Cisaillement de vent pendant la course au décollage et les limites de la V1

Le 9 février 2020, en pleine tempête Ciara, un Boeing 737-800 a interrompu son décollage à l’aéroport d’East Midlands cinq à six secondes après la V1, à environ 149 kt, et s’est arrêté avec environ 600 m de piste devant lui (AAIB). Sept ans plus tôt, à Perth, un autre 737-800 a vu sa vitesse se figer à 134 kt, 3 kt sous la V1, pendant qu’un vent de face de 8 kt se transformait en vent arrière d’environ 20 kt. Il a franchi le bout de piste à environ 10 ft (ATSB).

Les deux équipages ont rencontré le même problème. Le bandeau de vitesse disait la vérité sur la portance, mais il avait cessé de leur dire quelle énergie ils auraient à dissiper pour s’arrêter. Voici comment se construit la V1, ce que disent les constructeurs, la FAA et l’OACI sur le cisaillement avant la V1, ce qu’ont trouvé les deux enquêtes, et une proposition récente pour transformer la V1 en seuil de vitesse sol. Cette proposition est une prépublication du fondateur de LogAloft.

Comment la V1 est certifiée

Selon le 14 CFR 25.107, la V1 est une vitesse conventionnelle choisie par le constructeur. Elle ne peut pas être inférieure à la vitesse de panne moteur (VEF) augmentée de la vitesse gagnée entre la panne et la première action du pilote pour s’arrêter. Le Takeoff Safety Training Aid note que les certifications de jets retiennent depuis la fin des années 1960 un temps de reconnaissance de la panne moteur d’au moins une seconde.

Le 14 CFR 25.109 définit ensuite la distance d’accélération-arrêt : accélérer jusqu’à la VEF, continuer jusqu’à la V1, s’arrêter, et ajouter une distance égale à deux secondes à la V1. Sur piste sèche, les reverses ne sont pas créditées.

Cette marge de deux secondes est souvent comprise comme deux secondes pour décider. Ce n’en est pas. Quand la FAA a adopté la rédaction actuelle en 1998, elle a présenté cette marge comme couvrant la variabilité du temps que mettent les pilotes de ligne à effectuer les actions d’arrêt et l’effet de surprise absent des essais en vol. Le même avis au Federal Register précise que la V1 est la vitesse à laquelle le pilote a déjà décidé d’interrompre et a commencé à agir.

Chacun de ces chiffres repose sur le vent utilisé dans le calcul de performances. Le training aid l’explique : à toute vitesse indiquée, une composante de vent arrière de 10 kt ajoute 10 kt de vitesse sol, et la distance nécessaire pour s’arrêter depuis la V1 augmente. La V1 se lit sur le bandeau de vitesse. La piste qu’elle protège se parcourt en vitesse sol.

Ce qu’enseigne l’historique des décollages interrompus

Le Takeoff Safety Training Aid, réalisé pour la FAA par une équipe du secteur conduite par Boeing et publié en 1993, rassemblait ce que l’ère du jet avait appris sur les décollages interrompus (RTO). Ses chiffres, tirés de la flotte de jets de construction occidentale jusqu’en 1990 :

• Environ un décollage sur 3 000 se terminait par un RTO.
• Plus de 75 % des RTO commençaient à 80 kt ou moins. Environ 2 % commençaient au-dessus de 120 kt, et ces événements à grande vitesse produisaient la plupart des sorties de piste.
• Sur 74 accidents et incidents graves de sortie de piste après RTO, 58 % avaient été déclenchés au-dessus de la V1.
• Dans environ 55 % de ces événements, l’avion aurait pu poursuivre le décollage. Environ 80 % ont été jugés potentiellement évitables.
• Près de la V1 à masse élevée, un avion parcourt 200 à 300 ft par seconde et gagne 3 à 6 kt par seconde. Une ou deux secondes de retard coûtent plusieurs centaines de pieds.

Une étude du NLR de 2010, signée Gerard van Es, a examiné ce qui avait changé après le training aid. Le taux d’accidents et d’incidents graves liés aux RTO à grande vitesse a baissé de 25 %, sans que l’auteur trouve de preuve claire que le training aid en soit la cause. Avec le recul, 44 % des RTO à grande vitesse n’auraient pas dû être effectués, contre 51 % auparavant. La leçon centrale du training aid tient toujours : prendre la décision de continuer ou d’interrompre avant la V1 et, après la V1, continuer.

