Rapport d'enquête aéronautique A98H0003

1.18.4  Questions relatives au câblage

1.18.4.1 Questions relatives à l'espacement des câbles


1.18.4.1  Questions relatives à l'espacement des câbles

1.18.4.1.1  Généralités

Dans l'avion MD-11, le tableau de distribution supérieur renferme six bus qui assurent l'alimentation de nombreux systèmes : quatre bus d'urgence, le bus batterie et le bus permanent de batterie. Les câbles d'alimentation du bus batterie et du bus permanent de batterie sont acheminés ensemble dans cinq chemins de câbles distincts allant du compartiment avionique au tableau de distribution supérieur du poste de pilotage. Les cinq chemins de câbles sont maintenus espacés les uns des autres jusqu'à un endroit situé à environ 31 à 46 cm (12 à 18 po) à l'arrière du boîtier situé derrière le tableau de distribution supérieur. Ils sont alors mis en faisceau et pénètrent dans le tableau de distribution supérieur par une ouverture ovale pratiquée du côté droit, à l'arrière du boîtier.

On a trouvé dans les débris un des câbles d'alimentation d'un bus d'urgence, dont on a déterminé qu'il s'agissait d'un segment du câble d'alimentation du bus c.a. d'urgence de gauche, dont le cuivre avait fondu comme à la suite d'un amorçage d'arc électrique à un endroit situé de 10 à 15 cm (3,9 à 5,9 po) à l'extérieur du logement. Le câble en question était gainé d'un isolant de type BXS7008, un isolant au XL-ETFE, tandis que les autres câbles étaient revêtus d'un isolant BSX7007, un guipage de polyimide et d'une gaine extérieure en fibre méta-aramide. On a constaté dans cette zone générale au-dessus de la cabine de pilotage des dommages causés par la chaleur dégagée par l'incendie en vol. D'autres câbles provenant de la même zone, mais appartenant à un faisceau différent, avaient aussi été endommagés par des arcs électriques. Comme l'indique la rubrique 1.18.8 du présent rapport, la séquence connue d'événements ne vient pas étayer l'hypothèse selon laquelle ce serait l'amorçage d'arcs électriques dans cette zone qui aurait été à l'origine de l'événement initial. En d'autres termes, la production d'arcs électriques dans cette zone était survenue à un stade ultérieur de la séquence de défaillance et elle avait été occasionnée par les dommages causés aux câbles du fait de la chaleur dégagée par l'incendie.

L'alimentation du bus c.a. d'urgence de gauche a été interrompue peu de temps avant que les enregistreurs de bord ne cessent de fonctionner. On ignore si l'un ou l'ensemble des autres bus d'urgence ou le bus batterie ont été touchés ultérieurement, mais on sait qu'aucun d'entre eux ne l'a été en même temps que le bus c.a. d'urgence de gauche. Cependant, étant donné que les câbles se trouvaient tout près les uns des autres à l'intérieur du panneau supérieur, ils auraient tous été exposés au même danger, à savoir chaleur, incendie ou amorçage d'arcs électriques.

1.18.4.1.2  Conséquences d'une perte totale d'alimentation du panneau supérieur

Il a été impossible de déterminer si le bus d'urgence c.a. de gauche avait été le seul bus du panneau supérieur dont l'alimentation avait été interrompue; une évaluation a toutefois été faite afin qu'on puisse déterminer quel effet aurait sur les systèmes de bord une perte totale d'alimentation. Comme on savait que l'alimentation primaire avait été maintenue jusqu'au moment de l'impact, l'évaluation a visé à déterminer quelles fonctions le maintien de cette alimentation avait permis de garder actives et capables de transmettre des renseignements de base, comme l'assiette, l'altitude, la vitesse indiquée et le cap. Étant donné que les gouvernes principales n'ont pas besoin d'être alimentées pour fonctionner, elles n'ont pas été soumises à la présente évaluation.

L'écran d'affichage 2 continuerait d'être alimenté par l'alimentation primaire et serait reconfiguré en tant qu'écran principal de vol dont les signaux d'entrée seraient fournis par le module électronique d'affichage 3. Le PFD indiquerait l'assiette et le cap, tandis que l'altitude et la vitesse indiquée seraient données par l'instrument de secours. Les commandes moteur seraient fonctionnelles, mais on ne disposerait pas de renseignements sur le fonctionnement des moteurs ni de données d'alerte. Toutes les communications radio seraient interrompues. Nombre d'autres voyants d'alarme, tels que le voyant d'alarme principal et les voyants d'avertissement, ne seraient pas fonctionnels.

1.18.4.1.3  Exigences réglementaires

On a procédé dans le cadre de l'enquête à une évaluation visant à déterminer si le câblage de l'avion MD-11 respectait les exigences réglementaires relatives à l'espacement des fils et s'il y avait eu des manquements à la sécurité connexes.

Les FAR suivantes ont trait à l'espacement et à l'acheminement des câbles :

  1. la FAR 25.1309(b) stipule que l'analyse de défaillance doit tenir pour acquis qu'aucune défaillance simple ne doit compromettre la sûreté du vol et de l'atterrissage;
  2. la FAR 25.903(d) stipule que les moteurs à turbine doivent être installés et conçus de façon à réduire au minimum le risque d'endommagement des câbles en cas de défaillance du rotor;
  3. la FAR 25.631 stipule que le câblage nécessaire à la poursuite du vol et à un atterrissage en toute sécurité doit être protégé contre les risques aviaires;
  4. la FAR 25.1353(b) porte sur l'espacement du câblage des systèmes essentiels et des câbles d'alimentation haute tension.

