human performance & limitations: human factors in aviation safety facteurs humains en sécurité...

Human Performance & Limitations: Human Factors in Aviation SafetyHuman Performance & Limitations: Human Factors in Aviation Safety

Facteurs Humainsen

Sécurité Aérienne

Major d’Aviation Psy Veerle TIBAX


1.1. Quoi ?Quoi ?2.2. Pourquoi ?Pourquoi ?3.3. Voler = sûr ?Voler = sûr ?4.4. Causes des accidentsCauses des accidents5.5. Approche du FH en SAApproche du FH en SA6.6. ConclusionConclusion

Facteurs Humains en Sécurité AérienneFacteurs Humains en Sécurité Aérienne



Facteurs HumainsFacteurs Humains

en Sécurité Aérienneen Sécurité Aérienne



Quoi ?

Federal Aviation Administration (FAA)Federal Aviation Administration (FAA)Human Factors is a multidisciplinary field devoted to Human Factors is a multidisciplinary field devoted to optimizing human performanceoptimizing human performanceand and reducing human errorreducing human error. It incorporates methods and principles of behavioral and . It incorporates methods and principles of behavioral and social sciences, engineering and physiology. Human Factors is the applied science social sciences, engineering and physiology. Human Factors is the applied science which studies which studies peoplepeople working together in concert with working together in concert with machinemachine. Human Factors . Human Factors embraces variables that influence individual performance and team/crew performance.embraces variables that influence individual performance and team/crew performance.

ICAO, Human Factors Digest Nr 1, 1989ICAO, Human Factors Digest Nr 1, 1989Human Factors is about Human Factors is about peoplepeople; it is about people in their working and living ; it is about people in their working and living environmentsenvironments, and it is about their relationship with , and it is about their relationship with equipmentequipment, , proceduresprocedures, and the , and the environment. Just as important, it is about their relationship with environment. Just as important, it is about their relationship with other peopleother people. It . It involves the over-all performance of human beings within the aviation involves the over-all performance of human beings within the aviation systemsystem. Human . Human Factors seeks to optimize the performance of people by the systematic application of the Factors seeks to optimize the performance of people by the systematic application of the human sciences, often integrated within the framework of system engineering. Its twin human sciences, often integrated within the framework of system engineering. Its twin objectives can be seen as objectives can be seen as safetysafety and and efficiencyefficiency


Les éléments humains qui influencent la sécurité aérienne:Les éléments humains qui influencent la sécurité aérienne:

L’hommeL’homme: body & mind: body & mind Dans son Dans son environnementenvironnement de travailde travail : l’aviation : l’aviation Avec son Avec son équipementéquipement (avion) et (avion) et procéduresprocédures (SOP & (SOP & checklist)checklist) Comme membre d’un Comme membre d’un teamteam: dans le cockpit, dans l’avion, : dans le cockpit, dans l’avion,

dans le réseau de communication, dans la compagnie dans le réseau de communication, dans la compagnie aérienne.aérienne.

Quoi ?



PiloteProcédures

Personnelau sol

Environnement

Avion

Approche systémiqueC = f(P,S)

C = Comportement; P = Personne; S = Situation

Quoi ?



• Prévention : accidents

• ICAO: Convention de Chicago, Appendice 1

Tech

FH

ICAO = International Civil Aviation Organization, executing organ of UN. Convention of Chicago regulates international civil aviation.App 1 regulates professionalism of aviation personnel. Amendment 159 (1989) stipulates the study of Human Factors for professional pilot license

Pourquoi ?


• (JAA) EASA (EU) & FAA (US)

JAA = Joint Aviation Authorities EASA = European Aviation Safety Agency.


Errare humanum est

Taper mauvais numéro de téléphone: 1/20Erreurs pendant tâches faciles: 1/100

Pourquoi ?



Aviation civile

Accident Ratio = nombre d’acc / million de départs

Voler = sûr?

Sécurité aérienneSécurité aérienne


Evolution du RA par an dans l’aviation civile

RA = Ratio d’Accidents (AR = Accident Ratio)Source: Boeing, 1960-2001, accidents parmi les compagnies aéronautiques mondiales les plus représentatives (aviation commercielle)Constatation: RA a diminué depuis 1960; 1 à 2 accidents aéronautiques par million vols depuis les anneés 90


Aviation militaire

Accident Ratio = nombre d’acc / 10.000 d’heures de vol

Aviation civile

Accident Ratio = nombre d’acc / million de départs

Voler = sûr?



