Essais de friction – Mesure de la friction des surfaces de revêtement – Maintenance aéroportuaire

Vue d’ensemble

Les essais de friction des surfaces de revêtement des pistes d’aéroport sont un processus hautement technique et essentiel pour la sécurité aéronautique. Ils quantifient l’interaction entre les pneus d’avion et le revêtement, ce qui est crucial pour la capacité de freinage et le contrôle directionnel lors de toutes les opérations au sol—en particulier les atterrissages, les décollages et les décollages interrompus. La quantité de friction disponible varie avec la météo, la contamination de la surface, l’usure du revêtement et les activités de maintenance. Les organismes de réglementation tels que l’OACI et la FAA exigent la mesure et la surveillance régulières de la friction des pistes afin de prévenir le dérapage, l’aquaplanage et la perte de contrôle.

Les essais de friction utilisent des équipements spécialisés et des procédures d’essai normalisées, garantissant des résultats précis, reproductibles et conformes à la réglementation. Les données recueillies sont vitales pour la planification de la maintenance, les évaluations de sécurité et l’émission d’avis opérationnels (tels que les NOTAMs). Cette entrée du glossaire couvre les concepts, procédures, types d’équipements et normes essentiels à la mesure et à la maintenance de la friction des revêtements aéroportuaires.

Termes et concepts clés

Capacité de freinage et contrôle directionnel des avions

La capacité de freinage d’un avion est la mesure de sa capacité à décélérer en toute sécurité sur la piste. Elle dépend de la friction entre les pneus et le revêtement. Le contrôle directionnel correspond à la capacité de maintenir l’alignement de l’avion avec l’axe de la piste. Les deux reposent sur le coefficient de friction, ou valeur Mu, à l’interface pneu/revêtement.

Lorsque la friction descend sous les seuils définis—en raison d’eau, de neige, de glace, de dépôts de caoutchouc ou d’usure du revêtement—l’efficacité du freinage et de la direction se détériore, augmentant le risque de sortie de piste. Les normes internationales (Annexe 14 de l’OACI, FAA AC 150/5320-12D) exigent que les aéroports surveillent et maintiennent des niveaux minimums de friction, entraînant des actions correctives si les limites ne sont pas respectées.

Exploitants aéroportuaires

Les exploitants aéroportuaires sont responsables de l’exploitation sûre, conforme et efficace des infrastructures aéroportuaires. Leurs missions incluent la planification et la réalisation des essais de friction, l’entretien de l’étalonnage des équipements, la formation du personnel, la tenue des registres et l’organisation de la maintenance corrective. Les exploitants doivent agir rapidement si la friction tombe sous les seuils de sécurité, ce qui peut impliquer le nettoyage, l’enlèvement du caoutchouc ou le traitement de surface. Ils sont également responsables de l’émission de NOTAMs et de la coordination avec le contrôle aérien en cas de modification des conditions de piste.

Normes ASTM (E2340, E1551, E524, E670)

ASTM International publie des normes techniques pour la mesure de la friction des revêtements :

• ASTM E2340 : Procédures de mesure de la macrotexture des revêtements avec le Dynamic Friction Tester (DFT).
• ASTM E1551 : Spécifications des pneus utilisés pour les essais de friction.
• ASTM E524 & E670 : Exigences pour les pneus utilisés avec les testeurs à roue bloquée et à force latérale.

Le respect de ces normes garantit que les équipements, procédures et résultats sont cohérents, reproductibles et acceptés par les autorités réglementaires.

Rapports d’action de freinage

Les rapports d’action de freinage fournissent des conseils en temps réel sur l’efficacité du freinage des pistes. Les pilotes ou les exploitants classent les rapports comme « Bonne », « Moyenne », « Mauvaise » ou « Nulle » selon la friction mesurée ou la perception du pilote. Ces rapports déclenchent des essais de friction non programmés et peuvent conduire à des restrictions ou fermetures de piste si la friction est inférieure aux seuils opérationnels. Ils permettent également de valider les actions de maintenance et d’alimenter les systèmes de gestion de la sécurité.

Équipement de mesure continue de friction (CFME)

Les CFME sont des véhicules ou dispositifs spécialisés qui mesurent en continu la friction des pistes sur toute la longueur du revêtement. Équipés de pneus d’essai normalisés et de systèmes d’application d’eau, ils collectent les données de friction à intervalles réguliers, produisant des profils complets utilisés pour l’évaluation de la sécurité, la planification de la maintenance et la conformité réglementaire.

Appareils CFME populaires :

• Dynatest Runway Friction Tester
• ICC-DFT™
• GripTester
• Mu-Meter
• Skiddometer

Les CFME doivent être régulièrement étalonnés et utilisés par du personnel formé.

Étalonnage des équipements de mesure

L’étalonnage garantit que les appareils de mesure de friction fournissent des résultats précis et fiables. Il consiste à vérifier les sorties par rapport à des étalons de référence et à effectuer les ajustements nécessaires. L’étalonnage concerne les débits d’eau, la pression des pneus, la précision des capteurs et l’enregistrement des données. Des registres d’étalonnage détaillés sont requis pour les audits et enquêtes réglementaires.

