Le correctif logiciel de Boeing pour le problème du 737 MAX submerge l'ordinateur de bord de l'avion

Selon les pilotes de la FAA

La crise du 737 MAX de Boeing ne finit pas et l’on se demande si une solution finale verra le jour ou jusqu’à quelle date l’avion restera cloué au sol. À la suite des deux crashes du 737 Max ayant causé la mort de 346 personnes, l’efficacité du système anti-décrochage MCAS a été remise en cause et Boeing a été contraint de déployer des mises à jour pour corriger les défauts soulignés. Après de nombreux tests, dont un réalisé en simulateur par des pilotes de la FAA en fin du mois de juin pour témoigner de l’efficacité du correctif du système MCAS, ces derniers ont indiqué avoir découvert un nouveau problème qui pourrait faire en sorte que le 737 MAX reste encore longtemps cloué au sol.

En effet, le Maneuvering Characteristics Augmentation System (MCAS) est un dispositif matériel et logiciel du Boeing 737 MAX destiné à éviter le décrochage en pilotage manuel, volets rentrés. Quand il détecte que l'incidence de l'avion dépasse une valeur considérée comme dangereuse (en fonction notamment de la vitesse et de l'altitude), il s'active pour compenser l'avion à piquer en déplaçant le plan horizontal réglable de l'empennage. Pour remonter un peu plus en arrière, c'est la recherche d'amélioration d'efficacité énergétique du Boeing 737 Max qui a entraîné le choix de moteurs plus volumineux. La place disponible sous l'aile étant limitée, il a fallu les positionner plus haut et plus en avant, et modifier la forme de leur nacelle par rapport aux modèles précédents de 737.

Dans certaines de configurations aérodynamiques et de poussée, cette position risquerait de rendre insuffisante l'efficacité à piquer des gouvernes de profondeur. Pour maintenir une manœuvrabilité acceptable, Boeing a conçu le Maneuvering Characteristics Augmentation System (MCAS) ou « système d'amélioration des caractéristiques de manœuvrabilité ». Celui-ci ne peut théoriquement intervenir que quand l'avion est en pilotage manuel, volets rentrés. Quand, du fait d'un facteur de charge trop important ou d'une vitesse trop faible, l'incidence dépasse une limite dépendant de la vitesse et de l'altitude, le système s'active de façon transparente pour le pilote de l’avion pour compenser automatiquement l'avion à piquer en augmentant le calage du plan horizontal réglable.

Lorsque les deux accidents impliquant le Boeing 737 MAX qui ont causé la mort de 346 personnes sont survenus, l’efficacité du système a été remise en cause et les avions ont été retenus au sol, en attendant que le constructeur trouve des solutions aux différents problèmes soulignés. Les organisations telles que l'Agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) et la Federal Aviation Administration (FAA) aux États-Unis ont émis de nombreuses inquiétudes sur le système anti-décrochage MCAS et Boeing a été invité à déployer des correctifs du logiciel pouvant résoudre le problème du 737 MAX. Si le correctif est disponible depuis le mois de mai, l’avionneur américain n’a cependant pas encore reçu l’autorisation de faire voler à nouveau ses engins.

Pourquoi ? Eh bien, l’on estime que les tests réalisés depuis le déploiement du correctif du logiciel de bord du 737 MAX ne sont pas très concluants. « La FAA suit un processus minutieux, et non un calendrier prescrit, pour retourner le Boeing 737 Max au service passager. La FAA lèvera l'ordre d'interdiction de l'aéronef lorsque nous jugerons qu'il est sécuritaire de le faire. Nous continuons d'évaluer la modification logicielle de Boeing au MCAS et nous continuons à mettre au point les exigences de formation nécessaires », a déclaré l’agence américaine à la fin du mois de juin passé. Cette déclaration résulte du fait que de nouveaux tests réalisés par des pilotes de la FAA en juin, mettant en œuvre le correctif fourni par Boeing, ont révélé l'existence d’un autre problème.

Système de commandes de vol du 737 MAX

Quel est le problème que pose le correctif logiciel de Boeing pour le 737 MAX ?

Le problème qui a été découvert est lié à la vitesse de traitement des données d'une puce informatique de commande de vol spécifique, selon les deux personnes ayant une connaissance du problème. Lors du test, le pilote de la FAA a rencontré des retards dans l'exécution d'une étape cruciale nécessaire à la stabilisation d'un aéronef. En effet, ces derniers ont indiqué que dans un simulateur de vol en juin, des pilotes de la FAA ont testé des activations erronées du logiciel anti-décrochage qui enfonce le nez du Max. Au cours de l’exercice, un pilote de la FAA n'a pas été en mesure de suivre rapidement et facilement les procédures d'urgence de Boeing pour reprendre le contrôle de l'avion. Selon des sources qui ont assisté aux tests, le pilote a qualifié cet échec de catastrophique, ce qui signifie que cela pourrait entraîner la perte d'un avion à mi-vol.

