Rapport d'enquête du SR 111

1.18.5  Dispositifs de protection des circuits

1.18.5.1  Généralités

Une prescription réglementaire exige que les fils et les câbles électriques soient protégés contre les surintensités[91]. En général, cette protection est assurée par un dispositif de protection de circuit (CPD). Les CPD sont conçus pour protéger le fil ou le câble; ils ne sont pas conçus pour protéger les composants électriques connexes, comme les ensembles remplaçables en première ligne (LRU), qui pourraient nécessiter leurs propres CPD.

1.18.5.2  Conception des disjoncteurs

La majorité des CPD utilisés dans les avions sont des disjoncteurs thermiques à réenclenchement, mis au point pour remplacer les fusibles. Ces disjoncteurs classiques comportent en général un circuit constitué d'un bilame et de deux contacts électriques, dont l'un est à ressort. En cas de surintensité, la température du circuit s'élève en fonction de l'intensité du courant et du temps (DIT1-104). Lorsque la température de déclenchement est atteinte, le bilame se déforme pour provoquer le déclenchement du contact et l'ouverture du circuit. Ce disjoncteur est dit à déclenchement libre du fait qu'il ne peut être réarmé en présence d'une surintensité. Après un intervalle de refroidissement prédéterminé, le disjoncteur peut être réenclenché manuellement.

Ce type de disjoncteur s'est révélé capable de remplir efficacement sa fonction principale, qui consiste à protéger les fils et les câbles contre les dommages liés aux surintensités. Plus précisément, ce type de disjoncteur protège efficacement le circuit à l'intérieur de ses limites nominales de température et de durée d'exposition aux surintensités.

Cependant, certains types de défaillance des fils et des câbles sont associés à la formation d'arcs électriques. La formation de ces arcs crée des conditions qui s'écartent des conditions nominales de déclenchement du disjoncteur classique. Elle peut entre autres donner lieu à un contact métal sur métal (fil conducteur sur fil conducteur ou fil conducteur sur masse) intermittent appelé « crépitement ». Ces événements peuvent générer des températures extrêmement élevées au point du défaut d'isolement; cependant, il se peut que l'appel de courant ne soit pas suffisant pour porter la température du bilame à la valeur de déclenchement du disjoncteur. Dans certains cas, un défaut d'isolement d'un fil peut entraîner d'autres défaillances d'arc électrique, comme le cheminement d'arc. Le cheminement d'arc se caractérise par une carbonisation du matériau isolant pouvant donner lieu à des amorçages d'arc intermittents entre les fils conducteurs, le châssis de l'avion ou un autre matériau conducteur mis à la masse.

Bien que l'on soit bien au fait des dangers associés au crépitement et au cheminent d'arc, il n'existe, dans l'état actuel de la technologie, aucun CPD d'avion permettant d'assurer une détection fiable et précise des anomalies associées aux défauts d'isolement des fils. La Marine américaine (USN), la FAA et les avionneurs parrainent des initiatives visant à combler cette lacune et à mettre au point des disjoncteurs d'arc électrique, conçus spécialement pour les avions.

1.18.5.3  Philosophie en matière de réenclenchement des disjoncteurs

Les philosophies ayant cours au sein de l'industrie de l'aviation en matière de réenclenchement des disjoncteurs sont entachées d'incohérences qui ont donné lieu à la mise en place de pratiques inappropriées. Ainsi, la majorité des membres des équipages de conduite et du personnel de maintenance ont l'impression qu'il est toujours acceptable de réenclencher un disjoncteur déclenché. Par conséquent, il est fréquent que la première étape du dépannage en cas de déclenchement d'un disjoncteur soit une tentative de réenclenchement. On considère aussi qu'il est moins dangereux de réenclencher un disjoncteur de faible courant nominal qu'un disjoncteur de courant nominal plus élevé. Or, bien que le réenclenchement d'un disjoncteur de faible courant nominal puisse avoir des conséquences moins graves, dans des conditions propices, un amorçage d'arc touchant un circuit de faible intensité pourrait facilement allumer un incendie. Comme il est en pratique impossible de savoir si de telles conditions existent dans une situation donnée, il faut éviter de réenclencher un disjoncteur déclenché avant d'avoir repéré et corrigé le défaut à l'origine du déclenchement.

Il est possible que les divers intervenants au sein de l'industrie de l'aviation ne comprennent pas toutes les conséquences défavorables que peut avoir le réenclenchement d'un disjoncteur. Un réenclenchement inapproprié peut aggraver les conséquences de l'anomalie initiale et entraîner un amorçage d'arc ou un cheminement d'arc; cependant, aucun règlement ne prescrit clairement à l'industrie la marche à suivre en la matière. Dans l'AC 25.16, la FAA recommande d'inclure dans tous les manuels de vol les directives suivantes :

[traduction] L'équipage ne doit faire qu'une seule tentative pour rétablir une source d'alimentation automatiquement interrompue ou pour réenclencher ou remplacer un CPD dont le déclenchement a une incidence sur la conduite ou la sécurité du vol.