Actions correctives

Lorsque les mesures de friction tombent sous les seuils fixés, des actions correctives rétablissent des conditions de piste sûres. Les méthodes courantes incluent :

• Enlèvement mécanique ou à haute pression d’eau des dépôts de caoutchouc
• Nettoyage chimique
• Texturage de surface (rainurage, grenaillage)
• Application de revêtements minces ou de coulis d’étanchéité

Les actions correctives dépendent de la gravité de la perte de friction, du type de revêtement et des besoins opérationnels. Les pistes peuvent être fermées si la friction est inférieure aux normes minimales jusqu’à leur restauration et leur recontrôle.

Piste contaminée

Une piste est considérée comme contaminée lorsqu’elle a plus de 25 % de sa surface couverte d’eau, de glace, de neige, de sable ou de caoutchouc, ce qui réduit significativement la friction disponible. Cette condition augmente les distances d’atterrissage et de décollage et complique le contrôle directionnel. Les exigences réglementaires incluent l’émission de NOTAMs, la réalisation d’essais de friction non programmés et le retrait des contaminants.

Piste sèche, mouillée et très glissante

• Piste sèche : Pas d’humidité ou de dépôts visibles ; friction maximale.
• Piste mouillée : Fine pellicule d’eau (jusqu’à 3 mm) ; friction réduite mais opérationnelle si supérieure aux seuils de maintenance.
• Piste très glissante : Friction inférieure aux niveaux de sécurité en raison de l’usure de surface, de caoutchouc ou de polissage ; nécessite une action corrective immédiate.

L’état de la piste influence les procédures opérationnelles, les distances d’atterrissage et la planification de la maintenance.

Dynamic Friction Tester (DFT)

Le DFT mesure les propriétés de friction dynamique en faisant tourner un disque équipé de tampons en caoutchouc contre le revêtement à des vitesses et taux de glissement définis. Il produit des courbes friction-vitesse, permettant d’identifier les surfaces sujettes à l’aquaplanage ou à une usure excessive. Le DFT est utilisé en complément d’autres méthodes de mesure de texture pour une évaluation complète de la sécurité.

FAA AC 150/5320-12D

Cette circulaire consultative de la FAA définit les normes de mesure et de maintien de la résistance au dérapage des revêtements aéroportuaires. Elle précise les équipements et méthodes approuvés, l’étalonnage, les fréquences de relevé, les niveaux de friction minimums et les procédures correctives. Le respect de cette circulaire est obligatoire pour les aéroports soumis à la partie 139 et fortement recommandé pour les aéroports commerciaux.

Coefficient de friction (valeur Mu)

La valeur Mu quantifie le rapport entre la force de traction horizontale et la charge verticale du pneu. C’est le principal indicateur de la résistance au dérapage des pistes. Les autorités réglementaires définissent des valeurs Mu de conception, de maintenance et minimales pour orienter les décisions de maintenance et d’exploitation. Des valeurs inférieures à 0,5 indiquent généralement des conditions dangereuses.

Équipements de mesure de friction

Les équipements de mesure de friction incluent les CFME, Mu-Meter, GripTester, Runway Friction Tester, Skiddometer et Surface Friction Tester. Ces appareils doivent répondre aux normes FAA, OACI et ASTM et être régulièrement étalonnés.

Fréquence des relevés de friction

La fréquence des relevés dépend du nombre d’atterrissages quotidiens de turboréacteurs, selon les recommandations FAA et OACI :

Des relevés non programmés sont requis après des incidents ou des conditions météorologiques défavorables.

GripTester

Le GripTester est un dispositif CFME mesurant la friction à l’aide d’un pneu d’essai lisse à des vitesses définies et dispose d’un système d’eau pour les essais sur piste mouillée. Largement accepté par les autorités aéronautiques, il est reconnu pour sa fiabilité et sa facilité d’utilisation.

Aquaplanage

L’aquaplanage survient lorsque l’eau sépare les pneus de l’avion du revêtement, entraînant une perte de freinage et de contrôle. Il est influencé par la profondeur de l’eau, la vitesse, la pression des pneus et la texture du revêtement. Les essais de friction sur piste mouillée permettent d’identifier et d’atténuer les risques d’aquaplanage.

Contexte opérationnel et réglementaire

Les essais de friction sont une exigence réglementaire de l’Annexe 14 de l’OACI, de la FAA AC 150/5320-12D et des normes ASTM. Ils constituent la base de la gestion de la sécurité des pistes, de la planification de la maintenance et de la prise de décision opérationnelle. Les données issues des essais de friction orientent les actions correctives, alimentent les NOTAMs et assurent la conformité aux normes internationales de sécurité aéronautique.

Les exploitants aéroportuaires doivent tenir un programme de gestion de la friction comprenant des essais réguliers, l’étalonnage des équipements, la formation du personnel, la documentation et une réaction rapide en cas de perte de friction. Cette approche globale est essentielle pour garantir la sécurité des opérations aériennes et minimiser les incidents sur piste.

Résumé

Les essais de friction des revêtements aéroportuaires constituent un volet complexe mais essentiel de la maintenance et de la gestion de la sécurité aéroportuaire. En mesurant, surveillant et maintenant systématiquement la friction des pistes, les aéroports assurent des atterrissages et décollages sûrs, la conformité réglementaire et la prévention des incidents tels que le dérapage ou l’aquaplanage. Les progrès constants des normes, des équipements et des procédures améliorent sans cesse l’efficacité et la fiabilité des essais de friction à l’échelle mondiale.