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Pourquoi une sonde Pitot peut-elle être à l'origine d'un accident d'avion ?

Comment une sonde Pitot, mesurant la vitesse, peut-elle entraîner un crash ?

L'accident de l'avion 737 de la compagnie Lion Air qui s'est écrasé en pleine mer le 29 octobre 2018 est probablement lié à la défaillance d'un capteur de l'appareil. Boeing a « implicitement reconnu » que les pilotes du vol ont pu être mal guidés par le système d'information de l'appareil, rapporte l'AFP le 7 novembre. Le crash a causé la mort de 189 passagers.

L'agence de presse explique que les premières informations fournies par la boîte noire semblent aller dans le sens de cette hypothèse. La Federal Aviation Administration (FAA), l'agence chargée des contrôles de l'aviation civile aux États-Unis, a d'ailleurs adressé une consigne de navigabilité urgente pour ordonner aux opérateurs utilisant des appareils 737-8 et 737-9 de procéder à une révision.

L'organisation assure que « si le système de contrôle de vol reçoit une une entrée erronée du détecteur d'angle d'attaque » et que la situation persiste, les pilotes risquent d' « avoir des difficultés à contrôler l'avion. » L'appareil peut alors piquer du nez, perdre de l'altitude et prendre le risque d'un impact au sol. Boeing ne précise pas si la défaillance se situe dans le capteur lui-même, ou dans d'autres équipements de l'avion.

Et si cette fois, l’erreur est censée venir d’un détecteur d’angle d’attaque, un autre composant est parfois mis en cause dans les accidents d’avion : la sonde Pitot. Mais pourquoi ?

Comment fonctionne la sonde ?

La sonde Pitot permet de mesurer la vitesse des fluides. Cette technologie inventée en 1732 par le physicien français Henri Pitot a trouvé des applications dans les domaines de la marine et de l'aéronautique, pour calculer une vitesse en prenant une mesure de la pression.

La sonde, dite tube de Pitot-statique, est constituée de deux éléments : un tube intérieur et un tube extérieur, tous deux en forme de coude et concentriques (ils partagent le même centre). Le tube extérieur mesure la pression statique ou atmosphérique, c'est à dire la force exercée par le poids de l'air sur une surface.

Le tube situé à l'intérieur de la sonde (le tube de Pitot simple, sur le schéma ci-contre) permet de mesurer la pression totale. Elle est la somme de la pression statique (mesurée par le tube extérieur) et de la pression dynamique. Cette dernière représente la pression exercée par un fluide en mouvement (sans tenir compte d'une surface) : c'est cette information qui est essentielle pour les pilotes d'un avion.

Pour mesurer la pression dynamique, il faut donc utiliser la pression totale mesurée par la sonde de Pitot, et lui soustraire la pression statique.

Un risque d'accident si les tubes sont bouchés

Grâce à la pression dynamique, les pilotes d'un avion connaissent le vent relatif : c'est le vent subi par l'appareil en mouvement. On peut comparer cela à la sensation que vous auriez en sortant votre main par la fenêtre ouverte d'une voiture en mouvement. Le vent relatif est essentiel aux pilotes pour maintenir l'avion au dessus de sa vitesse de décrochage : dans le cas contraire, l'appareil risque une perte d'altitude et une perte de contrôle.

Admettons maintenant que la sonde Pitot soit bouchée par des débris (de la glace, du givre ou des insectes). Dans ce cas là, il devient impossible de mesurer correctement la vitesse de l'avion alors qu'il prend de l'altitude. Pour empêcher cette situation, les tubes doivent être inspectés avant chaque vol.

La plupart des sondes possèdent un système de dégivrage, et les plus gros appareils sont équipés de plusieurs tubes (souvent 3). En cas de défaillance de l'un d'eux, les pilotes pourront s'en apercevoir en voyant que les résultats des 2 autres sondes sont différents -- ce qui ne serait pas possible si l'avion n'était équipé que de deux capteurs.

La défaillance des sondes Pitot a été mise en cause pour tenter d'expliquer des accidents aériens, comme celui du Vol 447 d'Air France en 2009 ou le vol 703 Saratov Airlines en 2018.