Des enseignements à tirer d’un rapport d’accident pour les pilotes de Robinson R-22.
Les enquêtes du BEA ont « pour unique objectif l’amélioration de la sécurité aérienne ».
Leur lecture permet d’acquérir une culture de la sécurité, de noter les situations pouvant mener à un incident ou à un accident et donc d’être alerté si l’on rencontre une situation similaire. Le rapport d’accident d’un Robinson R-22 en janvier 2024 à Cannes-Mandelieu en atteste une nouvelle fois.
Déroulement du vol
En milieu d’après-midi du 11 janvier 2024, l’équipage (élève pilote et instructrice) décolle en piste 22 de Cannes-Mandelieu après quelques évolutions en effet de sol au-dessus de la piste. Peu de temps après le virage à gauche en montée initiale pour éviter les axes de la 17/35, l’instructrice demande l’autorisation de croiser les axes de la 17/35, autorisation accordée avec virage à droite vers le point de report WD à 2.000 ft maximum. L’instructrice collationne et l’analyse spectrale lors des messages montre que le régime de rotation du rotor principal est nominal (102%).
Environ 2 minutes après le décollage, l’alarme sonore Low RPM est audible en continu lors d’une émission sans locution, en provenance du R-22, d’une durée de 2 secondes. Quelques secondes plus tard, l’hélicoptère perd brusquement de l’altitude, avec une vitesse horizontale nulle et une vitesse verticale élevée. Trois secondes plus tard, l’instructrice annonce être en panne moteur. L’alarme sonore Low RPM est toujours audible. Des témoins indiquent que
les pales ont ralenti ou cessé de tourner puis se sont soulevées vers le haut. Une dizaine de secondes plus tard, le R-22 entre en collision avec la surface de la mer et coule immédiatement, par 30 m de profondeur à environ 300 m de la côte.
Enquête
L’épave a été renflouée, montrant que les dommages principaux sont consécutifs à la collision avec la surface de l’eau, « cohérents avec l’énergie verticale importante et une assiette quasiment nulle à l’impact ». Les dommages observés sur les pales des deux rotors sont « compatibles avec une faible énergie développée par le principal lors de la collision avec l’eau ». L’examen des chaînes de commandes (direction, pas cyclique, pas collectif) montre « qu’elles étaient probablement continues au moment de la collision avec l’eau ».
La continuité des commandes moteur (richesse, gaz, régulation du régime moteur) n’a pas pu être confirmée. Les commandes ont été retrouvées ainsi : réchauffage carburateur actif (tiré), richesse plein riche, carburant sur On, magnétos sur Both.
Si la quantité de carburant restante dans les réservoirs n’a pu être déterminée, « une nappe irisée à la surface de l’eau et une odeur de carburant » ont été constatées lors du renflouage de la cellule. L’analyse du tableau de bord par le BEA a montré que les voyants Low RPM, Alt et Oil étaient allumés. Le voyant Gov (governor) était « probablement éteint au moment de l’impact ». Le disjoncteur Gov a été retrouvé déclenché, sans pouvoir déterminer si cela est consécutif ou non à l’impact.
Le carburateur endommagé n’a pu être passé au banc. L’examen visuel n’a pas mis en évidence un élément particulier. Le test de la sonde de température de l’entrée d’air du carburateur a montré qu’elle était non fonctionnelle. Deux ruptures du fil interne de la sonde sont cohérentes avec les dommages dus à l’impact. La sonde était fonctionnelle lors de précédents vols le matin du jour de l’accident. Le moteur, partiellement démonté et examiné, ne présente aucun endommagement majeur.
Quelques spécificités du R-22
Le rapport passe en revue les spécificités du R-22 et son système de rotor bipale léger, à faible inertie. Ainsi, la « majeure partie de l’énergie nécessaire à une autorotation est stockée dans la quantité de mouvement vers l’avant de l’hélicoptère et non dans le rotor ».
