American Airlines vol 191 – Le crash le plus grave dans l’histoire des USA

Les moteurs 1 et 3 du DC-10, ceux qui se trouvent sous les ailes, sont fixés par des pylônes horizontaux. Chaque pylône est accroché à l’aile par trois boulons et puis, le réacteur s’accroche à son tour au pylône par trois autres boulons. Ce système d’attache est très efficace et utilisé jusqu’à nos jours. Par contre, il exige un respect absolu des règles de maintenance édictées par le constructeur de l’avion…

Les paliers sphériques des réacteurs
Chez McDonnell Douglas, des doutes surgissent sur la solidité des paliers sphériques se trouvant à la connexion entre le réacteur et son pylône. Devant le lourd passé de l’avion, les risques ne sont pas permis. Deux bulletins de services sont émis en direction de tous les exploitants du DC-10. Ils portent les numéros 54-48 et 54-59 et recommandent de changer les paliers à la meilleure convenance des compagnies.

Pour la procédure de dépôt des réacteurs, le fabriquant renvoi les services techniques au chapitre 54 du manuel de maintenance du DC-10. Il y est indiqué que la procédure doit se faire en deux étapes : tout d’abord, il faut démonter le réacteur, puis seulement démonter le pylône depuis l’aile. L’intervention est très ennuyeuse pour la compagnie qui la confie à ses ateliers techniques à Tulsa en Oklahoma. Ces mêmes ateliers opèrent également pour d’autres compagnies étrangères sous contrat.

Palier Sphérique Attache Réacteur Avion

Schéma de principe et photo d’un pallier sphérique comme celui qui retient les réacteurs du DC-10. Le système est très solide tout en permettant les vibrations et mouvements de faible amplitude (angle a)

 

Dès le départ, les techniciens n’ont pas la moindre envie de suivre les recommandations du manuel de maintenance. En effet, ils caressent l’idée de démonter le réacteur et le pylône en un seul bloc. Cette manière de faire leur économise plus de 200 heures de travail et réduit le nombre de servitudes à débrancher de 79 à 27. Cette technique, ils le savaient, était appliquée avec succès chez des compagnies concurrentes comme United Airlines ou Continental.

DC-10 Attache réacteur

Le pylone, ici en rouge, fait le lien entre le réacteur et l’aile. Il a 6 points de fixation :

– 3 points entre le pylone et l’aile

– 3 points entre le pylone et le réacteur

De nombreux tubes et cables passent également à l’intérieur. Une maintenance correctement réalisé aurait exigée le dépôt du réacteur seul (en le séparant du pylone), puis le dépot du pylone à son tour. Le remontage suit la même séquence à l’envers : d’abord le pylone tout seul, puis on y fixe le réacteur. C’est en voulant improviser et griller des étapes que les ateliers de maintenance on provoqué l’accident.

 

Avant d’entamer la manœuvre, les techniciens d’American Airlines prennent tout de même contact avec McDonnell Douglas. Les concepteurs de l’appareil les découragent d’utiliser une telle méthode. En effet, le problème n’est pas au niveau du démontage lui-même, mais il n’est pas possible de remonter le réacteur et son pylône d’un bloc sans prendre le risque d’endommager les attaches du pylône au niveau des ailes.

Cependant, le constructeur d’un avion n’a aucune autorité sur ses clients. Ces derniers sont les propriétaires des appareils qu’ils achètent et les maintiennent comme bon leur semble. Les techniciens de American Airlines prennent sur eux de démonter le réacteur et son pylône en un seul bloc. Pour éviter de renverser l’objet, ils demandent au fabriquant de leur fournir l’information sur le lieu du centre de gravité de l’ensemble combiné pylône-réacteur. Cette information leur est transmise le 28 avril 1979 et dès le lendemain, ils commencent l’opération se servant d’un charriot élévateur improvisé pour soutenir le réacteur pendant que le pylône est déboulonné. L’ensemble pèse près de 7 tonnes. Le Hyster 460B est capable de soulever 19 tonnes sur une hauteur de 3 mètres. Malgré cela, il tangue sous la charge et le machiniste a du mal à obtenir des mouvements fins et adaptés à la délicatesse de l’opération.

