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Self Induced Fault of a Hydraulic

Servo Valve A Possible Cause for
Hidden Malfunction of Aircraft s

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SPRINGER BRIEFS IN
APPLIED SCIENCES AND TECHNOLOGY

Taehun Seung

Self-Induced Fault
of a Hydraulic
Servo Valve
A Possible Cause for
Hidden Malfunction
of Aircraft’s Systems
SpringerBriefs in Applied Sciences
and Technology
SpringerBriefs present concise summaries of cutting-edge research and practical
applications across a wide spectrum of fields. Featuring compact volumes of 50–
125 pages, the series covers a range of content from professional to academic.
Typical publications can be:
• A timely report of state-of-the art methods
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techniques
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independent contributions
SpringerBriefs are characterized by fast, global electronic dissemination,
standard publishing contracts, standardized manuscript preparation and formatting
guidelines, and expedited production schedules.
On the one hand, SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology are
devoted to the publication of fundamentals and applications within the different
classical engineering disciplines as well as in interdisciplinary fields that recently
emerged between these areas. On the other hand, as the boundary separating
fundamental research and applied technology is more and more dissolving, this
series is particularly open to trans-disciplinary topics between fundamental science
and engineering.
Indexed by EI-Compendex, SCOPUS and Springerlink.

More information about this series at http://www.springer.com/series/8884

Taehun Seung

Self-Induced Fault
of a Hydraulic Servo Valve
A Possible Cause for Hidden Malfunction
of Aircraft’s Systems

123
Taehun Seung
Ockenfels, Germany

ISSN 2191-530X ISSN 2191-5318 (electronic)

SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology
ISBN 978-3-030-03522-8 ISBN 978-3-030-03523-5 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-03523-5

Library of Congress Control Number: 2018962137

© The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG 2019

This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part
of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations,
recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission
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book are believed to be true and accurate at the date of publication. Neither the publisher nor the
authors or the editors give a warranty, express or implied, with respect to the material contained herein or
for any errors or omissions that may have been made. The publisher remains neutral with regard to
jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

This Springer imprint is published by the registered company Springer Nature Switzerland AG
The registered company address is: Gewerbestrasse 11, 6330 Cham, Switzerland
Acknowledgements

The author would like to thank his colleagues at his former employer Mr. Thomas
Fricker for the valuable contribution whilst troubleshooting and Mr. Klaus Baldauf
and Mr. Rudolf Scheiblich for their indefatigable supports whilst laboratory
investigation.
The same is valid for his colleagues at the partner companies in USA and Brazil.
The professional advice and proof-reading of Ms. Jane Lawson in writing this
publication are also gratefully acknowledged.

v
Contents

1 Occurrence and Suspicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1

1.1 Occasion for Investigation, Brief Description
of the Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation for a Pressure-
Controlling Servo Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2
1.2.1 Design Shape/Working Principle of the Hydraulic
Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2
1.2.2 Characteristic Diagram—Static and Dynamic Demanding
and the Signal Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3
1.2.3 Significant Influence Factors and Fault Sources of a Servo
Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6
1.2.3.1 Particle Contamination of the Fluid
(—A Widespread Superstition) . . . . . . . . . . . . .. 6
1.2.3.2 Robustness of the Torque Motor (First Stage) . .. 7
1.2.4 Fault Potentials and Parameters in the Spool and Sleeve
Assembly (Second Stage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7
1.2.4.1 Dormant Fault Potentials Hidden in Design
Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7
1.2.4.2 Significant Parametric Circumstances Whilst
Operating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13
1.2.5 Fault Potentials/Possible Circumstances in a Solenoid
Valve (First Stage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15
1.3 Existence of a Self-induced Fault of a Two-Stage Servo
Valve—Hypothesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17
2 Survey and Supposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1 Experimental Investigation—Test Execution and Results . . . . . . . . 19
2.1.1 Test Set-Up and Test Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1.2 Measurement Data Analysis and Interpretations . . . . . . . . . 21
2.1.2.1 Abnormality in the Pressure Response
and Interrelations . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... 21