1993 – 2002 1993 - 1997 1998 – 2002

0,31 0,34 0,29

0,22 0,26 0,17

0,34 0,37 0,29

0,19 0,18 0,21

0,35 0,33 0,38

0,25 0,26 0,23

0,18 0,22 0,12

0,19 0,18 0,21

Moyennes (5 et 10 ans) des RA des accidents de Cat A en aviation militaire

Conclusion: BE: 0,31 acc / 10.000 hrs/y = 1,2 acc / 40.000 hrs/y = 6 acc / 5y USAF: 0,15 = 3 acc / 5y

Pays

Pays-Bas

Portugal

Espagne

Italie

Royaume-Uni

Norvège

Danemark

Période

Belgique

Source: Air Forces Flight Safety Committee Europe (AFFSCE)Cat A = fatalité humaine et/ou matérielleConstatation: Composante aérienne belge est en arrière en moyennes de 10 ans, mais amélioration dans les dernières moyennes de 5 ans


0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

1993-2002 1993-1997 1998-2002

Acc

Rat

io (

Cat

A)

Italie

Portugal

Belgique

Royaume-Uni

Pays-Bas

Espagne

Norvège

Marge de croissance sur le plan de la SA

= Facteurs Humains ?


Facts & Figures:Facts & Figures:

73 % des accidents causé par Facteurs Humains73 % des accidents causé par Facteurs Humains ICAO, 1959-1983, 93 accidents, analyse causale FH ICAO, 1959-1983, 93 accidents, analyse causale FH ::

33%: pilote33%: pilote =>=> ne respecte pas les SOPne respecte pas les SOP Transport aérien commercial: 10 x plus sûr que transport Transport aérien commercial: 10 x plus sûr que transport

routierroutier Depuis les années 80: réduction signifiante grâce aux Depuis les années 80: réduction signifiante grâce aux améliorations techniques:améliorations techniques:

AutomatisationAutomatisationStandard Operation Procedures (SOP)Standard Operation Procedures (SOP)TrainingTrainingAmélioration technique la plus importante? Amélioration technique la plus importante?

Voler = sûr?


GPWSGPWS


Facts & Figures:Facts & Figures:

2 causes importantes des erreurs induites par pilotes:2 causes importantes des erreurs induites par pilotes:Loss of directional controlLoss of directional controlPoor judgementPoor judgement

Phases du vol sensibles aux accidents:Phases du vol sensibles aux accidents:

Voler = sûr?


DescendreDescendre, , atterriratterrir = 63% = 63% desdes accident accidentssDécoller, monterDécoller, monter = 31% = 31%Vol de croisièreVol de croisière = 06% = 06%


Zones d’accidentsZones d’accidents


JAA / EASA:Aviation in itself is not inherently dangerous but, like the sea, it is inordinately unforgiving of any carelessness, incapacity or neglect.

Voler = sûr?


Relativiser fréquence d’accidents:Perception influencée par les média !


Relative proportionof

accidents caused

Time

Human Causes

Machine Causes

Causes d’accidents


Évolution du nombre relatif d’accidents causés par desfacteurs humains et techniques en fonction du temps


73%

5%

11%

11% Menselijke fouten

Meteo

ATC

Technischedefecten



Une proportion déterminante du FH dans les accidents




Une proportion déterminante du FH dans les accidentsau sein de la composante aérienne belge

Accidentsfatals Tech Erreur Pil Autres

1969-1999 189 61 (32%) 67 (35%) 126 (67%) 29 (15%)

1969-1978 74 25 (34%) 19 (26%) 54 (73%) 13 (18%)1979-1988 91 30 (33%) 39 (43%) 56 (62%) 10 (11%)

1989-1999 24 06 (25%) 09 (38%) 16 (67%) 06 (25%)

Année AccidentsCause


¾ des accidents est causé par “Human Failure”. Cela vaut aussi bien pour les accidents de voitures …


¾ des accidents est causé par “Human Failure”. … que pour les accidents d’avions …




Quel Facteur Humain

?


