Rapport d’enquête sur la sécurité du transport aérien A21P0001

Le 3 janvier 2021, l’aéronef Mooney M20F sous immatriculation privée (immatriculation C-GYGN, numéro de série 221353) effectuait un vol selon les règles de vol aux instruments (IFR) entre l’aérodrome d’Airdrie (CEF4) (Alberta) et l’aérodrome de Nelson (CZNL) (Colombie-Britannique). Le pilote était seul à bord. L’aéronef a décollé à 11 h 20^{Note de bas de page 1} dans des conditions météorologiques de vol à vue et est monté initialement à 14 000 pieds au-dessus du niveau de la mer (ASL). Peu après la mise en palier, le contrôle de la circulation aérienne (ATC) a demandé au pilote s’il pouvait maintenir une altitude de 15 000 pieds ASL pendant une partie du vol^{Note de bas de page 2}. Le pilote a accepté et a grimpé les 1000 pieds supplémentaires, se mettant en palier à 15 000 pieds ASL à 11 h 57.

Le pilote a alors demandé une légère déviation de la route de vol pour éviter d’entrer dans les nuages. Toutefois, au cours de cette déviation, les nuages n’ont pas pu être évités, et l’aéronef est entré dans des conditions météorologiques de vol aux instruments (IMC). Peu après, l’indicateur d’assiette (ADI)^{Note de bas de page 3} de l’aéronef a affiché le message « AHRS ALIGN » (alignement du système de référence de cap et d’assiette), et les indications d’assiette (tangage et inclinaison) ont été perdues, tandis que les indications de vitesse anémométrique, d’altitude et de vitesse verticale ont été conservées (figure 1).

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Au même moment, l’indicateur de situation horizontale (HSI)^{Note de bas de page 4} de l’aéronef a également signalé une défaillance, affichant un X rouge au-dessus de l’indication HDG (cap). Le pilote a tenté de faire passer le HSI à la page ADI à l’aide de l’écran tactile et du bouton de sélection de l’instrument, sans succès.

Alors que l’aéronef évoluait toujours en IMC, son altitude a commencé à fluctuer. Il a ensuite amorcé un virage à gauche involontaire, pour finalement tourner d’environ 90° à la gauche de la route assignée. Le pilote a informé l’ATC de la défaillance des instruments et a demandé à retourner dans la région de Calgary (Alberta). À 12 h 06, le pilote a déclaré une situation d’urgence, signalant la perte des renseignements sur l’assiette et le cap des instruments de l’aéronef. Trente secondes plus tard, le pilote a informé l’ATC que le HSI de l’aéronef fonctionnait à nouveau. Le pilote avait brièvement observé une image sur l’ADI à ce moment-là; toutefois, les données de vol enregistrées par l’instrument indiquent que les données de l’AHRS n’étaient toujours pas accessibles.

L’ATC a transmis au pilote un cap qui lui permettrait de faire virer l’aéronef vers Calgary. Pendant ce virage, le pilote a éprouvé une désorientation spatiale^{Note de bas de page 5},^{Note de bas de page 6}, l’angle d’inclinaison de l’aéronef a progressivement augmenté et l’aéronef a commencé à descendre. Au cours des 5 minutes suivantes, il y a eu de multiples pertes de maîtrise de l’appareil; l’aéronef est entré dans une série de piqués en spirale, de montées abruptes et d’au moins 2 décrochages aérodynamiques. Les données de vol récupérées de l’ADI et du HSI indiquent que pendant ces manœuvres, le taux de montée de l’aéronef a augmenté jusqu’à 8500 pi/min, et son taux de descente jusqu’à 23 000 pi/min. De plus, la vitesse anémométrique de l’aéronef est passée d’une vitesse indiquée en nœuds (KIAS) de 43 à son plus bas, jusqu’à un maximum de 242 KIAS, dépassant d’environ 70 nœuds la vitesse à ne jamais dépasser de l’aéronef. L’aéronef est descendu jusqu’à 8100 pieds ASL (environ 700 pieds au-dessus du sol [AGL]) avant de remonter brusquement.