Selon Peter Lemme, un ancien ingénieur des commandes de vol chez Boeing, comme les versions précédentes du 737 NG et du Classic, le 737 MAX possède deux unités FCC (Flight Control Computer), FCC A et FCC B, dotées chacune de deux unités centrales. Les FCC sont des calculateurs qui reçoivent des données pour la plupart issues de capteurs, puis qui les analysent, et qui envoient ensuite des ordres aux commandes de vol du pilote automatique ou au moteur qui actionne le STAB TRIM. Un FCC est composé de deux processeurs, chacun fonctionnant indépendamment. Il dispose de deux processeurs 16 bits. Les numéros de pièce des deux processeurs sont différents pour éviter tout problème de conception. Les processeurs calculent différentes commandes.

Un FCC reçoit, entres autres, les données suivantes : la position des volets, les données d’altitude (radioaltimètre), les données issues de l’ADIRU (Air Data Inertial Reference Unit), le régime moteur et le capteur qui indique si l’avion est au sol ou pas. D’après les explications de Lemme, l’installation des FCC du 737 MAX est une configuration « dual-dual ». Il existe deux processeurs différents dans chacun des deux ordinateurs du pilote automatique, programmés chacun par des personnes différentes. La plus grande menace est une défaillance logicielle en mode commun. Le fait de programmer deux groupes différents à partir d'un ensemble commun d'exigences est un moyen d'atténuer une défaillance de mode commun. L’architecture « dual-dual » est unique, a-t-il précisé.

Selon lui, la décision de réduire le temps de traitement d'un seul canal et d'un seul processeur revient au 737 classic. « La fonction MCAS n’est qu’un autre module logiciel FCC qui se comporte, à un niveau élevé, comme le réglage de vitesse, dont l’architecture aurait ensuite été répliquée », a-t-il expliqué. Le 737 n'utilise qu'un seul FCC à la fois et le système Speed ​​Trim (STS), dont MCAS fait partie, ne fonctionne que sur l'un des deux processeurs internes de cet ordinateur de bord. Les processeurs en question sont des processeurs de type Intel 80286. La version originale Intel de ce processeur a été vendue entre 1982 et 1991. Il avait une fréquence d'horloge maximale de 4, 6 ou 8 MHz. Il a ensuite été reproduit par un certain nombre de sociétés, notamment par AMD et la société aéronautique Harris.

Ces diverses reproductions possédaient des fréquences d'horloge de 20 et 25 MHz. Il est probable que le FCC du Boeing 737 utilise ces types de processeurs ou des types similaires. Selon le média américain Moon of Alabama (MoA), ces vieux processeurs sont très fiables et sans erreur. Mais ils ont moins du 1/1000ème de la capacité de calcul d’un téléphone cellulaire moderne. Selon Lemme, un processeur de l'ordinateur de vol exécute jusqu'à 11 processus différents. Tous ont besoin de recevoir les entrées de capteurs externes, d'exécuter leurs algorithmes et de transmettre une commande aux actionneurs appropriés qui contrôlent les surfaces de vol mobiles de l'avion. D’après lui, la conclusion est simple : « Le fait que le pilote de la FAA ait rencontré des retards dans l'exécution d'une étape cruciale provoquée par l'ordinateur indique une surcharge de capacité ».

Selon d’autres explications qu’il a fournies, l’ordinateur de commande de vol utilise des systèmes d’opération spéciaux avec un minimum de temps système. Ils sont programmés dans des langages de programmation très efficaces. La conception et la mise en œuvre du logiciel suivent un processus très strict utilisant des outils spécialisés. « Tout cela est bien meilleur que ce que j'ai utilisé pendant mes temps de programmation », a-t-il souligné. Pour lui, les programmes écrits à des fins de contrôle de vol sont déjà hautement optimisés. Ainsi, poursuit-il, les optimiser davantage « à la main » romprait le processus réglementé requis par la production de tels logiciels.

Le Boeing 737 MAX est-il prêt à décoller à nouveau ?

Les probabilités sont très faibles à ce sujet. Si le problème se présente sur cet angle, il est peu problème que l’avionneur américain puisse le résoudre avec de simples correctifs, car cela ne ferait qu'augmenter la charge de travail des processeurs. Selon le MoA, Boeing a notifié à la FAA qu’il va se pencher sur ce nouveau problème détecté par l’agence et le résoudre également. D’après les conclusions rapportées par le média MoA, il est peu probable que...