthodologie pour développer des modèles représentatifs de décrochage aérodynamique. Grant et ses collègues chercheurs ont répondu à l'appel.

Leur premier défi était la rareté des données sur le comportement de l'avion au-delà du point de décrochage qui pourraient être utilisées pour construire leur modèle. Pour surmonter ce défi, l'équipe a travaillé avec Bombardier Aéronautique pour obtenir des données provenant d'essais en soufflerie et des vols d'essai effectués par les constructeurs d'avions pour faire certifier leurs avions. Ces vols sont effectués par des pilotes d'essai formés et poussent les avions en dehors de leurs enveloppes de vol typiques, y compris le décrochage, pour s'assurer que le comportement de l'avion après le décrochage est gérable.

Une fois qu'ils ont développé un modèle représentatif, ils ont extrapolé deux versions alternatives :une qui simulait une version de décrochage aérodynamique où elle se produisait plus rapidement, affectant l'avion plus sévèrement que la moyenne prédite par les données. L'objectif était de déterminer si leur modèle représentatif serait suffisant pour former les pilotes après le décrochage.

Grant et l'équipe ont ensuite recruté un bassin de 15 pilotes – tous des bénévoles d'Air Canada, Jazz et WestJet. Après avoir été divisé en trois groupes, ils ont été entraînés à sortir de quatre décrochages différents dans le simulateur de vol UTIAS. Après l'entrainement, tous les 15 ont été testés pour étudier dans quelle mesure leurs régimes d'entraînement respectifs les avaient préparés.

"Nous n'avons trouvé aucune différence statistiquement significative entre les trois groupes, " dit Grant. " Une fois que nous les avons formés sur ce qu'il faut rechercher et comment réagir, tous les 15 étaient également capables de fonctionner dans des conditions de décrochage - cela suggère qu'une modélisation représentative est suffisante pour l'entraînement à la récupération en décrochage complet."

Les nouvelles simulations de décrochage devraient être intégrées aux nouveaux programmes de formation des pilotes que la FAA prévoit de déployer à partir de 2019.

"Par mile parcouru, les voyages en avion sont incroyablement sûrs, " dit Grant. " Mais comme la demande de pilotes commerciaux continue d'augmenter, nous devons continuer à concevoir des simulations améliorées qui permettent une meilleure formation. »