Le pilote a pu voir le relief en dessous alors que l’aéronef descendait jusqu’à environ 8500 pieds ASL, et il a repris la maîtrise de l’aéronef à environ 8100 pieds ASL. À ce moment-là, l’aéronef se trouvait dans la vallée de Kananaskis, où les sommets des montagnes voisines atteignent 10 364 pieds ASL (figure 2). La visibilité en vol était alors d’environ 1 mille terrestre (SM), et s’est améliorée à 2-3 SM lorsque le pilote est descendu à environ 7500 pieds ASL, en évoluant vers le lac Upper Kananaskis.

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Le pilote a maintenu une altitude d’environ 700 à 1000 pieds AGL et a suivi une route au sol pour sortir de la vallée de Kananaskis. L’aéronef est sorti de la vallée à 12 h 38, et le pilote a pu retourner directement à CEF4 selon les règles de vol à vue. L’aéronef a atterri à CEF4 à 13 h 02 sans autre incident.

Comme les communications et le radar dépendent de la visibilité directe, une fois que l’aéronef était descendu en dessous de 13 600 pieds ASL, l’ATC n’a pas pu communiquer directement avec le pilote ou continuer à suivre l’aéronef sur le radar secondaire de surveillance (en utilisant le transpondeur de l’aéronef). Après s’être remis de la perte de maîtrise, le pilote a pu transmettre des messages à l’ATC en communiquant sur la fréquence d’urgence (121,5 MHz) avec des aéronefs évoluant à des altitudes plus élevées.

Le pilote de l’aéronef à l’étude a saisi le défaut lié à l’avionique dans le carnet de route de l’aéronef et, 1 jour après l’événement, le propriétaire de l’aéronef (qui n’était pas le pilote de l’aéronef à l’étude) a piloté l’appareil jusqu’à l’aéroport régional de Red Deer (CYQF) (Alberta), pour régler le défaut. Contrairement à la réglementation, aucune inscription n’a été faite dans le carnet de route^{Note de bas de page 7} ou le dossier technique^{Note de bas de page 8} de l’aéronef pour indiquer le dépassement des limites de l’appareil. Toutefois, le pilote et le propriétaire n’étaient pas au courant du dépassement à ce moment-là.

L’aéronef est resté en service et a accumulé 12,3 heures supplémentaires après le vol à l’étude, jusqu’à ce que les données de vol récupérées des instruments multifonctions (MFI) GI 275 de Garmin révèlent l’ampleur du dépassement. À ce moment-là, le propriétaire de l’aéronef a également constaté que du carburant suintait autour des rivets à plusieurs endroits et que le train d’atterrissage ne rentrait plus complètement. L’aéronef a été inspecté conformément à l’appendice G de la norme 625 du Règlement de l’aviation canadien^{Note de bas de page 9}, et a été réparé et remis en service le 2 mars 2021.

Avant le vol, le pilote a reçu de NAV CANADA un exposé météorologique pour sa trajectoire de vol. Le pilote a été informé qu’il y avait un risque de nuages très bas dans les vallées montagneuses, mais qu’ils commenceraient probablement à se dissiper pendant le vol.

La prévision de zone graphique, émise le 3 janvier 2021 à 10 h 26 et valide à 11 h, indiquait ce qui suit pour une partie importante de la trajectoire de l’aéronef au-dessus des montagnes Rocheuses :

• nuages fragmentés à partir de 7000-9000 pieds ASL, avec des sommets à 12 000 pieds ASL, et une visibilité supérieure à 6 SM;
• nuages altocumulus castellanus occasionnels jusqu’à 18 000 pieds ASL, avec
  • des visibilités allant de 2 SM à plus de 6 SM dans des faibles averses de pluie ou des faibles averses de neige et de la brume;
  • des plafonds fragmentés de 500 pieds AGL à 1500 pieds AGL.

Le Mooney M20F est un aéronef monomoteur, à 4 places, à aile basse, équipé d’un train d’atterrissage escamotable. L’aéronef à l’étude a été fabriqué en 1976. Les dossiers indiquent qu’il était certifié, équipé et entretenu conformément à la réglementation en vigueur.

Au moment de l’événement, l’aéronef totalisait environ 2206,5 heures de vol cellule.

L’aéronef n’était pas équipé d’un enregistreur de données de vol ou d’un enregistreur de conversations de poste de pilotage, et la réglementation ne l’exigeait pas. Toutefois, les MFI GI 275 de Garmin de l’aéronef ont enregistré de nombreux paramètres de données de vol relatifs au vol à l’étude.

L’aéronef n’était pas équipé d’un pilote automatique.