Le cisaillement rompt le lien entre vitesse et énergie d’arrêt

Le Pilot Windshear Guide (AC 00-54) de la FAA, qui fait partie du Windshear Training Aid de 1988, et le Manuel sur le cisaillement du vent dans les basses couches (Doc 9817) de l’OACI, publié pour la première fois en 2005, contiennent un texte presque identique. Le reconnaître est difficile pendant la course au décollage, car la vitesse change vite ; des fluctuations inhabituelles ou une montée en vitesse lente ou irrégulière peuvent en être le premier signe. Les deux préviennent que les critères de continuer ou d’interrompre fondés sur la V1 peuvent ne pas être valables en cisaillement, car la vitesse sol peut être bien supérieure à la vitesse indiquée : un décollage interrompu risque alors de ne pas s’arrêter sur la piste. L’OACI le résume ainsi : « la capacité à s’arrêter dépend essentiellement de la vitesse sol ».

Leur procédure est courte. Sous la V1 indiquée, interrompre si les variations de vitesse sont inacceptables et si le pilote juge qu’il reste assez de piste pour s’arrêter. Après la V1, continuer. Si la VR risque de ne pas être atteinte, effectuer la rotation au plus tard à 2 000 ft de l’extrémité de la surface utilisable.

La position de Boeing figure dans le bulletin de l’AAIB. Le QRH du 737-800 prévient les équipages que, s’ils rencontrent un cisaillement avant la V1, il peut ne pas rester assez de piste pour s’arrêter si un RTO est déclenché à la V1. Interrogé par les enquêteurs, Boeing a expliqué que le cisaillement peut porter la vitesse sol au-dessus de la vitesse indiquée, si bien que les données d’arrêt peuvent ne plus être valables et qu’une sortie de piste peut survenir même si la vitesse affiche V1 ou moins au début de l’interruption. Boeing a ajouté que les données d’événements montrent de meilleurs résultats quand le décollage est poursuivi que lorsqu’il est interrompu tard ou sans distance d’arrêt suffisante, et que la décision revient au commandant de bord.

Airbus dit à peu près la même chose dans Safety First #19 (janvier 2015) : en cisaillement, la V1 peut arriver plus tard ou plus tôt que prévu, et le pilote peut devoir juger seul s’il reste assez de piste. Airbus et la note de synthèse ALAR 5.4 de la Flight Safety Foundation citent parmi les indices des variations de vitesse de plus de 15 kt et des variations de vitesse sol. Aucun de ces documents ne chiffre la vitesse sol à partir de laquelle on en a trop.

La physique explique pourquoi c’est important. L’énergie d’arrêt croît avec le carré de la vitesse sol : 10 % de vitesse sol en plus, c’est environ 21 % de distance d’arrêt en plus, comme le calcule la prépublication présentée plus bas. Quand un vent de face faiblit pendant la course, la vitesse indiquée peut stagner pendant que la vitesse sol continue d’augmenter au rythme normal.

L’automatisme ne le signalera pas. Sur le 737-800 d’East Midlands, indique l’AAIB, les alarmes prédictives de cisaillement étaient inhibées de 100 kt jusqu’à 50 ft, les avertissements de 80 kt jusqu’à 400 ft, et le système réactif ne s’armait qu’à la rotation. L’ATSB décrit la même inhibition et le même armement à la rotation sur l’avion de Perth. La prépublication cite le FCOM de l’A320 pour une inhibition similaire au-dessus de 100 kt jusqu’à 50 ft de hauteur radio. Vérifiez sur votre type. Entre environ 100 kt et la V1, le détecteur de cisaillement, c’est l’équipage.

East Midlands, 9 février 2020

L’enquête de l’AAIB, publiée le 10 décembre 2020, décrit un Boeing 737-86N, G-DRTN, au départ de la piste 27 en pleine tempête Ciara. Le METAR de 1050 UTC donnait 210° pour 40 kt avec rafales à 56, 13 °C, QNH 981. La piste était mouillée, et la limite de vent traversier de l’exploitant était de 25 kt. L’équipage a utilisé la solution de performances cisaillement de l’exploitant : V1 134 kt, VR 149 kt, V2 156 kt, avec une VRMAX de 158 kt. Le copilote était aux commandes.