Détaré, le Lycoming O-360J2A est équipé d’un dispositif de régulation du régime moteur
(RPM governor), ajustant automatiquement la commande des gaz pour maintenir un régime moteur constant et donc un régime rotor. Activé manuellement par un interrupteur, le governor est actif entre 80% et 117% (régime moteur) et s’inhibe sous 80%. La régulation doit alors être assurée manuellement par le pilote.
Réchauffage carburateur
Autre particularité : lors de l’abaissement de la commande de pas collectif, une liaison mécanique permet d’augmenter le réchauffage carburateur. Ce couplage peut être inhibé manuellement en position froide à l’aide d’un loquet. La température du carburateur est affichée sur le tableau de bord avec une plage -15°C/+5°C à éviter (arc jaune). Lorsque le régime du rotor principal est inférieur à 97%, un voyant Low RPM s’allume sur le tableau de bord avec alarme sonore. Celle-ci est inhibée quand le pas général est abaissé en butée basse.
A partir de 15h50, l’ATIS de Cannes-Mandelieu passait un vent du 130° pour 4 Kt, Cavok, température de +13°C, point de rosée +6°C. L’humidité au sol était de 62% et de 66% à 1.500 ft d’altitude entre 15h00 et 16h00.
Selon Robinson Helicopters, le givrage du carburateur « peut survenir, y compris par des températures extérieures élevées, en fonction du taux d’humidité ». Le constructeur
« indique également que le governor peut masquer l’apparition du givrage du carburateur :
le phénomène ne se manifestera ni par une baisse du régime (RPM) ni de la pression d’admission. Le régulateur ajustera automatiquement la position des gaz afin de maintenir un régime constant, ce qui entraînera également une pression d’admission constante. Un pilote non averti peut ainsi ne pas percevoir la formation de givrage du carburateur ».
Par ailleurs, sur les moteurs détarés (pour améliorer les performances en altitude, la fiabilité
et donc la durée de vie du GMP), « le papillon des gaz à l’inférieur du carburateur n’est que partiellement ouvert lorsque le moteur est à pleine puissance et un givrage du carburateur peut se produire, même pendant le décollage. Si ce n’est pas corrigé dès l’apparition des premiers symptômes (diminution rapide du régime moteur), le moteur peut s’arrêter et un décrochage du rotor à bas régime peut survenir ».
Pour éviter cela, le « pilote doit ouvrir les gaz et abaisser la commande de pas collectif,
et tirer à fond la commande du réchauffage du carburateur. S’il se contente d’abaisser la commande du pas collectif, le moteur peut s’arrêter : le système d’assistance au réchauffage du carburateur peut ne pas être suffisant car il n’applique le réchauffage carburateur qu’au moment où le pilote abaisse le levier de pas collectif ».
Le document « No Ice, Thank You » (FAA) précise que « dans certaines conditions atmosphériques humides, lorsque l’humidité relative est supérieure à 50% et que la température est comprise ente -6°C et +32°C, de la glace peut se former dans le système d’admission, y compris par des conditions estivales. Toutefois, ce phénomène est le plus susceptible de se produire dans la plage de températures comprise entre -1°C et +15°C ».
La sensation de chaleur dans l’habitacle due au rayonnement thermique de la bulle de l’hélicoptère peut diminuer la vigilance des pilotes par rapport à la surveillance de la température à l’intérieur du carburateur.
Le manuel de vol indique que lorsque les conditions de givrage carburateur sont propices, il faut utiliser le réchauffage carburateur via la commande manuelle, quelle que soit la position du manche collectif :
– au maximum pendant le point fixe pour préchauffer le dispositif d’admission d’air,
– à la demande pendant le décollage, la montée et la croisière pour rester hors de l’arc jaune de l’indicateur de température carburateur,
– au maximum lorsque la pression d’admission est inférieure à 18 pouces. Cette consigne figure sur l’indicateur.