vii
viii Contents

2.1.2.2 Stability of the Pressure Signal Answer and

Mobility of the Spool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21
2.1.2.3 Switching-Off Dynamic of the Spool . . . . . . . . .. 24
2.1.2.4 Feedback Intensity in the Water Hammer
Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31
2.1.2.5 Fluid Dumping Behaviour at the Control
Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32
2.1.2.6 Hegemony Loss of the First Stage, Completion
of the Self-induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38
2.1.2.7 Development of a New Drainage and the Loss
of Command Ability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39
2.2 Reconstruction of the Entire Fault Working Mechanism—Interim
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40
3 Supplements and Inference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41
3.1 Additional Reflections/Supplementation of Contemplation . . . . . .. 41
3.1.1 Basic Working Mechanism of a Spool and Sleeve
Assembly/Homologous Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41
3.1.1.1 Mobility of a Spool/Equilibrium at a Working
Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41
3.1.1.2 Confinement of the Spool’s Freedom
Grade/Guided Sliding of the Spool . . . . . . . . . .. 42
3.1.1.3 Equilibrium and Meta-Equilibrium
in the Second Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43
3.1.2 Origin of the Fault/Interlock Mechanism . . . . . . . . . . . . .. 48
3.1.2.1 Order of the Fault Induction/Origin
of the Fault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48
3.1.2.2 Self-stabilization of the Flapper/Interlock of the
Entire Servo Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 49
3.1.2.3 Danger of the Flow Separation on the Flapper
Body and the Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 49
3.1.3 Initializing, Propagation and Escalation of the
Blemish/Reason for Blemish . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52
3.1.3.1 Degradation/Collapsing of the Lubrication
Film—‘Dry Friction’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52
3.1.3.2 Holistic Consideration Incl. The Reaction of the
Control Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.4 Arbitrariness of the Fault—Russian Roulette Effect . . . . . . 54
3.2 Conclusion and Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.2 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Epilog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Abbreviations

AC Circular surface area—control side in the second stage

AS Circular surface area—coil spring side in the second stage
A/C Aircraft
B Brake port (hydraulic line)
BCV Brake control valve
C Control port (hydraulic line)
COMD Commanded
GRB Gear retract braking
FH Hydraulic force
FF1 Friction force whilst pressurizing
FF2 Friction force whilst releasing
FR Resulting radial force on spool a/o flapper
FS Coil spring force
h1 Gap height at a coaxial aligned spool relative to the sleeve
h2 Gap height at a coaxial misalignment of the spool relative to the sleeve
ICAS International Council of the Aeronautical Sciences
Lohm Liquid Ohm
P Pressure port (hydraulic line)
PPT Pressure pulse test
PR Pressure
PC Pressure on circular surface area—control side in the second stage
PS Pressure on circular surface area—coil spring side in the second stage
PT Pressure transducer
PR > C Pressure more than commanded
R Return port (hydraulic line)
Re Reynolds number
S1 Opening surface area at a coaxially aligned spool and sleeve assembly
S2 Opening surface area at a misaligned spool and sleeve assembly
WT Wheel speed transducer

ix
Introduction

An intermittent uncontrollability of hydraulic servo valves equipped with spool and

sleeve is called ‘hydraulic locking’ in technical terminology. This malfunction
differs from the mechanical blockage of the spool caused by single or multiple
foreign materials or mechanical deformation of a member.
Scientists and engineers have concluded that the spool tends to stick due to
increased friction whilst operating [2, 14]. It seems that this type of malfunction
occurs more often than that caused by debris. In many fault cases, no debris has
been found despite premature supposition.
Meanwhile, thanks to the systematic analysis of research studies made over the
last couple of decades, the physical characteristics of such sticking are understood
[2, 14]. The investigations, however, have been mostly focused on the spool and
sleeve assembly, although this is only a part of a servo valve. In contrast to the
so-called direct drive, the spool of such conventional two-stage servo valve ‘swims’
freely inside the sleeve. Its movement will be controlled by a control device and
return spring. Should the secondary stage be considered alone, the traditional term
of ‘hydraulic locking’ is a bit of a misnomer and overstates the situation, as the
spool in the secondary stage sticks only temporarily. Whenever such disturbances
occur, adequate control logic can adjust the spool position providing the primary
stage is still responding. This will cause a lag in the final signal answer. In the case
of a closed loop control system, however, such deviations attract no attention unless
a predefined threshold value and/or time limit has been exceeded.
In contrast, a real unrecoverable ‘hydraulic lock’ occurs in a two-stage servo
valve when the closed loop control system is no longer able to manage the second
stage by means of the primary stage. This does not necessarily mean that the
secondary stage is blocked by debris or fluid lock. It is rather a result of an
interaction when both stages mutually influence each other and eventually freeze.

xi
xii Introduction

Due to this, the closed loop control is no longer able to manage the system. This
interaction is more complex than ‘sticking’ of a spool and sleeve assembly.
This report1 details the investigation and result made recently in the field of
aircraft engineering and introduces the entire working mechanism of a self-induced
fault of a servo valve.