L’aéronef était équipé d’un ensemble d’oxygène portatif de Sky Ox connecté à 4 canules nasales. Le pilote utilisait l’ensemble pendant le vol à l’étude et il portait un oxymètre de pouls portatif^{Note de bas de page 10}.

Le MFI GI 275 de Garmin est une mise à niveau électrique, à semi-conducteurs et hautement configurable pour de nombreux instruments traditionnels à jauge ronde, tels que les ADI et les HSI, qui contiennent des gyroscopes à entraînement mécanique traditionnellement alimentés par une pompe moteur fonctionnant à dépression. Il peut être configuré en tant qu’instrument primaire ou de secours^{Note de bas de page 11}.

Lorsqu’un ADI ou un HSI de secours détecte une défaillance provenant d’une unité interconnectée compatible, il passe automatiquement en mode de repli, ce qui signifie qu’il [traduction] « se comporte exclusivement comme une unité ADI primaire jusqu’à ce que la défaillance soit résolue »^{Note de bas de page 12}. Ce mode peut également être sélectionné manuellement à partir d’un commutateur monté sur le tableau de bord^{Note de bas de page 13}.

Lorsqu’une unité est configurée en tant que HSI primaire et qu’une défaillance se produit sur une unité interconnectée, elle ne passe pas automatiquement en mode de repli. De plus, le pilote ne peut pas sélectionner manuellement la page d’affichage de l’ADI, car elle ne fait pas partie des pages disponibles lorsque l’unité est configurée comme HSI primaire. Les pages disponibles pour la configuration d’un HSI primaire sont « HSI » et « HSI Map »; les pages disponibles pour un ADI de secours et un HSI de secours comprennent une page ADI.

En juillet 2020, le gyroscope directionnel de l’aéronef à l’étude a été retiré et un MFI GI 275 de Garmin a été installé conformément au certificat de type supplémentaire (STC) SA02658SE de la Federal Aviation Administration des États-Unis^{Note de bas de page 14}. Ce MFI a été configuré comme HSI primaire. En octobre 2020, l’indicateur d’assiette de l’aéronef a été retiré et un deuxième MFI GI 275 de Garmin a été installé conformément au même STC, mais il a été configuré comme ADI primaire. Comme ces deux instruments ont été configurés comme des unités primaires, un commutateur de repli n’a pas été installé, et il n’était pas nécessaire qu’il le soit.

Le propriétaire et le pilote de l’aéronef à l’étude pensaient tous deux que si une défaillance était détectée dans l’ADI, le HSI passerait automatiquement en mode de repli et afficherait la page ADI, ou bien que le pilote pourrait sélectionner manuellement la page ADI. Leur compréhension de l’automatisation du système et des capacités de repli de ces unités était donc incorrecte.

L’enquête a tenté de déterminer plus précisément la source de la défaillance initiale. Toutefois, aucune information supplémentaire sur l’instrument ou sur les raisons possibles pour lesquelles il aurait fallu le réaligner alors que l’aéronef était en vol, ni aucune analyse des journaux des défaillances enregistrées de l’aéronef à l’étude, n’ont été fournies par Garmin dans le cadre de l’enquête. Par conséquent, la source exacte de la défaillance initiale n’a pas pu être déterminée. Néanmoins, d’après les renseignements disponibles dans le cadre de l’enquête, il a été déterminé que la cause la plus probable du message « AHRS ALIGN » sur l’ADI primaire était soit un alignement AHRS non commandé qui a eu lieu pendant le vol, soit une défaillance de capteur dans l’AHRS qui a nécessité le réalignement de l’instrument une fois la défaillance résolue.

L’AHRS peut s’aligner pendant que l’aéronef circule au sol ou qu’il est en vol; le réalignement prend de 1 à 2 minutes.^{Note de bas de page 15} Lorsque le message « AHRS ALIGN » s’affiche, la maîtrise de l’aéronef doit être maintenue dans les limites de ±10° d’inclinaison, ±5° de tangage et à une vitesse de 200 nœuds ou moins afin de réussir le réalignement; le dépassement de ces paramètres peut retarder ou empêcher le réalignement de l’AHRS^{Note de bas de page 16}. Ces renseignements sont contenus dans le GI 275 Pilot’s Guide de Garmin, ainsi que dans les procédures d’urgence de l’Airplane Flight Manual Supplement (AFMS) de Garmin. Bien que le pilote ait eu accès à ces documents pendant le vol à l’étude, il ne s’y est pas référé, car il se concentrait sur la maîtrise de l’aéronef. De plus, les listes de vérification du poste de pilotage de l’aéronef n’avaient pas été modifiées pour y inclure les procédures normales et d’urgence supplémentaires contenues dans l’AFMS.