Les données de l’enregistreur à accès rapide ont montré la vitesse tomber de 131 kt à 118 kt avant la V1, puis remonter. Juste après l’annonce automatique de la V1, elle est tombée de 142 kt à 129 kt en environ 1,5 seconde et l’avion a embardé à droite. La pression des deux freins est montée à 3 000 psi cinq à six secondes après la V1, à environ 149 kt. Le commandant a déclaré aux enquêteurs que sa perception instantanée était que la vitesse baissait et qu’ils étaient sous la V1, et il a donc ordonné l’interruption. Il craignait aussi que l’avion ne sorte de la piste. L’avion s’est arrêté sur l’axe avec environ 600 m devant lui. La roue et le frein n° 4 ont subi des dommages thermiques.

L’AAIB a noté qu’aucune alerte prédictive ou réactive n’était attendue à ce stade. Elle a relevé que l’équipage n’avait pas lui-même annoncé la V1, bien que l’annonce automatique ait retenti, et que la SOP est de continuer une fois la V1 atteinte. Elle a aussi écrit que le cisaillement modifie de façon imprévisible la relation entre la vitesse indiquée et la distance parcourue sur la piste.

Perth, 4 décembre 2012

Le rapport de l’ATSB, publié le 17 mai 2013, concerne un Boeing 737-838 de Qantas, VH-VZL, au départ de la piste 06 de Perth pour Canberra. L’ATIS donnait 060° pour 8 kt, vent de face direct, 37 °C et CAVOK. Des cumulonimbus se trouvaient à 20-30 NM au nord. Le calcul EFB supposait un vent nul : 66,1 t, poussée 24K, volets 5, V1 137 kt, VR 139 kt, V2 144 kt. Les deux pilotes ont vérifié des manches à air indiquant un vent de face. Il n’y avait pas de manche à air près du seuil de la piste 06.

En fin de course, la vitesse a stagné à 134 kt pendant 3 à 4 secondes, juste sous la V1. Le commandant a vu le vecteur vent du ND indiquer un vent arrière d’environ 20 à 25 kt, a déconnecté l’automanette et a poussé les manettes en butée. Le copilote a effectué la manœuvre d’échappement au cisaillement après le décollage. Les données enregistrées placent l’avion au-dessus du bout de piste à environ 10 ft. Aucune alarme de cisaillement ne s’est déclenchée. Après le départ, l’ATC a transmis un vent au seuil de 060° pour 10 kt et un vent au milieu de la piste de 280° pour 15 kt.

L’ATSB a commenté que les performances supposaient un vent nul, si bien que l’avion est resté en deçà des performances prévues dès qu’il a rencontré un vent arrière de 20 kt. Son message de sécurité : les changements de vent au décollage peuvent être difficiles à prévoir, peuvent survenir sans orage et peuvent différer entre les deux extrémités d’une piste.

Un seuil en vitesse sol : la proposition GSV1

En mars 2026, Carlos Bousono a mis en ligne une prépublication, « Translating V1 to Groundspeed: A Decision Framework for Takeoff Wind Shear ». Transparence : l’auteur a fondé LogAloft. L’article est une prépublication soumise à une revue, pas encore relue par les pairs. Ce n’est une procédure approuvée par aucun constructeur, exploitant ni autorité, et les équipages doivent suivre les procédures de leur constructeur et de leur exploitant.

L’idée : la V1 marque un état d’énergie certifié avec le vent retenu dans le calcul de performances. Si cet état est exprimé en vitesse sol, l’équipage dispose d’une référence qu’une vitesse indiquée figée ne peut pas masquer. L’article l’appelle GSV1 :

GSV1 ≈ V1 (CAS) ÷ √σ + W

Ici, σ est le rapport de densité sur le terrain, et W la composante de vent sur la piste utilisée pour le calcul de performances, positive pour un vent arrière et négative pour un vent de face. Le premier terme est simplement la vitesse vraie à la V1. L’article néglige un terme de compressibilité d’environ 1 kt aux vitesses de décollage.