1
This is the final comprehensive description a shortened congress paper for 31st ICAS originates
from. The paper ‘ICAS 2018_0853’ was presented in Belo Horizonte, Brazil, on 10 September 2018.
cf. https://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2018/data/papers/ICAS2018_0853_paper.pdf
Topics and Arrangement of This Report

The self-induced fault of a servo valve is a complex phenomenon, of which the

existence and working mechanism could be substantiated only by intricate
investigations.
Following this section, in Chap. 1, Sect. 1.1 the occasion for investigation will
be briefly reported. Then, prior to describing the results of the investigation and its
conclusion, some fundamental contemplation and observations will be discussed in
Sect. 1.2, for better understanding whilst reading the later chapters. A part of these
discussions will be made on the basis of some measurement data and experiences
collected during the troubleshooting phase.
Then, in Sect. 1.3, a hypothesis will be derived prior to discussing results from
the experiments.
In Chap. 2, Sect. 2.1.2, some measurement data from the troubleshooting will be
analyzed regarding the coherences of physical effects discussed in Sect. 1.2. The
results of the analysis function as proof/evidence of the hypothesis derived in
Sect. 1.3. In Chap. 3, Sect. 3.1, some additional explanations will be given to
complete the observation. This will show that the self-induced fault introduced in
this report may occur at any hydraulic servo valves of similar working principle.
Finally, the entire working mechanism as discovered will be described in Sect. 3.2.1
as the final conclusion.
These approach steps are necessary in order to make the complex, simultane-
ously occurring phenomena understandable in this limited exposition with its few
pages. Section 3.2.2 summarizes the present investigation results. References are
listed in the book backmatter.

xiii
Chapter 1
Occurrence and Suspicion

1.1 Occasion for Investigation, Brief Description

of the Occurrence

The state-of-the-art brake system of a modern transport aircraft is actuated

electro-hydraulically. Such a so-called brake-by-wire system of a regional aircraft,
of which manufacturer and brake system provider wish not to be mentioned by
names here, failed sporadically whilst operating. The occurrences affected seriously
the dispatch ability of the aircraft as one of the duplex brake systems switches off
arbitrarily by itself without any typical error patterns (Nevertheless, it must be said
that the passengers and crews were endangered at no time thanks to the fail-safe
architecture of the brake control system. Moreover, a sufficient safety margin was
guaranteed by the separated emergency brake system at the time of the events.).
Figure 1.1 depicts the principle of a ‘brake-by-wire’ control system inclusive of
emergency brake circuit.
The fault message of the system reads as: ‘PR MORE THAN BCM COMD’.
According to the message, the feedback pressure level at the brake cylinder was
abnormally higher than the intended set value of the brake control system. In such
condition, the control logic switches off the brake control valve (BCV) at the
corresponding brake in order to prevent possible damage incurred by overheating.
Note that the brake system will be switched off pairwise, either inboard or outboard
brake circuit, whenever a brake in the corresponding circuit is faulty (cf. Fig. 1.1).
As the faults scattered almost evenly at all wheels, the troubleshooting was
focused on the brake control units. The BCV, which is a pressure-controlling,
two-stage hydraulic servo valve, was eventually under suspicion, even if tens of
thousands of valves of a very similar type from the manufacture were working
properly in other aircraft model ranges.

© The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG 2019 1

T. Seung, Self-Induced Fault of a Hydraulic Servo Valve,
SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology,
https://doi.org/10.1007/978-3-030-03523-5_1
2 1 Occurrence and Suspicion

Pilot Pedal Co-Pilot Pedal Emergency /

Park Brake
Handle

Brake Control Electronic

Brake Control
Shut-off valve
Valve

P P

1 4 2 3
R R
P P P P
Hydraulic Hydraulic
System 1 System 2
R B R B R B R B

Pressure
Transducer

PT PT PT PT
Wheel Speed
Transducer

W 1 2 W W 3 4 W

Pressure
Accumulator
Switch
Wheel
Check valve Shuttle Valve

P BB P
R R
Hydraulic Hydraulic
System 1 Dual Emergency / System 2
Park Brake Valve

Fig. 1.1 Simplified schematic for a brake-by-wire architecture

1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation

for a Pressure-Controlling Servo Valve

1.2.1 Design Shape/Working Principle of the Hydraulic

Valve

The brake control valve involved is a pressure-controlling, two-stage electromag-

netic servo valve. This valve consists of a torque motor assembled with a metering
valve of ‘flapper and nozzle’ type and a ‘spool and sleeve’ assembly accommodated
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 3

Servo (First stage)