Le pilote était titulaire d’une licence de pilote de ligne – avion, et d’un certificat médical de catégorie 1 valide. Il avait accumulé plus de 6000 heures de vol au total, dont 21 heures dans les 7 jours précédant l’événement. Le pilote totalisait 29,4 heures de vol sur des Mooney M20, dont 2,9 heures sur l’aéronef à l’étude dans la même configuration que lors du vol à l’étude.

L’AFMS de Garmin indique que le système MFI GI 275 de Garmin [traduction] « exige un degré raisonnable de familiarité pour éviter de se laisser absorber au détriment du vol aux instruments de base en IMC […] »^{Note de bas de page 17}, et que [traduction] « la charge de travail sera plus élevée pour les pilotes qui ne sont pas familiers avec les GI 275 ou le système GI 275 dans un environnement IFR [...] »^{Note de bas de page 18}. Le manuel recommande aux pilotes d’utiliser le GI 275 Pilot’s Guide de Garmin et une application d’entraînement sur tablette pour se familiariser avec l’instrument. L’enquête n’a pas pu trouver l’application d’entraînement et elle n’a pas été fournie par Garmin dans le cadre de l’enquête. Le pilote de l’aéronef à l’étude ignorait l’existence de l’application.

En juin 2020, le pilote a suivi une formation périodique et a réussi un contrôle de la compétence du pilote (CCP) pour un jet d’affaires, satisfaisant ainsi à l’exigence d’exercer les privilèges d’une qualification de vol aux instruments^{Note de bas de page 19}. La formation du pilote de l’aéronef à l’étude comprenait le rétablissement d’assiettes inhabituelles (souvent appelée la formation sur le rétablissement en cas de perte de maîtrise) et les procédures anormales pour les systèmes d’avionique. Cependant, les CCP ne permettent pas d’évaluer la capacité d’un pilote à reconnaître le déclenchement d’une assiette inhabituelle ou à s’en rétablir^{Note de bas de page 20}.

En revanche, les pilotes qui effectuent un contrôle des compétences de vol aux instruments (IPC) pour satisfaire aux exigences d’une qualification de vol aux instruments doivent démontrer à deux reprises leur capacité à se rétablir d’assiettes inhabituelles :

• une fois avec un tableau de bord complet;
• une fois en utilisant un tableau de bord partiel ou des instruments de secours seulement, selon la configuration de l’aéronef (tableau de bord traditionnel ou techniquement avancé)^{Note de bas de page 21}.

Le pilote de l’aéronef à l’étude avait réussi les CCP requis depuis 2008. Tous ces CCP ont été réalisés sur des aéronefs techniquement avancés (c.-à-d., avec redondance des systèmes d’avionique, y compris de multiples instruments d’assiette indépendants). Avant le vol à l’étude, la dernière exposition du pilote à des conditions de vol aux instruments avec tableau de bord partiel dans un aéronef équipé d’un tableau de bord traditionnel remontait à 2008.

La réglementation exige que les programmes de formation au pilotage soient menés conformément au guide d’instructeur de vol applicable^{Note de bas de page 22}. Certains documents d’orientation de Transports Canada comprennent des conseils sur l’instruction de la formation aux instruments en général, mais ils ne fournissent pas de conseils ou d’orientations spécifiques concernant l’instruction pour une qualification de vol aux instruments.

Selon les normes de test en vol^{Note de bas de page 23}, le test en vol nécessaire à la délivrance d’une licence de pilote professionnel – avion est le seul moment de la formation des pilotes au Canada où les élèves doivent démontrer qu’ils sont capables de maîtriser l’aéronef tout en effectuant des manœuvres normales avec un tableau de bord partiel. Le test en vol de la qualification de vol aux instruments initial n’exige pas que les pilotes soient testés sur le vol avec tableau de bord partiel. Toutefois, un examinateur de test en vol peut utiliser l’un des 3 scénarios d’urgence requis lors d’un test en vol pour évaluer la gestion par le pilote d’une situation qui pourrait entraîner des conditions de tableau de bord partiel.