Gestion de l’autorotation en R-22
La vitesse de plané maximum est d’environ 75 Kt avec une finesse maximale de 4 (-1.500 ft/nm) avec une vitesse de rotation du rotor principal de 90%. Le constructeur indique « qu’il faut placer l’hélicoptère en autorotation en baissant immédiatement la commande de pas collectif pour conserver le régime du rotor tout en ouvrant le papillon des gaz, car si la vitesse de rotation du rotor principal diminue en dessous de 80%, un décrochage du rotor peut survenir ». Voyant et alarme sonore Low RPM se déclenchent en dessous de 97% et s’arrêtent quand le pas collectif est complètement abaissé. Il faut ensuite descendre avec 65 Kt indiqués, une fois établi en autorotation.
L’équipage
L’élève ne détenait aucun titre, étant en formation depuis près de 5 mois pour obtenir les PPL(H) et CPL(H) avec 17 vols en double commande dont 4 avec l’instructrice, pour 18 heures de vol sur le type dont 11 dans les trois mois. Il avait abordé les autorotations avec des réflexes de gestion de panne lors de deux séances en suivant l’instructeur aux commandes.
L’instructrice (CPL(H) depuis novembre 2022) avait une qualification FI(H) restreinte depuis avril 2023. Durant sa formation FI(H) elle avait réalisé une trentaine d’autorotations. Sa QT R-22 initiale remontait à juin 2021. Elle totalisait environ 300 heures de vol dont 235 sur type et 12 environ dont 10 environ sur le type dans les trois mois. Elle était instructrice au sein du DTO depuis juin 2023, avait délivré 47 heures d’instruction dont 25 sur R-22 et avait supervisé 12 vols solos. Elle n’était pas encore autorisée par le DTO à réaliser des exercices d’autorotation et des pannes avec des élèves. Elle avait exprimé le souhait de se perfectionner en autorotation mais n’avait pas encore réalisé d’autorotation avec le responsable des opérations depuis son vol d’évaluation. Elle n’en avait pas pratiqué seule à bord depuis le 28 juin 2023, date de son dernier vol sur R-22 en commandant de bord (hors instruction).
Les témoignages d’élèves pilotes confirment qu’elle était « sensibilisée au risque de givrage carburateur et vigilante sur les indications de température du carburateur ». Plusieurs élèves pilotes ayant volé le matin indiquent avoir « testé l’alarme sonore et le voyant Low RPM avant la mise en stationnaire ou en vol pendant des exercices d’autorotations et qu’ils fonctionnaient normalement ». Deux élèves ayant volé entre 10h00 et 13h30 sur l’appareil (l’accident a eu lieu vers 15h55) expliquent « avoir dû actionner en vol le réchauffage du carburateur pour éviter que l’aiguille de l’indicateur de température du carburateur n’aille dans l’arc jaune ».
À noter : Toutes les Safety Notices de Robinson figuraient dans le manuel de vol de l’appareil. Robinson a publié plusieurs documents en lien notamment avec la gestion d’une perte de puissance du moteur et les réactions à suivre en cas de perte de régime rotor.
Gilets de sauvetage
Le manuel d’opérations du DTO ne contenait pas de consignes particulières sur l’emport des gilets de sauvetage. Il n’y avait aucun gilet de sauvetage à bord du R-22. La réglementation (NCO.IDE.H.175 – survol d’une étendue d’eau), induite par le survol de l’eau au décollage, imposait qu’ils soient portés ou rangés et facilement accessibles. Depuis l’accident, l’exigence NCO.IDE.H.175 a été modifiée, notamment sur les points suivants :
– a) « Les aéronefs à voilure tournante sont équipés de gilets de sauvetage pour toutes les personnes à bord, ou de dispositifs individuels de flottaison équivalents pour toutes celles âgées de moins de 24 mois, qui sont portés ou rangés dans un endroit facilement accessible
à partir du siège ou de la couchette de la personne à laquelle le gilet est destiné, lorsqu’ils :
4 (…) décollent d’un aérodrome ou d’un site d’exploitation ou atterrissent sur un aérodrome
ou un site d’exploitation présentant une trajectoire de décollage ou d’approche au-dessus
de l’eau ». (…)
– d) « Le pilote commandant de bord détermine les chances de survie des occupants de l’aéronef à voilure tournante en cas d’amerrissage, lorsqu’il décide si les gilets de sauvetage requis en vertu des dispositions du point a) doivent être portés par tous les occupants ».