R Return pressure 4.7 bar
28 VDC, 0-60 mA
P Supply pressure 207 bar
Red + (A)
Elec. coil
Black - (B)
Torque motor

R-Nozzle P-Nozzle
Flapper
R P

C
Spool & Sleeve (Second stage)

R P

Spool

B Brake pressure

Fig. 1.2 Principle schematics of the servo valve

in a separate housing. The principle schematic is shown in Fig. 1.2. The primary
stage employs no cantilever feedback spring, i.e. there is no mechanical corre-
sponding connection between primary and secondary stages (cf. Sect. 3.2.2 Ref.
[13]). A coil spring in the secondary stage resets the spool whenever the flapper
reduces the control pressure to the secondary stage. It must be said that the reset
mechanism has hardly any effect on the circumstances and phenomena described
hereafter. Furthermore, the physical phenomena and resulting fault mechanism
described below can occur in any kind of pilot-working hydraulic servo valves.

1.2.2 Characteristic Diagram—Static and Dynamic

Demanding and the Signal Answer

Figure 1.3 shows the relation of ‘pressure response versus spool stroke’ in the
secondary stage. The plots are made at a low, quasi-static demanding condition for
which the spool was moving less than 0.16 mm/s.
Having passed a certain overlapped range at the beginning (i.e. 0–0.485 mm),
the pressure answer corresponds directly proportional to the spool’s stroke and
consequently to the geometrical opening gap given between the edges of the spool
and sleeve (i.e. 0.493–0.753 mm).
In contrast to the plots of quasi-static demanding shown above, Figs. 1.4, 1.5,
1.6 and 1.7 show some characteristic curves of the servo valve under different
dynamic demanding conditions for which the demanding speed has been changed.
It is easy to recognize that the hysteresis of the characteristic curve becomes more
violent by increasing the demanding speed.
Regardless the demanding speed, i.e. despite quasi-static or dynamic demanding
conditions, the spool adjusts at the actual working point to establish an equilibrium
state, whereas the magnetic field strength and consequently the opening rate of the
4 1 Occurrence and Suspicion

Fig. 1.3 Spool stroke versus Pressure response in the second stage

Fig. 1.4 Characteristic curve of the servo valve at a demanding speed of 1 mA/s
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 5

Fig. 1.5 Characteristic curve of the servo valve at a demanding speed of 4 mA/s

Fig. 1.6 Characteristic curve of the servo valve at a demanding speed of 24 mA/s
6 1 Occurrence and Suspicion

Fig. 1.7 Characteristic curve of the servo valve at a demanding speed of 100 mA/s

inlet nozzle in the first stage, friction/lubrication between spool and sleeve, internal
leakage flow, the strength of the return spring, the inertia of the spool, etc., are the
main parameters (cf. Sect. 3.1.1.1).

1.2.3 Significant Influence Factors and Fault Sources

of a Servo Valve

1.2.3.1 Particle Contamination of the Fluid (—A Widespread

Superstition)

Debris is prevalently taken as a possible root cause whenever a hydraulic valve is

inexplicably faulty. It is conceivable that debris could influence the functionality of
both first and second stages of a servo valve. It even militates in favour of the theory
why some faults sporadically and only temporarily occur. Although the typical
arbitrary characteristic sounds plausible in relation to the intermittent occurrences,
such premature conclusion has often turned out to be too superficial and unfounded,
as no debris was ever found in many fault cases. As a matter of fact, the possible
effect of debris seems to be often overstated.
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 7

After having carried out extensive test campaigns with stepwise increased
contamination rate, some experts have even concluded that the servo valves are
very much more insensible than they are usually supposed to be [1]. A similar
laboratory test campaign carried out for this actual investigation confirmed this.
Moreover, despite sufficient filtration of the fluid, the occurrences mentioned in
Sect. 1.1 were still recurring with nearly the same fault rate. So far, debris was
excluded from the list of possible root causes for the present investigation.
As stated in the introduction, the present work deals solely with uncontrollability
caused by purely fluid mechanical occurrences, i.e. non-debris-faults.

1.2.3.2 Robustness of the Torque Motor (First Stage)

In most cases, the torque motor consists of an electric coil and relatively simple
(preloaded) mechanical moving part which stands under the effect of one or more
permanent magnets. The electric coil can be a simplex or duplex type and creates/
regulates the necessary magnetic field by demanding in order to control the initial
movement of the (pilot-working) valve system.
Dropout of such electromagnetic parts due to any kind of interference, like
foreign magnetic field, vibration/shaking and/or shock, is conceivable in spite of
shielding/insulation. But this possibility is not to be taken into consideration already
as a root cause since there was no typical error pattern. In the case of the present
investigation, the fault still occurred at many serial units without changing in fault
rate, despite extremely varying electromagnetic working conditions. The fault still
occurred even in an insulated environmental condition (both vibration and magnetic
field). Hence, it was uncertain that the fault had been caused by foreign influences
—such as debris.