Cette évaluation a porté plus particulièrement sur la zone où les câbles d'alimentation sont mis en faisceau juste avant leur entrée dans le boîtier du tableau de commutation supérieur. Ce faisceau se trouvait à proximité immédiate de centaines d'autres fils eux aussi groupés en faisceau à leur entrée ou à leur sortie du boîtier. Pour ce qui concerne l'évaluation de la zone du panneau supérieur du MD-11, la FAR 25.1353(b) est la plus pertinente, qui stipule que « Les câbles doivent être groupés, acheminés et espacés de façon à réduire au minimum les dommages subis par les circuits essentiels en cas de défectuosité des câbles d'alimentation haute tension. » Cette prescription oblige donc à assurer l'espacement des câbles pour éviter d'endommager les circuits essentiels. Selon le constructeur du MD-11, les charges essentielles sont celles qui sont nécessaires au maintien d'un vol contrôlé à visibilité nulle[89]. Le règlement exige qu'une menace possible soit réduite au minimum et non pas qu'elle soit éliminée. Bien que l'expression « réduire au minimum »ne soit pas définie, elle sous-entend selon la FAA dans des limites raisonnables.

Pour satisfaire aux exigences de la FAR 25.1353(b), un espacement est maintenu entre les câbles électriques du MD-11 qui sont acheminés vers le panneau supérieur jusqu'à leur entrée dans le panneau. Une fois les câbles mis en faisceau, l'espacement est supprimé. Afin de réduire au minimum le risque d'usure par frottement de l'isolant des câbles, le constructeur a installé un passe-câble en nylon dans l'ouverture ovale du logement. Pour assurer une meilleure protection mécanique, les câbles de calibre 8 AWG à 00 AWG sont revêtus d'un autre (troisième) guipage de polyimide et d'une gaine extérieure (fibre méta-aramide). Les fils de calibre 24 AWG à 10 AWG sont revêtus de deux guipages de polyimide. Les trois câbles du bus c.a. d'urgence de droite étaient aussi revêtus d'un tube en fibre de verre tressé gainé d'élastomère de silicone pour plus de protection. La protection mécanique supplémentaire dont étaient dotés les câbles dans la zone de mise en faisceau était conforme aux exigences de réduction au minimum dans des limites raisonnables comme l'interprétait la FAA. Faute de données quantitatives spécifiques dans les documents d'orientation, il a été impossible d'établir les critères utilisés pour déterminer le degré de protection mécanique nécessaire pour satisfaire aux exigences de la FAR 25.1353(b) dans les situations où il est impossible d'assurer un espacement approprié.

L'acheminement des fils du MD-11 dans le boîtier du tableau de commutation supérieur était basé sur celui qui était utilisé pour le DC-10. On a examiné les antécédents en service des deux avions afin de déterminer si d'autres problèmes, comme de l'usure par frottement, avaient été signalés. Aucun n'a été découvert.

1.18.4.1.4  Utilisation de divers types d'isolant électrique

Le principal isolant électrique utilisé dans l'avion en question était le MIL-W-81381, pellicule polyimide isolante. Cependant, d'autres types d'isolant étaient aussi utilisés selon les exigences. Des fils gainés d'un isolant distinct étaient parfois acheminés dans le même faisceau de fils. Bien qu'aucun règlement ne porte sur l'utilisation d'isolants aux propriétés distinctes, les AC 25-16 et 43.13-1B de la FAA énoncent certains principes directeurs. Selon ces principes, il revient à l'avionneur ou à la personne ayant subséquemment modifié l'avion d'établir la compatibilité des divers matériaux isolants à la lumière des antécédents en service, de tests additionnels, ou des deux.

Lorsque le DC-10 a effectué son premier vol commercial il y a plus de 25 ans, il avait fallu faire face à certains problèmes liés à la défaillance prématurée des colliers et des fils aux points de fixation situés dans des zones de fortes vibrations (mâts, aile et moteur d'empennage). Le constructeur du MD-11 avait alors mis au point une méthode d'essai de compatibilité des fils permettant de simuler le milieu vibratoire le plus intense de l'avion et de reproduire les défaillances survenues dans des avions en service. Des essais ont permis au constructeur du MD-11 d'évaluer la compatibilité de divers matériaux isolants, d'évaluer de nouveaux types d'isolant et de mettre au point des pièces de retenue (colliers, attaches autobloquantes en nylon, etc.), des matériaux ainsi que des tubes et des manchons de protection. Le constructeur du MD-11 indique que les essais de vibration et d'usure par frottement des fils entre eux ont démontré que, pour autant que les fils soient installés correctement, l'utilisation des différents isolants approuvés n'avait pas posé de problèmes[90]. En règle générale, les profils d'usure s'étaient révélés similaires peu importe si on utilisait un seul isolant ou plusieurs. L'essai de compatibilité des fils mis au point par le constructeur du MD-11 lui sert maintenant d'essai standard pour évaluer et mettre au point de nouveaux types d'isolant électrique, de nouveaux éléments et matériaux de retenue, ainsi que de nouveaux tubes et manchons de protection. De plus, la FAA a indiqué qu'aucun problème systémique n'est associé à l'utilisation de types de fil différents, pour autant que ceux-ci fassent l'objet d'une installation et d'un entretien appropriés.


[89]    Définition donnée dans le plan numéro WXS7050 de McDonnell Douglas intitulé « Swissair Electrical Load Analysis – AC » diffusé le 28 mai 1991.

[90]    Information fournie par Boeing Materials & Producibility Engineering.

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