Rapport d'enquête aéronautique A98H0003

Circuit carburant

  1. Circuit carburant
    1. Examen
      1. Robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire
      2. Robinet de remplissage/d'isolement du réservoir d'empennage
      3. Robinets d'intercommunication
      4. Pompe carburant
  2. Fonctionnement d'une pompe carburant
    1. Conclusion
      1. Réservoir 1
      2. Réservoir 2
      3. Réservoir 3
      4. Réservoir auxiliaire supérieur
      5. Réservoir auxiliaire inférieur
      6. Réservoir d'empennage
      7. Récapitulation
  3. Gestion du carburant
    1. Examen
      1. Conditions de gestion du carburant
    2. Conclusion
      1. Plan de gestion du carburant
      2. Robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire

Circuit carburant

Examen

Robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire

Le robinet comprend deux parties : le corps, qui est à l'intérieur du réservoir auxiliaire supérieur, et l'actionneur à moteur, qui peut être remplacé de l'extérieur. Le robinet, gravement endommagé, a été récupéré en plusieurs morceaux. Une partie en « T » de la tuyauterie de carburant, qui était encore fixée au corps du robinet, a servi à identifier celui-ci comme étant une partie du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire. La guillotine était retenue dans le boîtier; elle a été retrouvée en position CLOSED (fermée).

(Voir les photos « Corps du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire » et « Guillotine du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire ».)

L'actionneur à moteur électrique du robinet et la partie correspondante du boîtier de la guillotine avaient été arrachés au robinet, mais ils ont été retrouvés dans une partie de la cloison arrière du réservoir auxiliaire de carburant qui abrite le robinet de remplissage/d'isolement de ce réservoir. Le couvercle du boîtier avait été écrasé contre l'actionneur et le boîtier.

(Voir la photo « Couvercle du corps du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire ».)

L'actionneur électrique du robinet a été identifié par étiquette comme étant un composant d'ITT Aerospace Controls portant le numéro de pièce (PN) AV16E1261D1 et le numéro de série (SN) RN34888. La poignée externe rouge de l'actionneur avait reçu à l'impact un choc résultant de l'écrasement du couvercle du boîtier. La goupille de maintien de la poignée sur l'arbre avait été cisaillée, et la poignée était partiellement sortie de la position CLOSED (fermée).

(Voir la photo « Poignée de l'actionneur du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire ».)

La « moyenne des temps entre déposes non programmées » de ce robinet est de 64 175 heures (la même que la « moyenne des temps entre déposes »). L'actionneur a une moyenne des temps entre déposes non programmées de 33 194 heures et une moyenne des temps entre déposes de 25 534 heures. Boeing n'a pas de données de comparaison des défaillances « confirmées » par rapport aux défaillances classées « aucune anomalie constatée » et, par conséquent, la « moyenne des temps de bon fonctionnement » n'est pas chiffrée.

Robinet de remplissage/d'isolement du réservoir d'empennage

Le robinet électrique de remplissage/d'isolement à guillotine du réservoir d'empennage a été retrouvé dans une partie du réservoir de carburant d'empennage. Le support du réservoir a été identifié comme portant le numéro de pièce 125088E et le numéro de série 49896. La guillotine du robinet a été retrouvée dans le corps de celui-ci en position CLOSED (fermée).

(Voir la photo « Corps du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir d'empennage ».)

Le couvercle du boîtier de l'actionneur électrique du robinet étant écrasé, l'actionneur s'était séparé de ce dernier. La poignée rouge de l'actionneur était alignée sur la position CLOSED (fermée) du robinet.

(Voir la photo « Actionneur du robinet électrique de remplissage/d'isolement du réservoir d'empennage ».)

Le support de l'actionneur a été identifié comme portant le numéro de pièce 125144E et le numéro de série 51728.

Robinets d'intercommunication

Les robinets ont été identifiés par étiquette comme portant le numéro de pièce AV16E1261D1. Les actionneurs électriques des trois robinets avaient été brisés et ils n'ont pas été récupérés ni identifiés. La guillotine du robinet (pièce produite 1-5702) a été retrouvée en position mi-ouverte; la position de la guillotine au moment de l'impact n'a cependant pas pu être déterminée. Les guillotines des pièces produites 1-5700 et 1-5701 avaient été arrachées des corps de robinet. Une guillotine de robinet appartenant à la pièce produite 1-5700 ou à la pièce produite 1-5701 a été retrouvée, mais il n'a pas été possible de déterminer à quelle pièce produite elle appartenait. La position de ces guillotines au moment de l'impact n'a pu être déterminée.

(Voir la photo « Robinets d'intercommunication ».)

Pompe carburant

Les 17 pompes carburant ont toutes été retrouvées et envoyées pour examen à l'usine du constructeur [Hydro-Aire, à Burbank (Californie)]. L'examen visait à déterminer si ces pompes fonctionnaient au moment de l'impact. Chaque pompe de chaque réservoir étant actionnée par une source de courant électrique différente, on a estimé que la détermination du fonctionnement d'une pompe pouvait permettre de mieux comprendre comment l'énergie électrique de l'avion était distribuée au moment de l'impact.