1.2.4 Fault Potentials and Parameters in the Spool

and Sleeve Assembly (Second Stage)

1.2.4.1 Dormant Fault Potentials Hidden in Design Shapes

Dimensional Tolerances at the Spool and Sleeve Assembly

In terms of movement ability of a spool, its (radial) fit tolerance relative to the sleeve
is of prime importance. It is even trivial to mention that the effective fit tolerance will
be determined by the actual temperature. The development of modern numeric
simulation tools has been made quite good progress during the last decades, and they
are able to predict the possible thermal effects with a high level of accuracy. Thermal
effects, therefore, can be considered as an underpart with minor importance, as long
as this does not give rise to mutual effects with other parameters.
8 1 Occurrence and Suspicion

Besides the radial fit tolerance of a spool and sleeve assembly, the actual angular
position of the spool relative to the sleeve could have a significant influence on the
movement ability of the spool. This comes from the straightness tolerances of both
spool and sleeve. In fact, neither the spool nor the sleeve is absolutely straight and
free of bends since it is impossible to machine such a perfect geometrical shape.
Should both members be in paraphrase with their bends at an indeterminate
moment, i.e. convex to concave, the actual friction of the sliding surface would be
maximized and vice versa (cf. Fig. 3.12). Note that this is only a reflection of a
two-dimensional case as a simplified thought experiment. In reality, the curve
progressions are three dimensional. In any case, the friction between the spool and
sleeve changes in accordance with the actual angular position of the spool. Hence,
the straightness of the members can be of decisive parameter and particular
importance, even though this often is taken as a matter of course.
In order to investigate the possible influence of the spool’s angular position on
the pressure development in the characteristic diagram, a test campaign was made.
The spool was prepared with a mark so that different angular positions could be
set relative to the sleeve (cf. Fig. 1.8. Note that the spool is actually set to the 12
o’clock position.). The test was performed with four different spool positions preset
between the test campaigns.
Whilst field operating, the spool is able to roll inside the sleeve an indeterminate
amount of angle and direction corresponding to the actual dynamic pressure, flow
rate, leakage stream, running speed of the spool, etc. In order to keep the preset
position of the spool, no consumer was connected to the valve. The flow rate, which
is one of the main parameter, was eliminated during the whole test in this way. The
test was conducted at a standardized procedure at which the running time and pause
were kept same.

Fig. 1.8 Marking on the spool

1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 9

Fig. 1.9 Sensitivity in the 12 o’clock position

The measurement results plotted in Figs. 1.9, 1.10, 1.11 and 1.12 show clearly
the significant influence of the spool’s angular position on the pressure development
(Every plot contains ten cycles demanded from 2.647 to 57.533 mA at a constant
demanding speed of 24 mA/s.).
The curve runs shown in Figs. 1.9, 1.10 and 1.11 strew in a certain range and
even change its gradient at each cycle. In contrast, the curve runs shown in
Fig. 1.12 are strikingly smooth and keep its gradient throughout the whole series of
cycles.
Comparing the diagrams with that in Fig. 1.12, it is concluded that the running
speed of the spool changes and it is dependent on the actual angular position of the
spool. Moreover, it is recognized that the sliding ability at the same point is getting
worse with increasing number of cycles (cf. Figs. 1.9, 1.10 and 1.11). The reason
for such changing in sliding ability seems to be the degeneration of the lubrication
film caused by rubbing (cf. Sect. 3.1.3.1).
Note that Schlemmer et al. [12] carried out a similar investigation and reported a
certain angle dependency of the running friction of the spool.

Importance of the Balancing Grooves for Spool’s Working Ability

The balancing grooves on the spool are occasionally called ‘relief grooves’, and
there are numerous detailed studies and suggestions in terms of form, number and
10 1 Occurrence and Suspicion