Pour le briefing, il propose un raccourci volontairement bas : environ 0,9 × V1 plus le même terme de vent, ou 0,8 × V1 en air très dense (plus froid que −25 °C ou QNH supérieur à 30,50 inHg, environ 1033 hPa). Sur un échantillon d’environ 16 000 comptes rendus de cisaillement et de saute de vent dans 60 aéroports, aucun ne se situait dans un air assez dense pour rendre le facteur 0,9 trop élevé. Le prix à payer est un seuil de 5 à 25 kt sous la valeur exacte au niveau de la mer, que l’article qualifie lui-même de bande d’interruptions manquées.

La phrase de briefing proposée est : « Seuil vitesse sol cisaillement ___ kt. » Si la vitesse stagne avec des paramètres moteurs normaux et une vitesse sol valide, le PM annonce la vitesse sol. Au seuil ou en dessous, ou si l’avion ne peut pas voler, le commandant annonce l’interruption. Au-dessus du seuil et en mesure de voler, on poursuit avec la procédure d’échappement au cisaillement.

Exemple chiffré (Perth). À 37 °C, 67 ft et pression standard, σ vaut environ 0,93, donc √σ environ 0,96. Une V1 de 137 kt devient 137 ÷ 0,96 ≈ 142 kt de vitesse vraie. L’article applique le vent de face de 8 kt de l’ATIS (W = −8) pour un seuil exact proche de 134 kt, et un seuil raccourci de 0,9 × 137 − 8 ≈ 115 kt. L’ATSB indique que les chiffres EFB supposaient un vent nul. En appliquant la règle même de l’article, qui est d’utiliser le vent des performances (nul), notre calcul donne environ 142 kt exacts et 123 kt avec le raccourci.

Le seuil face aux deux événements

L’article applique la méthode aux deux enquêtes, à partir des données publiées dans les rapports, pas des fichiers des enregistreurs de vol.

Pour East Midlands, la reconstitution de l’article place la vitesse sol vers 148 kt au moment de l’interruption, bien au-dessus des deux seuils. Il y voit un argument pour la poursuite, cohérent avec le commentaire ultérieur de Boeing à l’AAIB. L’AAIB elle-même n’a pas fait ce calcul, et elle a retenu la perte de contrôle en direction comme l’une des raisons de l’arrêt décidé par le commandant. Un seuil en vitesse sol ne répond pas à ce problème.

Pour Perth, l’article suggère qu’une interruption restait peut-être dans l’état d’énergie de la V1 au début de la stagnation, et que continuer est devenu le choix cohérent avec l’énergie une fois le seuil franchi en vitesse sol. L’ATSB n’a tiré aucune conclusion sur ce point.

L’article est clair sur ses limites. Il doit être validé par l’analyse de données de vol, des études en simulateur avec au moins 50 équipages et des essais en ligne avant toute adoption. Il suppose une vitesse sol valide, des moteurs normaux et un contrôle en direction suffisant, et ne couvre pas la panne moteur. Les avions dont la vitesse sol vient d’un récepteur GNSS à 1 Hz plutôt que d’un IRS doivent retrancher environ 2 kt. Une calculatrice gratuite applique les deux méthodes et précise qu’elle ne remplace ni l’AFM, ni le FCOM, ni les SOP.

Les autorités avancent sur la surveillance du décollage, mais pas sur cette question. L’avis n° 07/2026 de l’EASA, publié le 22 septembre 2026, propose d’imposer des systèmes de surveillance des performances au décollage sur les gros avions neufs. Ses cibles déclarées sont les données de performances erronées et les erreurs de position. En octobre 2026, aucune des consignes de la FAA, de l’OACI, de Boeing ou d’Airbus examinées ici ne donne aux équipages une limite chiffrée en vitesse sol pour le cisaillement pendant la course.