L'état de leurs éléments constitutifs montre que les 17 pompes étaient en état de fonctionner au moment de l'impact; cependant, la pompe, numéro de série 7186, n'aurait cependant pas débité normalement du fait du grillage d'un fusible thermique dans le bobinage de phase « A ». Les pompes sont en mesure de fonctionner avec une bobine de phase inopérante; la diminution de rendement d'une pompe n'aurait pas eu de conséquence sur le fonctionnement du moteur.

Parmi les 17 pompes carburant, quinze correspondaient à un emplacement identifié dans l'avion par le numéro de série, par l'appariement physique des brides, ou par les deux. Les emplacements des deux pompes restantes, numéros de série 0908 et 1337, ont été déterminés par élimination comme étant celui de la pompe d'appoint avant du réservoir 2 ou celui de la pompe d'appoint arrière du réservoir 3. L'emplacement des pompes de carburant, les sources d'énergie électrique et l'état opérationnel au moment de l'impact sont indiqués dans le tableau suivant.

Tableau : État des pompes

Emplacement de la pompe No de série Source d'énergie électrique État
Appoint avant du réservoir 1 7186 Bus 1 d'alternateur de 115 V c.a. Fonctionnait
Appoint arrière du réservoir 1 6185 Bus 3 d'alternateur de 115 V c.a. Fonctionnait
Transfert du réservoir 1 7153 Bus 2 d'alternateur de 115 V c.a. Indéterminé
Appoint avant du réservoir 2 (ou) appoint arrière du réservoir 3 9e+06 Bus 1 d'alternateur de 115 V c.a.
Bus 2 d'alternateur de 115 V c.a.
Indéterminé

Indéterminé

Appoint arrière droit du réservoir 2 9115 Bus 2 d'alternateur de 115 V c.a Ne fonctionnait pas
Appoint arrière gauche du réservoir 2 7189 Bus d'urgence droit de 115 V c.a. Indéterminé
Transfert du réservoir 2 7313 Bus 3 d'alternateur de 115 V c.a Fonctionnait
Appoint avant du réservoir 3 2252 Bus 3 d'alternateur de 115 V c.a Indéterminé
Transfert du réservoir 3 6853 Bus 1 d'alternateur de 115 V c.a. Fonctionnait
Transfert gauche du réservoir auxiliaire supérieur 6419 Bus 2 d'alternateur de 115 V c.a. Indéterminé
Transfert droit du réservoir auxiliaire supérieur 1321 Bus 1 d'alternateur de 115 V c.a. Fonctionnait
Transfert gauche du réservoir auxiliaire inférieur 6885 Bus 2 d'alternateur de 115 V c.a. Indéterminé
Transfert droit du réservoir auxiliaire inférieur 6958 Bus 3 d'alternateur de 115 V c.a. Indéterminé
Transfert gauche du réservoir d'empennage 3631 Bus 1 d'alternateur de 115 V c.a. Fonctionnait
Transfert droit du réservoir d'empennage 2011 Bus 2 d'alternateur de 115 V c.a. Indéterminé
Appoint complémentaire du réservoir d'empennage 7720 Bus d'urgence droit de 115 V c.a. Indéterminé

(Voir les photos « Pompe carburant », « Pompe carburant (gros plan) », « Carter de pompe carburant - dommages par frottement », « Rotor de pompe carburant - dommages par frottement », « Rotor de pompe carburant - logement de clavette d'entraînement endommagé », et « Rotor de pompe carburant - clavette d'entraînement endommagée ».)

Fonctionnement d'une pompe carburant

Conclusion

Réservoir 1

Pompes d'alimentation du moteur

Les pompes d'alimentation d'appoint avant et arrière du réservoir 1 ont fonctionné comme prévu.

Pompe de transfert de carburant

On n'a pas pu déterminer si la pompe fonctionnait au moment de l'impact. La pompe n'intervient normalement que si un équilibrage du carburant est nécessaire; il se peut donc qu'elle ne fonctionnait pas.

Réservoir 2

Pompes d'alimentation du moteur

On n'a pas pu déterminer si les pompes d'appoint avant et arrière gauche du réservoir 2 fonctionnaient au moment de l'impact. L'examen de la pompe d'appoint arrière droite du réservoir 2 a montré que cette pompe ne fonctionnait probablement pas à ce moment. Pour savoir si les pompes fonctionnaient, il faut tenir compte de l'arrêt du moteur 2 et de la position du commutateur FUEL (carburant) du moteur 2. Si le commutateur FUEL du moteur 2 était sur ON, les trois pompes d'appoint du réservoir 2 auraient dû fonctionner au moment de l'impact. Si le commutateur FUEL du moteur 2 était sur OFF, les trois pompes d'appoint du moteur n'auraient pas fonctionné.

Il est peu probable que les pompes d'appoint du réservoir 2 ne fonctionnaient pas si le contrôleur du circuit carburant (FSC) tentait d'envoyer du carburant au moteur 2 à partir de la rampe d'alimentation principale parce qu'il n'était pas capable d'utiliser le robinet de remplissage du réservoir 2. Dans ce cas, le robinet d'intercommunication 2 aurait dû être ouvert. La position des robinets d'intercommunication n'a pas pu être déterminée par un examen visuel.