Fig. 1.10 Sensitivity in the 3 o’clock position

Fig. 1.11 Sensitivity in the 6 o’clock position

1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 11

Fig. 1.12 Sensitivity in the 9 o’clock position

distance between each balancing groove [2, 3, 7–12, 14, 15]. In order to make the
function and working mechanism of the balancing grooves clear, simplified qual-
itative contemplations will be briefly discussed: A balancing groove is able to work
correctly only when the groove is able to build a closed annular chamber around the
spool.
In other words, the functionality of balancing grooves may only be guaranteed
when they are covered by the sleeve. Figure 1.13 shows the principle and func-
tionality of such an annular pressure chamber; the fluid from the higher pressure
side tries to compensate its pressure difference by leaking to the lower pressure side.
During the process, the leakage stream will try to find a way of lowest resistance.
Hence, the leakage stream takes the route with the largest geometric gap. This does
not necessarily have to be a direct route. In the reality, the route can be slightly bent
in a radial direction so that it looks like a spiral line. Without having a working
balancing groove, the pressure will be decreased proportionally among the
streamline (cf. Fig. 1.14). Doing that, the pressure force would press the spool to
the sleeve wall. The gap between the spool and sleeve could be increased as the
spool’s centreline is no longer aligned coaxially with that of the sleeve. Once a
small misalignment occurs, the situation will become worse and worse at every
movement. The spool is not able to recover the misalignment as the side force will
be radically increased.
12 1 Occurrence and Suspicion

infinitesimal radial force

at the spool
dFR=P(x)*l*dx

Sleeve

Spool & Sleeve Spool

Co-axial aligned

Pressure

Vektor sum

Pressure profile

Length

Fig. 1.13 Abolition of infinitesimal radial forces at perfect working balancing grooves as the
result of the coaxial alignment of the spool relative to the sleeve

Infinitesimal radial force

at the spool
dFR=P(x)*l*dx

Sleeve

Spool & Sleeve Spool

stand eccentrically

Pressure

Vektor sum

Pressure profile

Length

Fig. 1.14 Development of a resulting radial force at missing/non-working balancing grooves as

the result of the misalignment of the spool relative to the sleeve
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 13

Should a balancing groove exist and still be working, the local pressure differ-
ence around the spool will be balanced since the local pressure around the spool’s
circumference changes thanks to the closed annual chamber equally and simulta-
neously [5]. During this process, the spool recovers a possible coaxial misalignment
by itself (cf. Fig. 1.13). In other words, this means that the spool ‘relieves’ by itself.
As a result, the leakage stream in circumference of the spool is evenly dispensed
and consequently the flow rate, i.e. leakage, is timely constant (cf. Sect. 2.1.2).

1.2.4.2 Significant Parametric Circumstances Whilst Operating

This section summarizes some important signs/appearances and significant

parameters which cause the spool and sleeve to stick. Although some parameters
play dominant roles under certain conditions, they are often classified in the
practices even as trivial with negligible effects. Hence, some issues to be easily
overlooked will be highlighted here.

Changing of Actual Friction on the Sliding Surface Area Whilst Operating

Excluding debris and dropout of the electric parts as possible root causes (cf.
Sects. 1.2.3.1 and 1.2.3.2), there are hardly any other fault-provoking parameters
and/or problem potentials than friction on the sliding surface area of the spool and
sleeve assembly.
This kind of mechanical problem known as ‘hydraulic locking’ has existed for
ages, practically since the spool and sleeve assemblies came into use for hydraulic
control devices.
As briefly mentioned in Sect. 1.1, this traditional terminology is a bit of a
misnomer, in so far as it is used for the spool and sleeve assembly. It expresses the
situation as if the valve were blocked fast and durably. In reality, the spool sticks
only temporarily, so far no deformation has occurred at a member (i.e. either spool
or sleeve) or a certain situation freezes the situation (cf. Sect. 1.3). Some parametric
studies about such ‘sticking’ of a spool and sleeve assembly were made, and
countermeasures have been developed [2–5, 7–12, 14, 15].

Internal Leakage and Gap Tolerance as a Significant Influence Factor

It is fully impracticable and undesirable to assemble the spool and sleeve com-
pletely without internal leakage unless the motion of the spool is managed by high
actuation force, e.g. direct drive. Having an adequate amount of internal leakage,
the spool is able to ‘swim’ inside sleeve. The leakage stream in the gap between the
spool and sleeve flushes possible impurity, and above all the fluid functions as a
lubricant. The prerequisite, however, is an even gap distance throughout the whole
14 1 Occurrence and Suspicion

Spool & Sleeve in normal condition Misaligned Spool & Sleeve

Spool Gap (Fluid film)

h1 h2

h2 ≈ 2∙h1
Sleeve S1 = S2

Fig. 1.15 Change of the gap distance despite same opening surface area

circumference of the circular gap (cf. Section “Importance of the Balancing

Grooves for Spool’s Working Ability”).
Should the spool be placed eccentrically, the internal leakage and consequently
the purging gap stream increases exponentially despite unchanged absolute opening
surface area, since the leakage flow is not dependent on the surface opening rate but
on the gap amount according to the two-dimensional Reynolds equation given
below [9, 12]:
     