Pour la DSAC, cette modifications permet d’insister sur le questionnement vis-à-vis du port des gilets de sauvetage.
Casques à réduction de bruit ANR
L’élève pilote utilisait un casque sans dispositif de réduction de bruit. L’instructrice utilisait un Bose A20 à réduction de bruit. Plusieurs enquêtes de sécurité, en France et à l’étranger, ont pointé la « contribution possible de ce type de casque à la perception de l’environnement sonore » et s’agissant de l’accident de ce R-22, « à la perception d’une diminution du régime rotor et, par conséquent, à la réaction de l’instructrice ».
Plusieurs mises en autorotation ont été réalisées en R-22 avec un instructeur accompagné d’un enquêteur du BEA pilote d’hélicoptère. Avec des casques David Clark non ANR puis des casques ANR Bose A20, dans les deux configurations, « la perception auditive de la diminution du régime rotor et de l’alarme Low RPM a été jugée satisfaisante, sans impression d’atténuation ni de masquage sonore ».
Conclusions
Quelques minutes après le décollage, l’appareil a subi une forte réduction de puissance. « L’enquête n’a pas permis d’en déterminer l’origine avec certitude ». Au vu des conditions météorologiques (température et humidité), « le risque d’un givrage sévère du carburateur était présent ». Dans cette hypothèse, avec une « éventuelle gestion inadéquate de la commande de réchauffage du carburateur, il est possible qu’une obturation du conduit d’air
du carburateur se soit produite, accompagnée d’une perte de puissance du moteur » indique le BEA.
Ce dernier précise que « la perception du givrage par l’instructrice a pu être retardée par le maintien temporaire du régime moteur par le dispositif de régulation (governor). Lorsque le governor n’a plus été en mesure de compenser la baisse de régime du moteur, et en l’absence de déclenchement immédiat d’une autorotation, le régime rotor a diminué puis l’hélicoptère est tombé quasiment à la verticale jusqu’à la collision avec la surface de l’eau ». De plus
« il n’a pas été possible d’établir la raison pour laquelle la commande de pas collectif n’a pas été abaissée complètement alors que l’alarme sonore Low RPM retentissait ».
Facteur contributif
« L’absence de pratique récente d’autorotation par l’instructrice au regard de son expérience totale a pu contribuer à une possible réaction inadaptée à la diminution soudaine du régime du rotor principal ».
Messages de sécurité
– Risque de givrage carburateur sur R-22 : cet accident et les publications de Robinson,
de l’EASA et de la FAA, rappellent que « l’apparition d’un phénomène de givrage sévère du carburateur sur R-22 peut survenir même par ciel clair et avec une température nettement positive.
Robinson recommande, « en cas de doute, d’utiliser le réchauffage carburateur afin de maintenir la température d’air dans le carburateur en dehors de l’arc jaune de l’indicateur et d’appliquer le plein réchauffage carburateur lorsque la pression d’admission est inférieure
à 18 pouces. Il est également préconisé de vérifier, moteur froid lors des vérifications au sol, l’exactitude de l’indicateur de température d’air carburateur en la comparant avec la température extérieure affichée ».
– Risque associé à une perte de puissance : « Durant l’enquête, le BEA a échangé avec un pilote contrôleur de la DSAC qui a indiqué avoir fait le constat, lors de toutes les simulations
de panne moteur en R-22 réalisées durant des tests avec des FI(H), que tous ont cherché à comprendre l’origine du problème et à le résoudre, avant de baisser la commande de pas collectif ». ♦♦♦
Photos © Robinson
En téléchargement :
– Rapport du BEA : GivrageR22
– No Ice Thank You (FAA) : No Ice Thank You