Pompe de transfert de carburant

Il se peut que la pompe de transfert du réservoir 2 fonctionnait s'il fallait rééquilibrer les réservoirs principaux. Le réservoir 2 avait déjà environ 1 500 livres de plus que les réservoirs 1 et 3, comme le mentionne le Plan de gestion du carburant. Le circuit logique de déséquilibre étant actif, les réservoirs 1 et 3 auraient nécessité davantage de carburant. Deux moyens auraient permis d'y arriver. Si le réservoir auxiliaire supérieur contenait moins de 2 100 livres, la pompe de transfert du réservoir 2 aurait alors envoyé le carburant du réservoir 2 au réservoir 1 ou au réservoir 3. Tout carburant provenant du réservoir auxiliaire supérieur pourrait aller à l'un ou l'autre réservoir en cours de remplissage. Si la quantité de carburant dans le réservoir auxiliaire supérieur était égale ou supérieure à 2 100 livres, le carburant nécessaire pour corriger le déséquilibre n'aurait pu provenir que de lui, et la pompe de transfert du réservoir 2 n'aurait pas censé fonctionner. Le FSC aurait désexcité les robinets de remplissage des deux réservoirs principaux les plus lourds, et seul le carburant de transfert provenant du réservoir auxiliaire supérieur aurait été envoyé au réservoir principal le plus léger jusqu'à ce que le déséquilibre ait été corrigé. Il faut aussi noter que si le réservoir 2 envoyait du carburant aux autres réservoirs principaux, comme en fait foi le fonctionnement de la pompe de transfert, il n'aurait pas reçu en même temps du carburant pour le moteur par le robinet d'intercommunication, comme on le mentionne dans le paragraphe ci-dessus.

Réservoir 3

Pompes d'alimentation du moteur

On n'a pas pu déterminer si les pompes d'appoint avant et arrière du réservoir 3 fonctionnaient au moment de l'impact. Ces deux pompes auraient dû fonctionner. Si ce n'était pas le cas, le non-fonctionnement de ces pompes aurait pu avoir été causé par une panne de courant électrique ou à la suite d'une anomalie due au FSC. La pompe d'appoint avant du réservoir 3 est alimentée par l'alternateur de 115 V c.a. du bus 3, et la pompe d'appoint arrière du réservoir 3, par l'alternateur de 115 V c.a. du bus 2. S'il y avait eu un problème d'alimentation électrique avec l'alternateur de 115 V c.a. du bus 2 et qu'il s'était étendu au bus 2 c.c., alors les deux robinets de remplissage du côté extérieur du réservoir 1 et du réservoir 3, ainsi que le robinet d'intercommunication du réservoir 2, n'auraient alors pas fonctionné.

Pompe de transfert du carburant

Une raison possible du fonctionnement de la pompe de transfert du réservoir 3 serait que le FSC était en train de rééquilibrer les réservoirs principaux et de chercher à assurer l'alimentation en carburant par le réservoir 3. Une cause moins probable de fonctionnement de cette pompe serait que le FSC aurait été sujet à des sollicitations qui l'auraient mis en phase de décollage/atterrissage, la pompe du réservoir 3 étant défaillante ou sans alimentation électrique. Dans ce cas, le FSC aurait commandé l'intervention de la pompe de transfert et l'ouverture du robinet d'intercommunication afin d'assurer l'alimentation en carburant par la pompe arrière. Dans ce cas, la pompe avant aurait dû aussi fonctionner.

Réservoir auxiliaire supérieur

On n'a pas pu déterminer si la pompe de transfert gauche du réservoir auxiliaire supérieur fonctionnait au moment de l'impact. Comme on a déterminé que la pompe de transfert droite du réservoir auxiliaire supérieur fonctionnait, la pompe gauche aurait dû fonctionner aussi. Le circuit logique du FSC cherche toujours à utiliser les deux pompes de transfert des réservoirs auxiliaires quand il transfère du carburant.

Réservoir auxiliaire inférieur

On n'a pas pu déterminer si les deux pompes de transfert du réservoir auxiliaire inférieur fonctionnaient au moment de l'impact. Le réservoir auxiliaire inférieur n'aurait pas dû contenir du carburant, donc les deux pompes de transfert de ce réservoir n'auraient sans doute pas fonctionné.

Réservoir d'empennage

On n'a pas pu déterminer si la pompe de transfert droite du réservoir d'empennage fonctionnait au moment de l'impact. Comme on a déterminé que la pompe de transfert gauche du réservoir d'empennage fonctionnait, la pompe droite aurait dû fonctionner aussi. Le circuit logique du FSC essaie toujours d'utiliser les deux pompes de transfert du réservoir d'empennage quand il transfère du carburant à partir du réservoir.

On n'a pas pu déterminer si la pompe complémentaire du réservoir d'empennage fonctionnait au moment de l'impact. La pompe complémentaire sert à alimenter directement le moteur 2. Le moteur 2 étant arrêté, la pompe complémentaire ne pouvait pas fonctionner.