Cause d'un accident Fréquence (%)

Le pilote s'écarte des procédures standards 33

Cross-check inadéquat du deuxiéme pilote 26

Erreur de design 13

Manque d'inspection et de maintenance 12

Absence d'assistance lors de l'approche 10

Le commandant de bord ignore les inputs de l'équipage 10

Erreur de l'aiguilleur du ciel 9

Réaction inappropriée de l'équipage pendant des conditions anormales 9

Information de météo fautive ou incomplète 8

Hasards sur la piste d'envol 7

Décision inappropriée d'atterir 6

Manque de communication entre l'équipage et l'aiguilleur du ciel 6

ICAO, 1959-1983, 93 accidents aériens graves mondials

Facteurs Humains en Sécurité AérienneFacteurs Humains en Sécurité Aérienne Causes d’accidents (FH)


Cre

w

Facteurs humains

Causes of accidents (HF)

Des

ign

& C

onst

ruct

ion

Mai

nten

ance

Pro

cédu

res

AT

C

Mét

éo

Infr

astr

uctu

re

Org

anis

atio

n



Human 1/100

Airplane 1/ 10,000,000

Error rate :

Misc

Human

Maintenance

Airport/ATC

Weather

Airplane

OtherViolation

High Workload

Poor CRM

Low Skill

Diminished Human Performance

¾

Causes of accidents (HF)



Méthode réactive

• Quoi ? Enquête d’accidents• Qui ? ASD• Comment ? Approche systémique

Pilot error = System error

Blaming an error on the pilot is likeblaming a mechanical failure on the aircraft

Approche de la SA au sein de l’ACApproche de la SA au sein de l’AC Optimalisation de la sécurité aérienne


Approche systémique

SHELL - Modèle de Edwards (1972)

Swiss Cheese - Modèle de Reason (1990)

adapté au milieu aéronautique par Hawkins (1988)



Modèle SHELL de EdwardsModèle SHELL de Edwards

HH

LL

LL

EESS

HardwareHardware

EnvironmentEnvironmentLivewareLiveware

LivewareLiveware

SoftwareSoftware

Environnement interne (cockpit): Environnement interne (cockpit): t°, bruit, vibration,…t°, bruit, vibration,…Environnement externe:Environnement externe:visibilité, terrain,…visibilité, terrain,…

Procédures, Procédures, Checklist,Checklist,Planning, Planning, Policy,Policy,Maps, … Maps, …

Interaction entre individus:Interaction entre individus:pilote, crew, personnel sol, passagers,…pilote, crew, personnel sol, passagers,…

Interaction entre homme et machine:Interaction entre homme et machine:design des displays, position & visibilité,… design des displays, position & visibilité,…

Erreur Erreur ≠ 1 Personne≠ 1 PersonneErreur = interaction SHELLErreur = interaction SHELL Approche systémiqueApproche systémique


Modèle de ReasonModèle de Reason

Failed orAbsent Defenses

UnsafeSupervision

Preconditionsfor

Unsafe Acts

UnsafeActs

OrganizationalFactors

Active conditions

Latent conditions

Latent conditions

Latent conditions


Classification HFACSClassification HFACS

S k ill-B a sedE rro rs

R u le -B a sedM is ta kes

K n o w le dg e -B a sedM is ta kes

P ro b le m -S o lv ingE rro rs

D e c is ionE rro rs

P e rcep tu a lE rro rs

E rro rs

R o utineV io la tio ns

E xce p tion a lV io la tio ns

V io la tio ns

UNSAFE ACTS

A d ve rseM e n ta lS ta tes

A d ve rseP h ys io lo g ica l

S ta tes

P h ys ica l/M e n ta l

L im ita tio ns

S u bs ta n da rdC o n d itio ns o f

O p e ra to rs

C re w R e so u rceM ism a n ag e m e nt

P e rso n a lR e a d in e ss

S u bs ta n da rdP ra c tice s o fO p e ra to rs

PRECONDITIONS FOR UNSAFE ACTS

InadequateSupervision

PlannedInappropria te

O pera tions

Failed toC orrect

Problem

SupervisoryV iola tions

U N S A F E S UP E R V IS IO N

R esou rceM an ag em ent

O rg an iza tion alC lim a te

O rg an iza tion alP ro cess

O R G A N IZ A T IO N A L IN F L U E N C E S

HFACS = Human Factors Analysis and Classification System

Mgt décide d’épargner sur TrgMgt décide d’épargner sur Trg

Supervision charge pilotes moins Supervision charge pilotes moins expérimentés avec tâches complexesexpérimentés avec tâches complexes

CRM inadéquate CRM inadéquate

Human errorHuman error


OrganizationalInfluences

Défenses

UnsafeSupervision

Preconditionsfor Unsafe Acts

UnsafeActs

Approche réactive

Approche proactive



Méthode proactive

Méthode réactive


• Quoi ? Enquête d’incidents • Qui ? Pers SA de l’unité• Comment ? Rapporter



Rapporter

(élève) pilote

SASO

WASO

FSRMS / ASMS

ASD

FSRMS = Flight Safety Reporting Management SystemASMS = Aviation Safety Management System


S A S O

P O C R M S

TA S O S A TC O

W A S O


Méthode proactive

Méthode réactive


• Quoi ? Enquête d’incidents • Qui ? Pers SA de l’unité• Comment ? Rapporter • Pourquoi ?



