17 Juillet 2015  |  Sécurité
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 04/2015

Les enregistreurs de vol (boîtes noires)

Les enregistreurs de vol, plus communément connus sous le nom de «boîtes noires», équipent les avions de transport et enregistrent, pendant le vol, des données destinées à être utilisées après un accident ou un incident. Précisons d’emblée qu’en fait elles ne sont pas «noires» mais rouge vif, pour faciliter leur repérage.

Les avions de transport sont équipés de deux enregistreurs de vol: le CVR et le FDR qui enregistrent des données en fonction du temps. Le CVR (Cockpit Voice Recorder) est un enregistreur phonique qui mémorise en continu les données audio, notamment les échanges entre les pilotes et avec les contrôleurs, ainsi que l’environnement acoustique du poste de pilotage (conversations, bruits, autres événements sonores).
Le FDR (Flight Data Recorder) est un enregistreur de paramètres qui capte les données des paramètres de l’avion (vitesse, altitude, régime des moteurs, engagement et désengagement d’automatismes, position des gouvernes, des commandes de vol...). Selon l’âge et le type de l’avion, le nombre de paramètres enregistrés varie de quelques dizaines à plusieurs milliers.
 
Airbus A320 de la compagnie Germanwings, du modèle de celui qui s’est écrasé le 24 mars 2015 dans les Alpes de Haute-Provence.
 
Durées d’enregistrement
La durée totale d’enregistrement est de 25 heures pour le FDR, et de deux heures pour le CVR. Durant le vol, les données enregistrées viennent de façon continue remplacer les données les plus anciennes, permettant ainsi d’avoir en permanence dans le FDR les valeurs des paramètres au cours des 25 dernières heures de vol de l’avion, et de la même façon dans le CVR, les données audio des deux dernières heures de vol.
Les enregistreurs de vols, contenus dans un boîtier blindé, sont conçus suffisamment robustes pour protéger les enregistrements qu’ils contiennent en cas d’accident. Pour cela ils sont certifiés pour résister à de nombreuses contraintes: une accélération pouvant atteindre 3400 g (soit 3400 fois l’intensité de la pesanteur terrestre), une température de 1100 °C pendant une heure, un mois d’immersion dans l’eau à 6000 m de profondeur, etc. Ces caractéristiques permettent aux enquêteurs d’extraire avec succès les données des enregistreurs de vol après un accident dans quasiment 100 % des cas.
Dans le domaine de l’aviation civile, il existe aujourd’hui deux techniques d’enregistreurs de vol: la bande magnétique et la mémoire électronique. Cependant les enregistreurs à mémoire électronique, moins délicats, supplantent progressivement tous les enregistreurs à technique magnétique, lesquels devraient disparaître complètement d’ici quelques années.
 
Révélations des boîtes noires.
 
Les balises de repérage
Une balise fixée sur chacun des boîtiers protégés est destinée à permettre les recherches des enregistreurs lors d’un accident en mer. Ces balises émettent un signal qui se propage dans l’eau sous la forme d’une impulsion toutes les secondes. Ce signal peut être capté par des détecteurs adaptés. La durée d’émission qui était de 30 jours, est désormais portée à 90 jours.
 
Enregistreur de données de vol (FDR) et de données phoniques (CVR). «Beacons»: balises de repérage. Boîte noire du vol Paris-Rio (2009) retrouvée en 2011 par 3900 m de fond dans l’Atlantique sud, grâce à un robot sous-marin. Il s’agit du module FDR.
 
La lecture du contenu des enregistreurs
La première étape du processus d’exploitation des enregistreurs de vol consiste à lire l’intégralité des données qu’ils contiennent et de sauvegarder ces données. Ces dernières pourront ensuite être décodées, analysées et exploitées dans le cadre de l’enquête de sécurité faisant suite à un sinistre, le cas échéant.
Dans le cas d’enregistreurs utilisant les mémoires électroniques comme support d’enregistrement (solution la plus fréquente aujourd’hui), la ou les carte(s) de mémoire(s) sont extraites du boîtier protégé (module de mémoire) et vont subir un certain nombre d’opérations, par exemple en France, dans le laboratoire du BEA (Bureau d’Enquêtes et d’Analyses pour la Sécurité de l’Aviation civile), qui est pour ce pays l’autorité responsable des enquêtes de sécurité pour l’aviation civile. Ces opérations permettent de vérifier l’intégrité des mémoires contenant les données enregistrées. L’étape suivante consiste en général à connecter la ou les carte(s) de mémoire(s) sur un châssis d’enregistreur de même type, dont les fonctions d’écriture ont été inhibées et d’utiliser ce dernier comme lecteur.

Enregistreur FDR semblable à celui du vol Paris-Rio. État de l’enregistreur des données de vol de l’Airbus A330 de Germanwings, après l’impact.
 
Toute la procédure de récupération des données
Dans le cas d’un enregistreur magnétique, la bande magnétique est extraite, nettoyée puis lue avec un lecteur dédié. Le BEA a développé des moyens de lecture permettant de faire face à des situations dans lesquelles l’état de la bande magnétique est dégradé (immersion, exposition au feu, dégradation dans le temps propre aux supports magnétiques).
Dans le cas d’un simple incident, les enregistreurs n’étant donc pas endommagés, ceux-ci peuvent être lus directement en connectant l’enregistreur à un outil adapté. Les outils de lecture sont en général des systèmes mis au point par le constructeur de l’enregistreur et dont le BEA a fait l’acquisition.
Une fois les données lues et sauvegardées, elles vont pouvoir être analysées par les enquêteurs. Les données du FDR doivent d’abord être converties en valeurs de paramètres de l’avion. En effet les données extraites de l’enregistreur se présentent sous la forme d’un fichier binaire appelé «fichier brut»; le décodage de ce fichier est réalisé à partir d’un document de décodage propre à chaque modèle d’avion. Les valeurs des paramètres et leurs évolutions au cours du temps peuvent être ensuite représentées sous forme de courbes ou de tableaux et faire l’objet de calculs relatifs au comportement de l’avion.
Les données du CVR permettent aux enquêteurs de procéder à l’écoute et à la transcription des enregistrements phoniques. Il est possible également de procéder, à partir de ces enregistrements audio, à des analyses spectrales en vue d’identifier des alarmes ou des bruits présents dans le cockpit (ce qui a été le cas lors du récent accident de la compagnie allemande «Germanwings»).
 
Le BEA également pour des opérations hors France
L’analyse des enregistreurs et le traitement des données se font dans le cadre des enquêtes conduites par le BEA ou, pour des événements survenus à l’étranger, dans le cadre de sa participation à une enquête concernant un avion d’exploitation ou de construction française. Les pays qui ne possèdent pas de moyens de lecture adaptés, peuvent solliciter l’assistance technique du BEA pour réaliser des travaux liés à l’exploitation d’enregistreurs de vols.
 
Source: www.bea.aero


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