Récapitulation

Le FSC fonctionnant en mode Auto, entre 8 et 11 des 17 pompes carburant auraient dû fonctionner au moment de l'impact. C'est ce qui a permis de déterminer un calcul de la charge et de la répartition du carburant au moment de l'impact, compte tenu des effets d'équilibrage du carburant, du fait que le moteur 2 était arrêté et du fait aussi que les robinets vide-vite étaient fermés. On estime que les six pompes qui fonctionnaient au moment de l'impact faisaient partie de ces 8 à 11 pompes. Le fait que, dans ce groupe, les pompes restantes ne pouvaient pas être considérées comme fonctionnant au moment de l'impact ne signifie pas que certaines d'entre elles ne fonctionnaient pas, mais plutôt qu'il n'y avait pas suffisamment de dommages causés par des marques de rotation pour justifier cette affirmation.

On a déterminé que la pompe carburant, numéro de série 9115, qui présente des marques permettant de penser qu'elle ne fonctionnait pas au moment de l'impact, était une pompe d'appoint arrière droite du réservoir 2. Cette pompe, ainsi que les deux pompes d'alimentation restantes du réservoir 2, sont conçues pour être arrêtées par le contrôleur du circuit carburant si ce contrôleur est en position Auto et si le moteur correspondant est coupé avec le commutateur FUEL (carburant).

Gestion du carburant

Examen

Conditions de gestion du carburant

Le fonctionnement prévu du circuit carburant du SR 111 a été analysé au moyen des renseignements fournis par l'épave, ainsi qu'avec les données et les hypothèses suivantes :

  1. Feuille de chargement définitive ACARS (système d'échange de données techniques avion-sol en temps réel) no 1943 pour le SR 111 (2 septembre 1998; JFK-GVA; HB-IWF).
    • Masse sans carburant : 176 847 kg
    • Masse au décollage : 241 147 kg
    • Carburant au décollage : 64 300 kg
    • Corde aérodynamique moyenne (MAC) à la masse sans carburant : 19,8 %
  2. Ordre d'avitaillement du SR 111 (2 septembre 1998; JFK-GVA; HB-IWF).
    • Charge totale de carburant de 65 300 kg à une densité de 0,805
    • Réservoir 1 : 18 450 kg
    • Réservoir 2 : 27 550 kg
    • Réservoir 3 : 18 350 kg
    • Réservoir auxiliaire supérieur : 850 kg*
    • Réservoir d'empennage : 100 kg
    *Nota : Entre le lancement du moteur et le décollage, le FSC aurait transféré en quelques instants les 850 kg (1 900 livres) de carburant du réservoir auxiliaire supérieur aux réservoirs principaux. D'après la facture d'avitaillement, la quantité totale de carburant était de 65 300 kg (144 000 livres), et le carburant à bord au décollage [d'après l'enregistreur de données de vol (FDR)] était d'environ 64 300 kg (142 000 livres). Ainsi, le transfert de carburant du réservoir auxiliaire supérieur aurait dû avoir été effectué et il ne serait resté du carburant que dans les réservoirs principaux lors du départ de l'avion de New York.
  3. On a pris une masse de 6,76 livres par gallon américain (densité de 0,810)* pour estimer la répartition quantitative dans les réservoirs. Une fois en vol, la densité tend à augmenter du fait du refroidissement du carburant.
    *Nota : La densité estimée de 0,810 a été utilisée avant que soient connues les données de l'ordre d'avitaillement. Une valeur légèrement inférieure (0,805 d'après l'ordre de ravitaillement) donnerait pour les réservoirs 1 et 3 pleins un résultat légèrement moindre (environ 41 000 livres), au lieu des 41 300 livres pris par hypothèse dans le récapitulatif. Il y aurait eu un léger retard, peut-être d'une ou de deux minutes, pour le passage du carburant excédentaire transféré du réservoir 2 à tous les réservoirs principaux remplis à égalité, opération qui s'est déroulée environ 17 minutes après le décollage, comme on pourra le lire ci-après dans la Conclusion relative au plan de gestion du carburant.
  4. Les données suivantes proviennent de l'enregistreur numérique de données de vol (DFDR) :
    Durée : environ 17 minutes avant le décollage jusqu'à l'arrêt de l'enregistreur.
    Paramètres :
    UTC (h/min/s)
    Altitude pression (en pieds)
    Masse brute (en livres)
    Quantité totale de carburant (en livres)
    Centrage (% de la corde aérodynamique moyenne)
  5. La mise en application du bulletin de service 28-092, le 12 septembre 1997, qui a fait passer la plage de centrage de 2,5 % à 2 %.
  6. Le circuit carburant a fonctionné en mode automatique pendant tout le vol, pompes et robinets étant commandés par le FSC ou le bouton-poussoir FUEL DUMP (largage du carburant) s'il est actionné.
  7. Les robinets de remplissage/d'isolement du réservoir d'empennage et du réservoir auxiliaire étaient fermés au moment de l'impact.
  8. Les pompes d'appoint avant et arrière du réservoir 1, la pompe de transfert du réservoir 2, la pompe de transfert du réservoir 3, la pompe de transfert droite du réservoir supérieur auxiliaire et la pompe de transfert gauche du réservoir d'empennage fonctionnaient au moment de l'impact. La pompe d'appoint arrière droite du réservoir 2 ne fonctionnait probablement pas à ce moment. L'évaluation de l'état opérationnel des autres pompes n'a pas été concluante du fait de l'absence de dommages causés par des marques de rotation.
  9. La position des trois robinets d'intercommunication du circuit carburant n'a pas pu être déterminée.
  10. Les becs de bord d'attaque et le train d'atterrissage étaient rentrés au moment de l'impact.
  11. L'information sur les anomalies du FADEC indique que le moteur 2 avait été coupé au moyen du commutateur FUEL avant l'impact.
  12. Afin de simplifier l'estimation des quantités en réservoir, on a supposé que pendant le début du vol les réservoirs 1 et 3 étaient maintenus continuellement pleins par transfert en provenance du réservoir 2. Ces réservoirs se remplissent périodiquement, quand les flotteurs de coupure à haut niveau permettent aux robinets de remplissage de s'ouvrir. Pendant le début de la montée, le contenu de ces réservoirs peut diminuer de 1 000 à 2 000 livres avant que les flotteurs permettent à nouveau le remplissage. Cela tient à l'important cabrage de l'avion pendant le décollage et la montée initiale. Pendant la suite de la montée, ainsi qu'en croisière, les réservoirs tendent à se remplir à nouveau une fois délestés de 500 à 1 000 livres. De ce fait, chaque estimation de quantité de carburant est approximative et peut varier de +/– 1 000 livres.
  13. L'avion était équipé d'un FSC –907. Le FSC –907 est conçu pour transférer le carburant d'empennage à l'avant quand l'avion franchit 26 750 pieds en descente à une vitesse de descente initiale minimale de plus de 600 pi/min, puis à une vitesse constante de plus de 400 pieds par minute avec plus de 500 livres de carburant dans l'empennage et moins de 90 000 livres de carburant à bord. Avec plus de 90 000 livres de carburant à bord (comme dans le cas du SR 111) et les mêmes conditions de vitesse de descente, le FSC –907 commencerait le transfert vers l'avant du carburant d'empennage lorsque l'avion franchirait en descente 19 750 pieds.

