ARCHIVÉ - Aider aux enquêteurs à mieux entendre

Le 04 mars 2004 — Ottawa (Ontario)

Les chercheurs du CNRC sont actuellement au milieu d'un projet qui pourrait bien avoir un jour des répercussions importantes sur la sécurité aérienne. Même s'ils sont rares comparativement au nombre de vols effectués chaque jour, les accidents d'avions sont des choses qui arrivent. Selon les statistiques de Transports Canada, la moyenne des accidents impliquant des aéronefs enregistrés au Canada sur une période de cinq ans est de 339,6 accidents par année, soit 9 accidents pour chaque bloc de 100 000 heures de vol. Ces accidents nous forcent à confronter et à examiner les nouvelles informations concernant la sécurité apparente, particulièrement dans les cas où il n'y a pas de cause claire et identifiable.

Poste de pilotage situé dans la cabine de bord du Convair 580 du CNRC.

Les enquêteurs d'accidents disposent d'un certain nombre d'outils, comme la célèbre « boîte noire », qui enregistre littéralement des centaines d'informations différentes concernant l'avion pendant le vol, renseignements grâce auxquels ont peut reconstruire les événements qui ont conduit à un accident. Tous les avions ont également une série de microphones de cabine pour enregistrer les conversations et les ordres de l'équipage. Trois canaux audio sont réservés pour les pilotes, et un quatrième sert à ce qu'on appelle le microphone de l'espace cabine (Cockpit Area Microphone – CAM), qui alimente l'enregistreur des conversations du poste de pilotage (Cockpit Voice Recorder – CVR).

Le CAM est comme un poste d'écoute des activités et des bruits entendus dans la cabine, comme le proverbial « petit oiseau ». Étant donné cette position, le CAM devrait constituer une précieuse source de données pour les enquêteurs. Mais, selon Elias Politis de l'Institut de recherche aérospatiale du CNRC (IRA-CNRC), tel n'est pas le cas. En fait, la qualité audio des enregistrements de cabine laisse beaucoup à désirer. « Dans un environnement naturel, il est très facile d'écouter et de comprendre ce qui se dit, mais un environnement de cabine est très différent », a expliqué M. Politis en soulignant les limitations imposées par une situation où on doit se contenter d'installer un microphone et d'espérer qu'il enregistrera quelque chose d'intelligible et d'utile, pour le travail d'enquête dans l'éventualité d'un accident. Le CAM est alimenté par un seul canal audio et, à cause des restrictions imposées par l'ingénierie de vol, il est placé à n'importe quel endroit où il y a de la place et où il ne nuira pas aux opérations du pilote. La qualité du son est affectée par un certain nombre de variables propres à un aéronef, comme les changements d'altitude, de pression et de température, pour ne rien dire du bruit des moteurs et du vent.

Pour voir si l'information qu'ils recueillent et analysent à l'aide d'une nouvelle technologie est, de façon mesurable, plus intelligible que les données régulières de CVR, l'équipe travaille avec un outil utilisé par les chercheurs en acoustique, connu sous le nom d'indice de transmissions de la parole (speech transmission index – STI). Le STI est une mesure de l'intelligibilité où 0 signifie complètement inintelligible et 1, parfaitement intelligible. Le STI utilise un signal d'essai spécial qui possède des caractéristiques assimilables à celles de la parole. Toutes les données CVR recueillies dans les essais utilisant le Convair 580 de l'IAR-CNRC contiendront le signal STI, qui donnera à l'équipe une façon précise et impartiale de mesurer si ses expériences ont pour résultat d'augmenter l'intelligibilité.

M. Politis, qui dirige le Centre de lecture des enregistreurs de vol de l'IRA-CNRC, espère améliorer la qualité audio des données CVR et ce faisant, créer des données utiles pour l'usage des enquêteurs. Il fait remarquer que c'est l'oreille humaine qui donnera toujours la meilleure information à cause de sa capacité de concentration sur les événements importants. « L'oreille humaine, dit-il, est un filtre très efficace parce qu'elle choisit ce qu'elle veut entendre. Mais un microphone n'a aucune faculté de discrimination et il capte simplement tout. » Dans le cas d'une enquête sur un accident, toutes ces donnes « captées » peuvent être une nuisance parce qu'elles peuvent masquer les données importantes.

Le projet de recherche de M. Politis utilise plusieurs méthodes pour traiter de ces facteurs et améliorer la qualité des données captées par le CAM. Pour commencer, l'équipe fait des expériences avec un certain nombre de types de microphones (microphones multi-distribués et chaînes de microphones) et d'options de placement dans la cabine. Bien qu'il y ait encore des restrictions sur l'endroit où le CAM peut être placé, les chercheurs espèrent proposer plusieurs options de placement qui, lorsqu'elles seront utilisées, démontreront une amélioration mesurable dans la qualité du son. Pour vraiment améliorer l'utilité des données CVR, le microphone doit être mieux utilisé, en effet, en imitant les facultés de l'oreille humaine de filtrer les données indésirables et de se concentrer sur les événements significatifs. Le but visé est de capter quelque chose qui, pour le moment, est simplement inintelligible, et de créer des données qui rendront possible une analyse et une interprétation.

Les chercheurs ont étudié des stratégies de réduction du bruit utilisées dans d'autres applications, comme les téléphones portables et les appareils auditifs, et ils travaillent à raffiner des algorithmes utilisés par ces applications pour réduire le bruit. Selon M. Politis, les enquêteurs trouvent leurs réponses dans des données qui sont soudainement différentes de la norme ou, autrement dit, des événements qui ressortent de l'arrière-plan des bruits de fond. Le défi consiste à supprimer des informations qui sont clairement statiques et immobiles et à conserver un enregistrement des événements transitoires importants. En isolant ce type d'information du mur de son qu'on trouve dans la cabine, l'équipe croit que ce matériel deviendra plus intelligible. « Mais, dit M. Politis, vous devez démontrer aux responsables de la réglementation que vous n'en enlevez pas trop. »

Membres de l'équipe de l'IRA-CNRC. De gauche à droite : Ashraf Othman, Elias Politis, Stephen Ortis.

L'équipe travaille présentement avec un vaste échantillon d'enregistrements audio de cabines de pilotage, recueillis lors d'une série régulière de vols effectués pour un autre projet de recherche de l'IAR-CNRC touchant les tempêtes de verglas (voir le lien au bas de la page pour en savoir davantage sur ce projet). M. Politis espère utiliser cette information pour générer plusieurs algorithmes de filtrage de CAM optimisés pour différentes configurations de cabines de pilotage. L'objectif général est de contribuer à améliorer la sécurité aérienne. « Notre but ultime est de donner aux enquêteurs un meilleur outil. Statistiquement, il n'y a présentement pas un grand nombre de cas où le CVR représente un facteur significatif. Mais il y a des cas où, clairement, de meilleures données du CVR pourraient avoir joué un rôle important. Il suffit d'un seul de ces cas et nos efforts seront récompensés. »

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