Par ailleurs, une entrée intéressante est marquée dans les documents de maintenance du charriot élévateur. En effet, dans leur fonctionnement normal, les fourches de ces charriots doivent pouvoir rester fixes à hauteur constante même sous une charge importante. Les vérins sont fermés par des valves anti-retour qui ne permettent pas le retour de l’huile si l’opérateur ne manœuvre pas volontairement pour abaisser la charge. Ce Hyster 460B avait une valve défectueuse. Laissée à elles mêmes, les fourches baissaient de plus de 10 cm par heure sous une charge de 7 tonnes.

 

Charriot élévateur Hyster 406B
Un chariot élévateur Hyster comme celui-ci était utilisé par les compagnies
aériennes lors du remplacement des réacteurs.
 

 

Le démontage dure plusieurs heures et exige des manœuvres très précises qui ne sont pas réalisables sans un entrainement spécifique. Chez Continental, qui utilise la même technique, deux incidents ont lieu lors du démontage. Les supports sur l’aile sont cassés net et doivent être réparés. Ces incidents ne sont pas portés à la connaissance de la FAA alors que la règlementation l’exige expressément (FAR 121.703).

Lors de l’opération chez American Airlines, plusieurs manœuvres erratiques ont eu lieu et les supports du réacteur gauche sont fissurés mais personne ne les contrôle d’assez près pour s’en rendre compte.

American Airlines vol 191
L’avion immatricule N110AA est remis en ligne et le 25 mai 1979, c’est le drame. Le vol 191 est programmé pour relier Chicago, capitale de l’Illinois, à LAX, l’aéroport international de Los Angeles. La météo est printanière et 271 personnes ont pris place à bord du DC-10.

L’appareil est autorisé à décoller de la piste 32R à 15 heures 03. Le pilote pousse les manettes des gaz et l’accélération se fait sentir. L’avion dévale la piste à toute vitesse et au moment où il commence à se cabrer le réacteur 1, celui qui est à gauche sous l’aile, se détache ! L’engin et son pylône se soulèvent puis basculent par-dessus l’aile et finissent leur course sur la piste. Au passage, le bord d’attaque de l’aile est fortement endommagé et de nombreux tubes de pression hydraulique sont sectionnés.

L’appareil entame sa montée et les pilotes voient les index du moteur numéro 1 chuter et comprennent que le moteur est tombé en panne. En effet, depuis le poste de pilotage, seule l’extrémité des ailes est visible, les moteurs ne le sont pas. Le commandant de bord se retourne mais ne peut pas voir ce qui se passe avec le réacteur.

American Airlines vol 191
AA 191 pris en photo quelques secondes avant le crash.
Remarquez l’absence de réacteur sur l’aile gauche.

La perte d’un moteur sur trois ne pose pas de gros soucis au DC-10. L’appareil est certifié pour être capable de continuer son envol sur les 2 moteurs restants. Par contre, il y a plus grave. Le réacteur n’est pas tombé directement au sol, mais il a d’abord basculé par-dessus l’aile en endommageant les dispositifs de bord d’attaque. La sortie de ces dispositifs au décollage n’augmente pas nécessairement la portance, mais permet à l’aile de voler à de fortes incidences sans décrocher. Leur rentrée intempestive change complètement la donne. De plus, l’arrachement du réacteur prive de courant électrique un certain nombre de systèmes. L’un d’entre eux est l’alarme de décrochage qui n’est pas doublée sur cet appareil. Dans la panique, le mécanicien de bord n’a pas le temps de basculer les systèmes arrêtés sur une alimentation électrique de secours.

L’appareil monte et il est contrôlable. Les pilotes décident d’appliquer la check-list de panne moteur vu que c’est ainsi qu’ils perçoivent la situation. Un des éléments clés de cette liste est le fait de cabrer l’avion pour monter à une vitesse très faible de 153 nœuds. Le pilote aux commandes tire donc sur le manche et l’avion commence à ralentir en montant de plus en plus vite. L’aiguille du directeur de vol lui indique l’assiette à afficher pour une montée sûre et efficace sur deux moteurs (N-1).