Conclusion

Plan de gestion du carburant

Les premières données du DFDR remontent à environ 17 minutes avant le décollage, la quantité totale de carburant étant alors de 143 200 livres, et le centrage, à 23,2 % de la corde aérodynamique moyenne. Ces conditions sont censées être celles qui ont suivi immédiatement le démarrage des moteurs. La répartition normale du carburant aurait à ce moment dû être la suivante : réservoirs 1 et 3 pleins, contenant environ 41 300 livres dans chacun d'eux, et réservoir 2 contenant environ 60 600 livres (plein à environ 93 %). Les réservoirs auxiliaires supérieur et inférieur, ainsi que le réservoir d'empennage, étaient censés être vides. Dans ces conditions, le FSC devait avoir mis les pompes d'appoint arrière en marche dans les trois réservoirs principaux (quatre pompes en tout). De plus, la pompe de transfert du réservoir 2 aurait dû fonctionner et les robinets de remplissage des réservoirs 1 et 3 auraient dû être amorcés. Le transfert du carburant du réservoir 2 dans les réservoirs 1 et 3 se serait alors fait pendant que les flotteurs de fermeture à haut niveau de ces réservoirs permettaient aux robinets de remplissage de s'ouvrir. C'est ce que prévoit le plan normal de gestion du carburant, dans lequel le carburant excédentaire du réservoir 2, qui contient davantage que les réservoirs 1 et 3, est transféré aux réservoirs 1 et 3 jusqu'à ce que les trois réservoirs principaux soient uniformément remplis.

La quantité totale de carburant au décollage était de 142 000 livres, pour un centrage à 23,4 % de la corde aérodynamique moyenne. Au décollage, le FSC ouvre les pompes d'appoint avant des réservoirs principaux. Les pompes d'appoint arrière et les pompes de transfert du réservoir 2 sont censées rester ouvertes, et les robinets de remplissage des réservoirs 1 et 3 sont censés rester amorcés. Les estimations de quantité de carburant dans les réservoirs principaux s'établiraient à ce moment à 41 300 livres dans chacun des réservoirs 1 et 3 et à 59 400 livres dans le réservoir 2.

Une fois le train d'atterrissage et les becs de bord d'attaque rentrés, le FSC met fin à la phase décollage/atterrissage. Les pompes d'appoint avant des réservoirs principaux sont fermées, et la gestion de carburant du réservoir d'empennage commence. Compte tenu de la répartition du carburant au décollage, le FSC commence le remplissage du réservoir d'empennage avec le carburant excédentaire du réservoir 2. La pompe de transfert du réservoir 2 sert à cette fin. Les robinets de remplissage/isolement des réservoirs auxiliaire et d'empennage s'ouvrent, et le robinet de remplissage du réservoir d'empennage s'amorce et s'ouvre pour remplir ce réservoir. Les données du DFDR montrent que le centrage commence à reculer environ trois à quatre minutes après le décollage.