Cet énoncé n'indique pas clairement quelle mesure il convient de prendre. De plus, aucun règlement ne stipule que les manuels de vol doivent informer les équipages de conduite des conséquences défavorables du réenclenchement des disjoncteurs ou énoncer de façon catégorique que n'est autorisé aucun réenclenchement autre que celui des systèmes que le pilote commandant de bord estime essentiels à la poursuite du vol.

De même, les documents d'orientation élaborés par la FAA à l'intention du personnel de maintenance ne traitent pas du réenclenchement des disjoncteurs déclenchés. L'AC 43.13-1B de la FAA renvoie toutefois à l'Aerospace Recommended Practice (ARP) 1199 de la Society of Automotive Engineering, qui porte sur les dispositifs de protection contre les surintensités. Bien que cette ARP ne traite pas nommément des conséquences immédiates du réenclenchement des disjoncteurs, elle recommande toutefois de ne pas laisser le déclenchement des disjoncteurs devenir une habitude.

En 1999, les principaux avionneurs ont fait la synthèse de leur politique existante en matière de réenclenchement des disjoncteurs pour transmettre à tous les exploitants des directives claires et limpides à ce sujet. Or, les exploitants ne sont pas tenus de se conformer aux recommandations des avionneurs; ils sont uniquement tenus de satisfaire aux exigences des organismes de réglementation.

Le 21 août 2000, afin de tenter de normaliser l'approche adoptée dans l'industrie, la FAA publiait un Joint Flight Standards Information Bulletin intitulé Resetting Tripped Circuit Breakers (réenclenchement des disjoncteurs). Ce bulletin avait pour objet de veiller à ce que tous les transporteurs aériens mettent à la disposition des équipages de conduite, du personnel de maintenance et du personnel chargé de l'entretien au sol des aéronefs des programmes de formation et des manuels faisant état d'une politique et de procédures d'entreprise concernant le réenclenchement des disjoncteurs qui reflètent la position de la FAA. Le bulletin s'adressait uniquement aux compagnies de transport aérien régulier, dont les aéronefs comptent au moins 10 sièges passagers ou ont une charge utile de plus de 7 500 livres. La date limite pour se conformer aux normes énoncées dans ce bulletin était le 31 octobre 2001.

1.18.5.4  Utilisation des disjoncteurs comme interrupteurs

Il n'est pas recommandé d'utiliser les disjoncteurs comme interrupteurs, que ce soit à dessein ou en raison de la performance en service d'un système. Les directives de la FAA à ce sujet sont énoncées dans l'AC 43.13-1B, qui stipule : [traduction]« Il n'est pas recommandé d'utiliser les disjoncteurs comme ... interrupteurs. L'utilisation d'un disjoncteur comme interrupteur aura pour effet de réduire sa vie utile. »

L'ARP 1199 de la Society of Automotive Engineering précise en outre que :

  • les disjoncteurs sont conçus pour une autre fin et leur durée de vie est au moins dix fois inférieure à celle des interrupteurs;
  • il faut éviter de considérer les disjoncteurs comme des substituts aux interrupteurs;
  • l'actionnement manuel trop fréquent d'un disjoncteur peut entraîner l'usure dynamique de ses zones de verrouillage et de ses points d'articulation;
  • l'utilisation d'un disjoncteur comme interrupteur peut provoquer un amorçage d'arc entre les contacts, et donc la corrosion par piqûres des contacts et du brouillage électromagnétique.

Étant donné qu'aucun règlement n'interdit l'utilisation des disjoncteurs comme interrupteurs, il semble que cette directive ait pour objet d'améliorer la fiabilité du système plutôt que d'établir les exigences minimales à satisfaire pour assurer un fonctionnement sûr du système.

Tel qu'il a été certifié et installé à bord de l'avion en question, le RDB d'origine ne comportait pas d'interrupteur général de marche-arrêt. Le disjoncteur du système de divertissement vidéo (VES) / Interactive Flight Technologies de 28V a été installé pour assurer cette fonction marche-arrêt. Bien qu'on ait déterminé que cette configuration n'avait aucunement été liée au déclenchement de l'incendie, elle constituait une source possible de problèmes, comme le suggère l'ARP 1199 de la Society of Automotive Engineering. Comme l'avion moderne utilise davantage d'équipement informatisé, il n'est pas rare que des systèmes soient conçus de cette manière. Les disjoncteurs sont utilisés plus souvent comme interrupteurs, étant donné que l'on considère que leur actionnement représente une méthode commode de « réinitialisation » en cas d'arrêt imprévu du logiciel.

Bien que l'enquête n'ait pas permis de confirmer la présence de conditions dangereuses associées à l'utilisation des disjoncteurs comme interrupteurs, la pratique n'en soulève pas moins des questions, notamment sur la possibilité qu'une « commutation » fréquente modifie les propriétés physiques d'un disjoncteur et ait une incidence sur son temps de réaction en cas de surintensité. L'utilisation systématique d'un disjoncteur comme interrupteur risque en outre d'influer sur la perception qu'a une personne de la fonction réelle d'un disjoncteur.

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