Le manuel des opérations d’Americain Airlines qui regroupe les check-lists normales et d’urgence est très précis sur leurs conditions d’usage : « Les procédures indiquées dans les checklists d’urgence sont celles où une action rapide et précise de l’équipage est requise pour diminuer de manière substantielle les risques de blessures ou de pertes de vies humaines. Les procédures d’urgences de cette section sont présentées comme étant la meilleure façon de gérer ces situations spécifiques. Elles représentent la façon la plus sûre et la plus pratique de s’en sortir de situations d’urgence selon les pilotes et les mécaniciens les plus expérimentés, selon les procédures approuvées par la FAA et selon les meilleures informations disponibles. Si une situation d’urgence survient et que pour laquelle ces procédures ne sont pas adaptées, alors il ne faut pas les appliquer. Le meilleur jugement de l’équipage doit prévaloir. »

En d’autres termes, le manuel de la compagnie demande de ne pas appliquer aveuglément les check-lists d’urgence. Il rajoute : « La nature et la gravité d’une situation d’urgence ne peuvent pas être immédiatement et précisément déterminées. En tant que professionnel, vous allez piloter l’avion et/ou immédiatement corriger les problèmes évidents avant toute référence à une check-list. »

Dans ces textes, le mot pilotage est pris dans son sens le plus étroit. Il définit les actions par lesquelles le pilote garde une vitesse sûre et les ailes horizontales et évite d’aller vers le terrain. Tout le reste est moins urgent et peut attendre bien plus qu’on ne le croit.

Normalement, en situation d’urgence, on ne change pas un système qui marche. Alors que le DC-10 monte vers 100 mètres de hauteur, le pilote applique la check-list panne moteur à une situation qui n’est pas encore correctement évaluée. Il ne s’agit pas de panne moteur, mais de l’arrachement d’un moteur pour lequel aucune check-list n’est en place. La vitesse baisse progressivement et à 159 nœuds, l’aile gauche décroche. L’alarme décrochage ne retentit pas et l’avion commence à s’incliner à gauche tout en continuant à perdre de la vitesse. Le pilote aux commandes ne comprend pas ce qui se passe mais fait tout son possible pour corriger l’attitude de l’avion. Il tire complètement le manche, braque les ailerons à droite ainsi que la gouverne de direction à sa déflexion maximale.

En quelques secondes, l’inclinaison est de 112 degrés gauche, la situation n’est plus récupérable. Le nez de l’avion commence à basculer sous l’horizon et l’altitude diminue rapidement.

Victimes au sol
Dans le prolongement de la piste 32R de l’aéroport d’O’Hare International, après une autoroute, il y a un terrain vague puis un vaste parking de maisons mobiles. L’aile en premier, l’avion s’écrase dans le terrain vague mais l’énorme boule de feu qu’il produit engloutit plusieurs maisons.

Les secours arrivent rapidement sur les lieux, mais juste pour se rendre compte qu’il n’y a plus rien à faire pour personne. L’avion est en miettes et il n’y a aucun survivant possible. Les 271 occupants ont été tués sur le coup. Les pilotes sont certainement morts avant même d’avoir compris ce qui se passait avec leur avion. Deux personnes au sol, occupants d’une maison mobile, sont aussi parmi les victimes. Le bilan est de 273 morts. Les Etats-Unis sont horrifiés. Jusqu’au 11 septembre 2001, il ne passera rien d’aussi grave sur leur sol.

Le certificat de navigabilité révoqué pour le DC-10
Le certificat de navigabilité du DC-10 est révoqué le matin du 6 juin 1979. En clair, il n’a plus de certification et ne peut donc plus voler. Cette procédure extrême est très rare. De mémoire d’homme, elle fut appliquée au Fokker 10A en 1931 après qu’un accident eut révélé que le bois dont étaient constituées les ailes avait une tendance à retenir l’humidité puis à pourrir. Elle fût aussi appliquée en 1946, pendant 6 semaines, au Lockheed Constellation suite à des incendies répétés. En Europe, le certificat de navigabilité fut suspendu pour le Comet et le Concorde. Aucun de ces avions ne survécut à ces suspensions.

L’enquête
L’enquête débute dans un climat très tendu alors que la FAA, le constructeur et la compagnie aérienne commencent à se remettre en question. La FAA, qui certifie les avions aux USA, va déclarer plus tard : « Il y a eu certains points dans la conception et la certification qui, rétrospectivement, étaient de mauvaises idées. ».