Pendant le remplissage du réservoir d'empennage, la quantité de carburant du réservoir 2 s'égalise avec celle des réservoirs 1 et 3. Cette opération se serait réalisée environ 17 minutes après le décollage, la quantité totale étant alors de 130 800 livres, et le centrage, à 27,2 % de la corde aérodynamique moyenne. À ce moment, les réservoirs 1, 2 et 3 contiennent environ 41 300 livres chacun, et le réservoir d'empennage, environ 7 000 livres de carburant. Une fois cette répartition obtenue, le FSC modifie les configurations. La pompe de transfert du réservoir 2 reste ouverte, mais les robinets de remplissage des réservoirs 1 et 3 sont désamorcés. Les pompes de transfert des réservoirs 1 et 3 sont ouvertes, et du carburant devrait être envoyé au réservoir d'empennage à partir des trois réservoirs principaux.

La prochaine opération relative au circuit carburant, dans les données DFDR, est le transfert normal de l'eau à évacuer du réservoir d'empennage. Il s'est produit environ 30 minutes après le décollage, la quantité totale de carburant étant alors de 127 200 livres. À ce moment, les réservoirs 1, 2 et 3 devaient contenir environ 38 000 livres chacun, et le réservoir d'empennage, environ 13 000 livres, le centrage de l'avion étant à 31,3 % de la corde aérodynamique moyenne. Le FSC reconfigurerait le circuit de carburant dans l'ordre suivant : pas de changement aux pompes d'appoint des réservoirs principaux (autrement dit, les pompes arrière auraient continué de fonctionner et les pompes avant seraient arrêtées); le robinet de remplissage du réservoir d'empennage et le robinet de remplissage/d'isolement de ce même réservoir d'empennage seraient désamorcés et arrêtés; le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire demeurerait ouvert; les deux pompes de transfert du réservoir d'empennage seraient mises en marche, et les trois pompes de transfert du réservoir principal seraient arrêtées; le robinet de remplissage du réservoir 2 serait amorcé, et le carburant serait transféré du réservoir d'empennage au réservoir 2.

Après le transfert d'environ 1 500 livres de carburant, le délestage du réservoir d'empennage aurait été interrompu. Le réservoir d'empennage serait alors rempli par du carburant provenant des trois réservoirs principaux. Les données du DFDR montrent que le processus de remplissage avait commencé environ trois à quatre minutes après le début du transfert vers l'avant. La reconfiguration se serait déroulée de la façon suivante : le robinet de remplissage du réservoir 2 aurait été désamorcé et fermé; le robinet de remplissage du réservoir d'empennage et les robinets de remplissage/d'isolement de ce même réservoir d'empennage auraient été réouverts; les pompes de transfert du réservoir principal auraient été ouvertes, et les pompes de transfert du réservoir d'empennage, fermées. À la fin de ce processus, soit environ 38 minutes après le décollage, la quantité totale de carburant était de 124 000 livres. À ce moment, les réservoirs 1 et 3 étaient censés contenir environ 36 400 livres, le réservoir 2 environ 37 900 livres, et le réservoir d'empennage environ 13 000 livres. Le FSC n'aurait pas rééquilibré les réservoirs principaux tant qu'il y aurait eu moins de 2 400 livres de différence entre deux réservoirs principaux, n'importe lesquels.

L'avion est parvenu au sommet de sa montée environ 39 minutes après le décollage, avec alors un centrage à 31,6 % de la corde aérodynamique moyenne. L'avion était en limite de centrage avant de sa plage de manœuvre de 2 %, ce qui montre que le réservoir d'empennage avait été complètement rempli. (Voir le tableau du « Courbe des données du centre de gravité (C de G) ».) Le FSC aurait alors interrompu le transfert de carburant dans le réservoir d'empennage en fermant/désamorçant le robinet de remplissage du réservoir d'empennage et les robinets de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire et du réservoir d'empennage. Toutes les pompes de transfert des réservoirs principaux auraient été fermées. Seules les pompes d'appoint arrière des réservoirs principaux seraient restées ouvertes, et tous les robinets seraient fermés. La quantité totale de carburant était alors de 123 200 livres. On estime qu'il y avait 36 100 livres dans les réservoirs 1 et 3, 37 600 livres dans le réservoir 2 et 13 400 livres dans le réservoir d'empennage.

L'avion est resté en croisière pendant encore 19 minutes, jusqu'au début de la descente, environ 58 minutes après le décollage. La quantité totale de carburant était de 118 200 livres, et le centrage de l'avion se situait à 31,5 % de la corde aérodynamique moyenne. Le carburant aurait dû être réparti à raison d'environ 34 400 livres dans les réservoirs 1 et 3, de 36 000 livres dans le réservoir 2 et de 13 400 livres dans le réservoir d'empennage. En début de descente, il n'y aurait pas eu d'autre modification à la configuration du circuit carburant que l'ouverture, par le FSC, des pompes d'appoint avant dans les réservoirs principaux.