@ h3 @p @ h3 @p @ @ðh
UÞ @ðh
WÞ @h

þ
¼6
þ þ2
ð1:1Þ
@x g @x @z g @z @x @x @z @t

where
h: gap height, p: pressure, U: velocity in x-direction
x: tangential coordination, W: velocity in z-direction
z: tangential coordination, η: dynamic viscosity
Figure 1.15 shows the geometric condition in the case of a metallic contact due
to a non-coaxial misalignment of the sleeve. On the opposite side of the contact
point, the gap amount increases to double compared to the original gap distance and
consequently the internal leakage, in other words the ‘purging quantity’, increases
abruptly according to the equation given above. Once a continuous axial flow is
established, the spool is hardly able to recover the original gap by itself because the
resulting lateral force of the spool presses the spool to the sleeve wall (cf.
Fig. 1.14).
In the case of a radial contact of the spool to the sleeve’s wall, it is also to expect
that the friction will be drastically increased.

Air/Temporary Vacuum in the Hydraulic Circuit

Air in the hydraulic circuit is not only as a result of an insufficient bleeding process
but also accrues in fact as a ‘generative’ problem. The amount of air in the hydraulic
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 15

fluid increases during the operation as the mechanical parts, which are shuttling two
medium zones, like the piston rod, will continue to bring new gas molecules into
the fluid side at every stroke.
Vacuum accelerates the ‘sliding-surface degeneration’ process: due to a variety
of reasons, the pressure of a hydraulic circuit could sink down locally even below
atmospheric pressure during the operation. In such a case, the gas molecules
absorbed in the fluid can suddenly escape and create bubbles.
A detailed analysis was made during the troubleshooting phase of the current
investigation. Once bubbles are created, significant ‘sponge effect’ was the con-
sequent result at least in the following command cycle in the case of a
brake-by-wire control system.

1.2.5 Fault Potentials/Possible Circumstances in a Solenoid

Valve (First Stage)

Generally, the first stage is less sensitive than the second stage even if it has more
parts and requires a fine adjustment in most cases. Once assembled properly and
protected by an adequate ‘last chance filter’, shielded against electromagnetic
effects and protected against possible vibrations, the first stage is rather robust. This,
however, does not necessarily mean that the flow control mechanism of the first
stage is immune to any kind of instability. The system, for example, can react
sensitively to fluid mechanical phenomena: should the control system accidentally
work across a working point, at which the flow separation occurs, the effect of such
a transition must be noticeable in the electro-hydraulic signal conversion (unique
incidence working point).
By reaching the sub-critical flow region (103 < Re < 1.7 * 4  105), the flow
separates on the cylindrical flapper body, so that this experiences an extra drag. The
flapper drifts away to the downstream direction as if a sudden suction force would
have been developed on its lee side. Whenever such flow separation occurs on the
flapper body, the gap at the nozzle increases accordingly a certain amount due to the
extra force.
The effect of such an extra opening at the nozzle clearly reflects in the pressure
answer as shown in Fig. 1.16 as a sudden increase in the gradient (see Sect. 2.1.1
for the pressure sensor positions). The extra opening of the nozzle will be kept until
the reversal of the command—as long as the system is able to create a sufficient
reset force afterwards to manage the flapper movement (cf. Sect. 3.1.2).
It must be said that such a working point is difficult to detect in the reality due to
numerous, simultaneously changing nonlinear parameters, even though there is no
doubt of its existence.
Figure 1.17 shows the corresponding time history of Fig. 1.16. It is easy to
recognize that the pressure answer sporadically inclines to override at a preset
current limitation of 19.8 (mA).
16 1 Occurrence and Suspicion

Fig. 1.16 Sporadic sudden increase of the pressure due to extra suction force at the flapper

Fig. 1.17 Sporadic override of the pressure answer despite the current limitation
1.2 Appraisal and Fundamental Contemplation … 17

Fig. 1.18 Principle FR

schematic—development of a R-Nozzle
Drag Vector
relative force (drag) in the (Outlet-Nozzle / Sink)
downstream direction due to
the flow separation on the
cylindrical flapper body