Les experts du NTSB découvrent peu à peu l’étendue des dégâts. Près de 88 changements de réacteurs ont été opérés sur des DC-10 en utilisant des équipements improvisés et des techniques non adaptées. L’usage du charriot élévateur était de règle chez de nombreuses compagnies aériennes. Sur les DC-10 inspectés, nombreux sont ceux qui présentaient des fissures importantes au niveau des attaches des réacteurs. Chacun de ces appareils aurait pu connaître à tout moment le même sort que le vol 191.

Des tests sont faits au simulateur chez la NASA. Les équipages réalisent un décollage et sont soudain mis dans une situation de perte de moteur. La procédure en vigueur demande de cabrer l’avion jusqu’à V2, soit 153 nœuds, puis de maintenir cette attitude jusqu’à 800 pieds de hauteur ou l’altitude minimale du secteur puis seulement abaisser le nez de l’avion pour accélérer. Les équipages, 13 au total, réalisent 70 décollages mais aussi 2 atterrissages. En effet, une fois la panne déclarée, la situation n’est pas définitivement perdue mais dépendait de la manière dont les pilotes allaient réagir.

DC-10 AA 191 boulon cassé
Boulon retrouvé sur la piste 32R. Fissuré par la pression du charriotélévateur lors du montage, il avait cédé ce 25 mai 1979.

 

Analyse
Quand un appareil connait un problème de moteur, ou tout autre problème de manière générale, le capital dont dispose les pilotes se résume en deux valeurs : l’altitude et la vitesse. Lors du décollage, la situation est particulièrement délicate. L’avion est proche du sol et sa vitesse est faible. Une technique de pilotage très rigoureuse doit être adaptée pour assurer la montée saine et rapide.

Normalement, la rotation s’effectue à une vitesse dite Vr et l’avion se cabre à 3 ou 4 degrés par seconde et quitte le sol à une vitesse appelée V2 et continue à monter en accélérant. En cas de panne d’un moteur, l’avion quitte le sol à V2 mais n’accélère pas. Dans son esprit, la procédure de montée avec un moteur défaillant privilégie le gain d’altitude sur le gain de vitesse. La vitesse de sécurité au décollage, V2, est suffisante pour tenir en l’air, on va la garder et pas chercher à aller plus vite. Le gain d’altitude est une priorité pour échapper aux obstacles qui se trouveraient dans le prolongement de la piste. Aérodynamiquement, V2 n’est ni la vitesse qui permet une montée à pente maximale, ni la vitesse qui permet de monter à un taux maximal. C’est une vitesse qui permet de monter immédiatement après le décollage et c’est tout.

L’obligation de chercher une vitesse basse en cas de panne moteur, découle d’une raison logique également. Si un pilote se retrouve dans un avion avec un moteur en moins et que la vitesse est entrain d’augmenter allègrement, c’est que son appareil est probablement entrain d’aller vers le sol. En effet, les avions de ligne ne peuvent pas accélérer et monter à charge pleine avec un moteur en panne. Il faut faire un arbitrage du plus urgent au moins urgent : d’abord gagner de la hauteur et après seulement de la vitesse.

Le pilote aux commandes du vol 191 a une technique personnelle différente de ce qui est recommandé par la compagnie lors du décollage. Au lieu de cabrer le DC-10 à 3 ou 4 degrés par seconde, il le cabre à 1.5 degrés par seconde. Ca change quoi ? Ca change tout ! En effet, les procédures d’exploitation d’un avion en temps normal et en situations d’urgence forment un ensemble cohérent. Si on modifie quelque chose au milieu, on doit intervenir sur tout le reste pour maintenir la cohérence de l’ensemble. Le pilote du vol 191 fait la rotation lentement pour quitter le sol à une vitesse plus élevée et avoir de plus grandes marges de sécurité en cas de pépins. L’intention est donc clairement d’optimiser le système. De plus, sa technique plus progressive permet un décollage plus confortable pour les passagers.

En même temps, la procédure compagnie en cas de panne moteur est la suivante :
– Si la panne survient avant V1, il faut interrompre le décollage
– Si la panne survient après V1, il faut accélérer jusqu’à la vitesse de rotation Vr et faire la montée initiale à V2.