Le transfert de carburant à partir du réservoir d'empennage aurait commencé quand l'avion en descente se trouvait à moins de 19 750 pieds. Ce changement d'altitude a eu lieu environ une heure et trois minutes après le décollage. Il y avait au total 117 600 livres de carburant, et le centrage de l'avion était à 31,5 % de la corde aérodynamique moyenne. La répartition du carburant aurait été d'environ 34 200 livres dans les réservoirs 1 et 3, de 35 800 livres dans le réservoir 2 et de 13 400 livres dans le réservoir d'empennage. La première voie de transfert que choisit le FSC consiste à envoyer le carburant d'empennage directement aux réservoirs principaux en ouvrant le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire, réalisant ainsi la fonction de transfert du carburant d'empennage dans le respect du plan de gestion du carburant, tout en évitant une reprogrammation. Comme le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire a été trouvé fermé et que la pompe de transfert droite du réservoir auxiliaire fonctionnait, le FSC a probablement eu recours à son second choix pour le transfert, ouvrant alors les deux pompes de transfert du réservoir d'empennage et envoyant le carburant directement du réservoir d'empennage au réservoir auxiliaire supérieur. Une fois le niveau de carburant du réservoir auxiliaire supérieur parvenu à plus de 700 livres pendant plus de 20 secondes, le FSC commanderait l'ouverture des pompes du réservoir auxiliaire supérieur afin de commencer à envoyer du carburant dans les réservoirs principaux. Au début, quand le réservoir auxiliaire supérieur contient moins de 2 100 livres, le FSC traite ce transfert comme une « purge » du réservoir auxiliaire supérieur. Il amorce donc le robinet de remplissage du réservoir 2 et ouvre les robinets de remplissage du côté extérieur du réservoir 1 et du réservoir 3. Le transfert de carburant du réservoir auxiliaire supérieur aux réservoirs principaux n'est pas immédiat. Ce réservoir est très grand et il faut un certain temps pour que le carburant s'écoule de la sortie du robinet de remplissage aux orifices d'aspiration des pompes. Une fois que les pompes commencent à recevoir le carburant, elles peuvent le transférer par intermittence. Au début du transfert, le débit de carburant pourrait donc être régulier à l'entrée dans le réservoir et ne pas l'être à la sortie de celui-ci. Le débit devrait continuer à augmenter dans le réservoir auxiliaire supérieur jusqu'à ce que les orifices d'aspiration des pompes de ce réservoir soient noyées dans le carburant. Si la quantité de carburant augmente jusqu'à au moins 2 100 livres ou davantage, le FSC est censé modifier l'état du réservoir, passant de « purge » à « low » (niveau bas) en s'écartant du plan de gestion. Cette opération fermerait les robinets de remplissage du côté extérieur et amorcerait les trois robinets de remplissage des réservoirs principaux.

Pendant les cinq minutes suivantes (jusqu'à la fin des données FDR), le centrage de l'avion a commencé à avancer régulièrement, passant alors de 31,5 % à 29,5 % de la corde aérodynamique moyenne. Ce déplacement correspond au transfert d'environ 3 000 à 3 500 livres de carburant prélevés dans le réservoir d'empennage. La dernière quantité totale de carburant enregistrée par le FDR est de 116 200 livres, et le dernier centrage se situe à 29,5 % de la corde aérodynamique moyenne. Le transfert de carburant à partir du réservoir d'empennage se serait poursuivi jusqu'à la sortie des becs de bord d'attaque ou du train d'atterrissage. Sans cette sortie, le transfert de carburant se serait poursuivi jusqu'à l'impact; à ce moment, le réservoir d'empennage aurait contenu de 5 000 à 7 000 livres de carburant.

Robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire

Hypothèses

On ne s'attendait pas à aboutir à la conclusion que le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire était fermé quand le vol a pris fin. Comme l'indique la section précédente, le carburant aurait dû être en cours de transfert entre le réservoir d'empennage et les réservoirs principaux par l'intermédiaire de ce robinet. Le fait qu'il ait été trouvé fermé donne à penser soit que le FSC a détecté qu'il restait encore du carburant dans le réservoir auxiliaire supérieur, soit que le robinet était défectueux ou qu'il n'y avait pas de courant électrique pour l'ouvrir, soit encore que le largage du carburant avait débuté.

Si, pour quelque raison, le FSC n'avait pas commencé ou terminé le transfert de 850 kg de carburant entre le réservoir auxiliaire supérieur et les réservoirs principaux après le démarrage des moteurs, il aurait alors envoyé le carburant du réservoir d'empennage au réservoir auxiliaire supérieur. Ce scénario est improbable car le FSC aurait détecté une situation non programmée et il aurait continué à essayer de transférer ce carburant. Faute d'y parvenir, le FSC serait revenu en mode manuel pendant la première partie du vol, ce que ne corroborent pas les données du DFDR.

Il est possible que le robinet n'ait pas fonctionné, mais rien n'est moins sûr puisque les données du DFDR montrent que le robinet fonctionnait normalement environ 37 minutes après le début du vol, pendant le remplissage du réservoir d'empennage et le cycle de vidange de l'eau de ce même réservoir.