Ce que cela signifie pour les pilotes

• Briefez le vent derrière vos chiffres. Sachez si les performances supposaient un vent nul, un vent de face annoncé ou un vent de face minimal exigé. À Perth, on avait supposé un vent nul et le vent a basculé en vent arrière de 20 kt. Regardez les manches à air le long de la piste, pas à une seule extrémité ; l’ATSB note qu’elles peuvent se contredire.
• Connaissez votre marge sur la V1. Limité par la longueur de piste, cela veut dire aucune piste en réserve si une interruption démarre tard. Quand un cisaillement est possible, le guide de la FAA, l’OACI et Airbus recommandent la poussée maximale de décollage et la piste la plus adaptée (en général la plus longue), ou de retarder le départ.
• Surveillez la vitesse sol par vent en rafales ou convectif. Airbus et la Flight Safety Foundation citent comme indices les variations de vitesse sol et les variations de vitesse de plus de 15 kt. Le PM peut comparer vitesse sol et vitesse indiquée pendant la course.
• Apprenez à reconnaître la stagnation. La vitesse reste immobile pendant plusieurs secondes avec une poussée normale. La tendance de vitesse s’oriente vers le bas, l’activité de l’automanette peut paraître inhabituelle et le vent du ND peut basculer en vent arrière (l’ATSB note qu’il est imprécis au sol, mais qu’il en donne le signe). À Perth, le bandeau est resté à 134 kt pendant 3 à 4 secondes ; à East Midlands, il a perdu 13 kt en environ 1,5 seconde.
• N’attendez aucune alarme. Sur les 737-800 des deux rapports, les alarmes prédictives étaient inhibées de 100 kt à 50 ft et la détection réactive commençait à la rotation. Connaissez les inhibitions de votre type.
• Décidez avant la V1. La distance de deux secondes du 25.109 n’est pas un temps de décision. Après la V1, les consignes publiées disent de continuer, et d’effectuer la rotation au plus tard à 2 000 ft de l’extrémité si la VR n’est pas atteinte.
• La procédure cisaillement de votre exploitant prime. La GSV1 est une proposition publiée, pas une méthode approuvée. Si elle vous intéresse, soumettez-la à votre service sécurité des vols ou formation. N’ajoutez pas au décollage une règle personnelle de continuer ou d’interrompre.

Sources

1. Translating V1 to Groundspeed: A Decision Framework for Takeoff Wind Shear (prépublication, en cours d’évaluation), Carlos Bousono / Masterpilots, 7 mars 2026 (révision R38, mai 2026)
2. Dispatch Calculation Tool for Groundspeed V1 Gate in Wind Shear Conditions, Masterpilots, consulté le 2 octobre 2026
3. AAIB investigation to Boeing 737-86N, G-DRTN, UK Air Accidents Investigation Branch, 10 décembre 2020
4. AAIB Bulletin 12/2020: Boeing 737-86N, G-DRTN, East Midlands Airport (PDF), UK Air Accidents Investigation Branch, 10 décembre 2020
5. Significant wind change during take-off involving Boeing 737, VH-VZL, Perth Airport, AO-2012-168, Australian Transport Safety Bureau, 17 mai 2013
6. AO-2012-168 Final Report (PDF), Australian Transport Safety Bureau, 17 mai 2013
7. 14 CFR 25.107 Takeoff speeds, eCFR, en vigueur en octobre 2026
8. 14 CFR 25.109 Accelerate-stop distance, eCFR, en vigueur en octobre 2026
9. Improved Standards for Determining Rejected Takeoff and Landing Performance (Amendment 25-92), 63 FR 8298, Federal Register, 18 février 1998
10. Takeoff Safety Training Aid, Section 2: Pilot Guide to Takeoff Safety, FAA et équipe du secteur conduite par Boeing, 1993 (section 2 mise à jour en 2004)
11. Rejecting a Takeoff after V1: Why Does It (Still) Happen? NLR-TP-2010-177, G.W.H. van Es, Netherlands Aerospace Centre (NLR), septembre 2010
12. AC 00-54 Pilot Windshear Guide, Federal Aviation Administration, 25 novembre 1988
13. Doc 9817 Manual on Low-level Wind Shear, First Edition, International Civil Aviation Organization, 2005 (via SKYbrary)
14. Wind shear: an invisible enemy to pilots? Safety First #19, Airbus, janvier 2015 (via SKYbrary)
15. ALAR Briefing Note 5.4: Wind Shear, Flight Safety Foundation, Flight Safety Digest, août–novembre 2000
16. Opinion No 07/2026: Take-off performance parameters and position errors, large aeroplanes, European Union Aviation Safety Agency, 22 septembre 2026