La situation où la panne moteur survient à une vitesse supérieure à V2 n’est pas évoquée parce que tout simplement les pilotes n’étaient pas sensés décoller à une vitesse supérieure à V2.

Quand les roues du DC-10 quittent le sol, à l’instant où le moteur s’arrache, la vitesse est supérieure à V2. En pratique et ce malgré la rétraction et l’endommagement des slats, l’appareil pouvait continuer son vol et revenir atterrir. Cependant, le directeur de vol qui est programmé sur « décollage » affiche immédiatement l’assiette à maintenir pour monter à V2 exactement. Pour le pilote du vol 191, ceci signifie qu’il faut ralentir. Redescendre vers V2 n’améliore en rien les performances de l’avion. Monter à V2 n’a de sens que si la panne survient avant cette vitesse.

Le pilote tire sur le manche et cabre fortement son avion. L’aiguille de l’indicateur de vitesse commence à revenir en arrière. A exactement 159 nœuds, l’avion commence à se pencher sur la gauche avec un taux de 1 degré par seconde. L’aile droite continue à voler et à donner de la portance alors que l’aile gauche décroche et commence à s’enfoncer. Malheureusement, il n’y a plus d’alarme de décrochage. Celle-ci étant alimentée en électricité par le générateur attaché au moteur qui s’est arraché.

Le pilote n’a pas moyen de comprendre ce qui se passe. Il continue à tirer sur le manche pour ralentir à 153 nœuds et braque les ailerons vers la droite. Sur l’aile gauche, les ailerons partent vers le bas. Aérodynamiquement, ils augmentent l’incidence de l’aile. Comme celle-ci est en décrochage, ceci ne fera qu’aggraver les choses et l’aile s’enfonce de plus belle. Le taux de roulis atteint rapidement les 12 degrés par seconde. Sur les avions en décrochage, un coup d’ailerons, même dans le bon sens, peut avoir des effets néfastes.

Comme l’appareil continue à s’incliner, le pilote braque totalement la gouverne de direction vers la droite. Le nez de l’avion commence à baisser et le manche est tiré de plus en plus pour empêcher ce mouvement. A 100 mètres de hauteur, l’avion est incliné de 112 degrés à gauche, les ailerons braqués totalement à droite et la gouverne de profondeur braquée totalement à cabrer. Le train d’atterrissage est encore sorti et les moteurs 2 et 3 à leur puissance maximale de décollage (voir photo). A ce moment, la situation n’est plus récupérable avec l’altitude qui reste. Le DC-10 revient rapidement vers le sol et nous connaissons le reste de l’histoire.

Lors des expériences du NTSB, la majorité des pilotes ont reproduit les mêmes réflexes et fatalement le même crash en simulateur. Tous ceux qui ont suivi l’indication du directeur de vol ont rapidement perdu le contrôle de leur appareil.

Par contre, dans de nombreux cas, dès que les pilotes sentent une perte de contrôle, ils poussent sur le manche et le nez de l’avion s’abaisse et la vitesse augmente. Dans ce cas, il n’y a pas de perte de contrôle et le vol continu presque normalement sur les deux moteurs restants. Les pilotes qui ont réalisé cette prouesse étaient au courant des détails de l’accident du vol 191. Ils ont tous déclaré que sans cette connaissance, ils n’auraient jamais eu les bons réflexes. Il n’était donc pas raisonnable de s’attendre de l’équipage du DC-10 d’American Airlines d’agir autrement que ce qu’il a fait.

Deux mois après le drame de Chicago, la compagnie American Airlines ajouta ces deux items dans la check-list de panne moteur au décollage :
– Si la panne moteur survient après V2, maintenez la vitesse atteinte sans aller au delà de V2+10
– Si la panne moteur survient à une vitesse supérieure à V2+10, réduisez la vitesse et maintenez V2+10

Une note vient préciser : « Si la panne survient après V2, le directeur de vol va vous indiquer une attitude qui vous fera revenir vers V2. Ignorez donc le directeur de vol si la panne du moteur survient après V2. ».

Le 13 juillet, après de nombreuses analyses, le certificat de navigabilité du DC-10 fut rétabli, mais plus que jamais, le nom de cet avion fut rattaché à la notion de désastre aérien dans l’esprit du public.

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