L'alimentation électrique du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire est assurée avec redondance à partir du bus batterie et du bus permanent de batterie. Une panne de courant de l'un ou l'autre bus, ou une panne de l'un des circuits pourrait expliquer une fermeture du robinet; cependant, la panne de courant aurait dû se produire avant le début du transfert de carburant du réservoir d'empennage, quand l'avion franchissait 19 750 pieds en descente. Les données du DFDR ne corroborent pas l'hypothèse d'une panne de ces bus à ce moment.

Le FSC commande le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire par l'intermédiaire du relais R2-5272. Le circuit de commande du relais R2-5272 se trouve sous le plancher, entre le compartiment avionique principal et le compartiment central d'accessoires, un emplacement qui ne présente aucune trace de surchauffe ou d'incendie. Le relais R2-5272 reçoit le courant du bus batterie par les robinets de remplissage du réservoir de carburant et par le disjoncteur B1-474 de la sonde du bus batterie, situé en position B-29 du tableau de distribution supérieur. Le relais R2-5272 est alimenté en redondance par le bus permanent de batterie par l'intermédiaire du disjoncteur B1-475 du circuit électrique d'avitaillement au sol, situé en position A-29 sur le tableau de distribution supérieur. Ces deux disjoncteurs se trouvaient dans une partie soumise à une température élevée, comprise entre 650 et 1 150 degrés Fahrenheit. Comme les disjoncteurs se déclenchent à environ 350 degrés Fahrenheit, il est probable que ces disjoncteurs se sont déclenchés sous l'effet de la chaleur. Les robinets de remplissage des réservoirs de carburant et la bague d'indication blanche du disjoncteur B1-474 de la sonde du bus batterie étaient recouverts d'une couche de suie, un signe que ce disjoncteur s'était déclenché un certain temps avant l'impact. Le disjoncteur B1-475 du circuit électrique d'avitaillement au sol n'a pas été retrouvé. Les disjoncteurs se trouvent sur le bord extérieur droit des deux rangées supérieures du tableau de distribution supérieur, derrière un coude du tableau, à l'arrière et au-dessus des sièges des membres de l'équipage de conduite. Il n'est pas facile pour ceux-ci de voir les disjoncteurs quand ils occupent leurs sièges.

Les fils électriques du robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire provenant des disjoncteurs B1-474 et B1-475 se trouvent dans les mêmes chemins de câbles (AMP, AMK et AMJ) qui débouchent du tableau de distribution supérieur par le trou de sortie situé sur le côté droit du tableau de commutation supérieur pour arriver au connecteur  P1-398 (broches « e » et « g »), sur le tableau supérieur droit de coupure de l'alimentation, situé derrière le tableau de distribution avionique supérieur. Ces fils sont groupés dans le chemin de câbles AMK, dont on sait qu'il avait subi des amorçages d'arc électrique à l'extérieur du tableau de commutation supérieur.

Pendant les essais en simulateur, on a fait déclencher le disjoncteur B1-474 contrôlant les robinets de remplissage des réservoirs et la sonde du bus batterie, ainsi que le disjoncteur B1-475 du circuit électrique d'avitaillement au sol, pour voir quelles indications recevaient le poste de pilotage. Le déclenchement des disjoncteurs n'a pas provoqué d'alerte sur l'afficheur des indications moteur et des alertes (EAD) de l'écran d'affichage (DU)-3, ni n'a fait s'allumer de voyant sur le tableau d'affichage du système (SDCP). Quand la page d'état du SDCP a été appelée manuellement, une alerte de maintenance de niveau 1 est apparue à l'écran d'affichage DU-4, indiquant une anomalie de robinet de carburant. Si la page d'état n'avait pas été appelée, cette anomalie serait passée inaperçue. Le DFDR n'a pas enregistré un appel de page d'état pendant le vol; cependant, ce paramètre n'est échantillonné que toutes les 64 secondes.

Quand un largage de carburant débute, le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire reçoit un ordre de fermeture. Dans ce cas, le carburant du réservoir d'empennage étant transféré vers l'avant, le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire aurait dû être ouvert et il aurait reçu un ordre de fermeture. Le carburant du réservoir d'empennage aurait alors été redirigé vers le réservoir auxiliaire supérieur. Quand 2 100 livres de carburant ont été transférées au réservoir auxiliaire supérieur, le contrôleur du circuit carburant aurait été configuré en mode « Reschedule » (nouvelle programmation). Dans ce mode, si le largage du carburant est terminé, le contrôleur du circuit carburant n'est pas censé essayer de réouvrir le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire, et on s'attendait à ce qu'il soit en position fermée au moment de l'impact.

Si l'on peut établir que le largage du carburant avait commencé, l'ordre normal du FSC de fermer le robinet de remplissage/d'isolement du réservoir auxiliaire aurait été la raison la plus probable pour laquelle ce robinet s'est trouvé fermé au moment de l'impact.

Si le largage du carburant n'avait pas été entrepris, la raison la plus probable pour laquelle le robinet s'est trouvé fermé au moment de l'impact aurait été qu'il ne pouvait s'ouvrir à cause d'une panne d'alimentation électrique.