Rapporter

accident

incident

événement pas rapporté

Nombre d’événements

Information relative

Pyramide de Heinrich



Prévention



WorkingWorkingDefencesDefences

UnsafeSupervision

Preconditionsfor

Unsafe Acts

UnsafeActs

OrganizationalFactors

Active conditions

Latent conditions

Mesures préventives Mesures préventives

Boucher les trous du modèle de fromage suisse!


Actesdangereux

• Concept “Safety health”Concept “Safety health”• Fmn FH Fmn FH • Promotion SAPromotion SA• Optimalisation procéduresOptimalisation procédures• Directives de designDirectives de design

Supervision• Conseil FHConseil FH• Scoring List Stress Scoring List Stress

Conditionsdes actesdangereux

• CRMCRM• ORMORM• Mgt FatigueMgt Fatigue• Mgt StressMgt Stress• Actions PsySoc (CISD)Actions PsySoc (CISD)

• Technique d’incident Technique d’incident critique critique

méchanismesde

défense

Organisation

Mesures préventives FH Mesures préventives FH


CRMCRM

Exigence JAA: tous les pilotes et l’équipage doiventsuivre CRM training:

InitialRecurrent (4-year cycle)Combined training for flight deck &

cabin crew

1940: 1940: Combat Combat Resource Management Resource Management 11970: 970: Cockpit Cockpit Resource ManagementResource Management1990: 1990: Crew Crew Resource ManagementResource Management


fait la différence entre:fait la différence entre:

KLM 4805 - PanAm 1736 KLM 4805 - PanAm 1736

versusversus

United 232United 232

CRMCRM


KLM 4805 - PanAm 1736 (Tenerife, 1977)KLM 4805 - PanAm 1736 (Tenerife, 1977)

Diversion => environnement inattendu, aéroport trop petit Diversion => environnement inattendu, aéroport trop petit => => PanAm crew PanAm crew « lost in taxi»« lost in taxi»

KLM capitaine: pilote expérimenté, MAIS: instructeur depuis KLM capitaine: pilote expérimenté, MAIS: instructeur depuis 10 ans, 10 ans, surtout sur vols simulés. surtout sur vols simulés.

Temps => brouillard épaisTemps => brouillard épais

Stress & Fatigue => 8 hrs duty pour KLM crewStress & Fatigue => 8 hrs duty pour KLM crew

Communication: malentendu (« cleared for T/O » versus Communication: malentendu (« cleared for T/O » versus « stand « stand by for T/O »)by for T/O »)

F/O & F/E expriment souci, mais capitaine néglige leur inputF/O & F/E expriment souci, mais capitaine néglige leur input


RésultatRésultat

Total crew: 30 Total PAX: 614

Total casualties: 583


United 232 (Sioux City, 1989)United 232 (Sioux City, 1989)

C-10 crash: essayait emergency landing - mais perte totale du système C-10 crash: essayait emergency landing - mais perte totale du système hydraulique hydraulique

Total crew: 11 Total crew: 11 Total PAX: 285 Total PAX: 285 Casualties: 111Casualties: 111

Conclusion NTSB:Conclusion NTSB: Optimal crew performance: pilot, co-p, FE and a DC-10 instructor Optimal crew performance: pilot, co-p, FE and a DC-10 instructor travelling as a passenger managed to work together and to devise a crudetravelling as a passenger managed to work together and to devise a crude but workable method to partially control the control-less aircraft. Because but workable method to partially control the control-less aircraft. Because ofof their performance, 185 people survived an otherwise unsurvivable their performance, 185 people survived an otherwise unsurvivable situation. situation.


Conclusion

Human Factors in Aviation SafetyHuman Factors in Aviation Safety

Pas uniquement des pilotes inexpérimentés ne commettentdes erreurs humaines.

Beaucoup d’incidents et d’accidents ont été commis pardes pilotes professionnels et expérimentés !

Chacun qui est fatigué, qui souffre de stress, qui ne sesent pas bien ou qui simplement est inattentif, peut faire des erreurs !


Don’t let it be you!Don’t let it be you!

human performance & limitations: human factors in aviation safety facteurs humains en sécurité...

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