Le BST a déjà fait enquête sur la perte de maîtrise et la désintégration en vol d’un Piper PA-46-350P à Wainwright (Alberta), qui ont été déclenchées par la défaillance de l’indicateur d’assiette et la tentative du pilote de piloter l’appareil avec un tableau de bord partiel^{Note de bas de page 24}. Le rapport comprenait une préoccupation liée à la sécurité, dont voici un extrait :

Le pilote du Piper PA-46-350P ne s’était pas entraîné au vol à l’aide d’un tableau de bord partiel depuis plusieurs années et il n’était pas tenu de le faire pour obtenir le renouvellement de sa qualification IFR. Qui plus est, il est probable qu’il n’avait pas eu à démontrer ses compétences en pilotage à l’aide d’un tableau de bord partiel depuis l’obtention de sa licence de pilote professionnel ou depuis la formation initiale qu’il avait suivie en vue d’obtenir la qualification de vol aux instruments. Or, de telles compétences se détériorent au fil du temps si elles ne sont pas mises en pratique.

Le thème de l’expérience récente de vol avec tableau de bord partiel a de nouveau été mis en évidence dans l’enquête du BST sur un accident de perte de maîtrise et de collision avec le relief mettant en cause un Beechcraft King Air 200 près de l’aéroport de Whatiì (Territoires du Nord-Ouest)^{Note de bas de page 25}. Cette enquête a révélé que le commandant de bord n’avait pas d’expérience récente de vol avec tableau de bord partiel. À la suite de la défaillance de l’indicateur d’assiette, les autres instruments n’ont pas été utilisés efficacement et il y a eu perte de maîtrise de l’aéronef, qui est entré dans un piqué en spirale dont l’équipage n’a pas pu sortir.

La Circulaire d’information (CI) 401-004 de Transports Canada décrit l’obligation pour les pilotes d’être évalués sur leur capacité à se rétablir d’assiettes inhabituelles s’ils utilisent un IPC pour satisfaire aux exigences de mise à jour des connaissances de la qualification de vol aux instruments^{Note de bas de page 26}. Toutefois, l’IPC n’est qu’une des méthodes permettant de satisfaire à ces exigences de mise à jour des connaissances.

Tel qu’il est énoncé dans la CI 401-004, « [l]es pilotes employés par des exploitants privés de la sous‑partie 4 de la partie VI ou par des exploitants aériens de la partie VII rencontrent généralement les exigences de mise à jour des connaissances pour leur qualification de vol aux instruments avec un contrôle de compétence, une évaluation orienté en ligne (LOE), une vérification de la compétence ou un contrôle de la compétence du pilote (CCP), tel qu’approprié, au lieu d’un IPC. » [en caractères gras dans l’original]^{Note de bas de page 27} Ces types de contrôles, ou les IPC effectués dans un aéronef ou un simulateur doté d’un poste de pilotage techniquement avancé (c.-à-d., avec des instruments de secours), n’obligent pas l’examinateur à évaluer la capacité du pilote à se rétablir d’une assiette inhabituelle dans des conditions de tableau de bord partiel. Or, ils n’empêchent pas non plus ces pilotes d’effectuer des vols IFR dans des aéronefs dotés d’une disposition traditionnelle des instruments, dans lesquels des conditions de tableau de bord partiel peuvent survenir.

Peu importe leur niveau d’expérience ou leur qualification, il est important que les pilotes acquièrent et tiennent à jour les compétences et les connaissances nécessaires pour utiliser en toute sécurité chaque aéronef qu’ils sont appelés à piloter. Cela comprend l’obtention d’une formation reconnue pour apprendre et reconnaître les caractéristiques, les modes de défaillance et les limites de l’équipement de l’aéronef avant d’effectuer un vol, en particulier lorsqu’il est possible de se retrouver en IMC.

En cas de panne des instruments en IMC, les pilotes qui n’ont pas d’expérience récente de vol avec tableau de bord partiel peuvent éprouver une désorientation spatiale et perdre la maîtrise du vol.

Le présent rapport conclut l’enquête du Bureau de la sécurité des transports du Canada sur cet événement. Le Bureau a autorisé la publication de ce rapport le 30 juin 2021. Le rapport a été officiellement publié le 13 juillet 2021.