Les autorités américaines privilégient la piste de la «fatigue du métal» des pales du moteur pour expliquer l'incident survenu samedi sur un vol United Airlines aux États-Unis, qui a conduit à l'immobilisation d'une partie de la flotte mondiale de Boeing 777.

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À mesure de l'utilisation répétée d'un matériau, ce phénomène physique peut entraîner sa déformation puis sa rupture.

Les incidents sur des avions ou des trains provoqués par la «fatigue du métal» peuvent s'expliquer par un «défaut de fabrication», un «problème de maintenance», mais également «une part de malchance», détaillent des experts à l'AFP.

À l'image d'un petit trombone qu'on parvient plus facilement à casser en le tordant de manière cyclique et répétée plutôt qu'en tirant «très fort dessus», les matériaux métalliques présents dans les moteurs des avions «fatiguent» et peuvent casser selon ce même principe, explique François Hild, directeur de recherche en mécanique des matériaux au CNRS.

Sur un avion, les pales de soufflante, utilisées pour accélérer l'entrée de l'air dans le réacteur -et dont plusieurs se sont fracturées, entraînant l'incendie d'un moteur du Boeing 777-220- subissent des cycles de mouvements similaires: «Quand le moteur fonctionne, ça tire dessus, quand il s'arrête ça se relâche», résume Pascal Roche, professeur de propulsion à l'École nationale de l'aviation civile à Toulouse (ENAC).

«En répétant le phénomène des dizaines, des centaines, voire des milliers de fois, vous allez pouvoir casser le matériau», ajoute M. Hild.

Après un autre incident début 2018 impliquant ce modèle de moteur Pratt & Withney équipant les Boeing 777, le régulateur américain chargé de l'aviation, la FAA, a indiqué avoir réclamé à l'époque «des inspections initiales puis répétées sur les pales en service tous les 6500 cycles».

Un éventuel «problème de maintenance» avec des pièces que l'on n’aurait «pas changées suffisamment tôt» fait partie des hypothèses à envisager, explique Pascal Roche.

Défaut de fabrication

Un tel défaut de maintenance avait été mis en cause dans l'enquête sur la pire catastrophe ferroviaire d'après-guerre en Allemagne, où en juin 1998, l'accident d'un train à grande vitesse avait fait 101 morts à Eschede dans le nord du pays. Selon cette enquête, la compagnie des chemins de fer allemands avait tardé à changer une roue usée, dont la rupture due à la fatigue du métal a entraîné le déraillement d'un wagon.

Mais la «fatigue du métal» sur des pales en titane pourrait aussi provenir d'un «défaut de fabrication», suggère François Hild.

«Le titane est un matériau qui résiste bien à la fatigue», mais «un défaut de fabrication, des impuretés ou une bulle d'air, rend les choses plus sensibles à ce phénomène», explique-t-il.

Une mésaventure similaire avait frappé en 2017 un Airbus A380, qui avait perdu une importante partie d'un des quatre réacteurs au-dessus du Groenland.

Le Bureau d'enquêtes et d'analyses français (BEA) avait finalement établi que l'explosion du moteur avait été provoquée par une microfissure engendrée par la fatigue prématurée d'un alliage en titane. Apparue sous la surface de la pièce, la microfissure avait finalement conduit à la rupture de la pièce après 3500 cycles de vols (décollage et atterrissage).

Le problème était dû à un défaut de fabrication lors de la forge de la pièce: les particules de métal s'étaient agencées de telle manière qu'elles avaient formé à une échelle microscopique une «macrozone» dix fois plus grande et intense que ce à quoi les industriels sont habituellement confrontés.

«Cet alliage est utilisé depuis les années 1970, il y a une part de malchance» avait alors expliqué un expert.