Turbulence Flapper

P-Nozzle
(Inlet-Nozzle / Source) Transition point

Figure 1.18 shows the principle of an extra force development at a cylindrical

flapper body.
Whenever this happens, the second stage follows the signal from the first stage
accordingly so that a discontinuity in gradient is to be found in the curve of the
characteristic diagram (cf. Fig. 3.7. Note that this still happens only in a unidi-
rectional manner keeping the hierarchical order given between the first and second
stages, i.e. there is no feedback from the second stage to the first stage.) As long as
the control system passes such a working point quickly enough, the discontinuity
has no significant effects on the signal answer and consequently does not seriously
affect the operation. On the other hand, the present investigation showed that such
flow separation at a cylindrical flapper body can introduce a self-induced fault of a
two-stage servo valve if the system dwells at the working point. However, it does
not necessarily mean that the first stage is the origin of the self-induced fault as the
phenomenon at the flapper only amplifies the pressure signal answer in the first
place (cf. Sect. 3.1.2).
Besides specific fluid dynamic occurrences and static internal leakage, the other
possible disturbances discussed in the previous chapters, such as debris and trapped
air bubbles, can certainly affect a solenoid valve during its operation.

1.3 Existence of a Self-induced Fault of a Two-Stage Servo

Valve—Hypothesis

During the troubleshooting phase, it was ascertained that there must be a more
complex fault with mutual influences between the first and second stages besides
the simple fault caused by sticking spool in the second stage (cf. Sect. 1.2.4.1). It
seems to be a more complex fault with a self-induction, whereas the entire system is
simultaneously influenced by numerous nonlinear parameters. In the worst case, the
whole valve system can even be completely ‘frozen’.
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 III
Sur une épître de Saint Paul

Quand on arrive à cette partie de la Messe : l’Instruction, j’ai non

seulement à méditer les enseignements qu’elle nous apporte mais
encore à me représenter celui qui les donne.
Le fragment d’épître qu’on lit aujourd’hui est extrait de la
Première aux Corinthiens. J’essaierai de le commenter tout-à-
l’heure. Mais d’abord, je veux dire sous quel aspect, selon quel
prolongement de l’oraison, celui qui en fut l’auteur se précise pour
moi.
Saint Paul est un homme de petite taille, au dos voûté, à la
poitrine étroite, aux membres à la fois maigres et noueux. Une
calvitie précoce dénuda son crâne. Mais autour de ses joues
creuses grisonne une barbe abondante dont il laisse pousser au
hasard les touffes inégales. Il a le teint couperosé. Ses sourcils
broussailleux tracent une barre d’ombre continue d’où saillit un nez
aquilin, d’une courbe tout hébraïque. Ses lèvres violâtres
s’entr’ouvrent sur une denture mal rangée où la carie découpe des
créneaux. Dans ses yeux bleus, très enfoncés, brille la pure flamme
de l’amour divin. Mais une ophtalmie, que rien ne peut guérir,
corrode ses paupières dépourvues de cils et où suinte
continuellement une humeur sanguinolente.
 La disgrâce de son physique le rend timide et gauche. Lorsqu’il
s’est présenté dans une assemblée, par exemple chez ces Grecs
épris de belles formes : les Corinthiens, l’infirmité répugnante dont il
souffre, sa laideur, la difficulté qu’il éprouve à s’exprimer dans une
langue qui n’est pas la sienne l’ont tout d’abord desservi. Les
artisans très frustes qu’il espérait conquérir à Jésus l’ont plaisanté.
D’ailleurs, ils étaient prévenus contre lui par les Judaïsants qui le
suivaient partout pour le dénoncer comme un imposteur n’ayant
point mission d’annoncer la Bonne Nouvelle.
Malgré tant d’obstacles, il ne lui a pas fallu beaucoup de temps
pour les persuader. Telle était la vigueur de son zèle, telle, l’ardeur
de sa conviction qu’il réussit assez rapidement à faire des chrétiens
de ces ignorants voués jusqu’alors au culte grossier de l’Aphrodite
populaire.
Plus tard, leur rappelant, sans amertume, les railleries qu’ils lui
avaient prodiguées, il leur écrivait d’Éphèse : « Vous avez dit que
j’étais chétif de corps, désagréable à regarder, incorrect dans mon
langage. »
Maintenant, voici qu’ils l’aiment, voici qu’ils sentent que nul ne
saurait, au même degré que ce vilain petit Juif, les maintenir hors
des ténèbres du paganisme, les ouvrir au soleil de la Grâce.
L’apôtre n’eut pas toujours à lutter, comme à Corinthe, contre la
malice humaine. Les bons Galates, l’aimèrent tout de suite et le
plaignirent à cause de ce mal qui, parfois le rendait presque aveugle.
Aussi, avec une gratitude émouvante, il leur écrit : « Je témoigne
que, s’il eût été possible, vous vous seriez arraché les yeux pour me
les donner. »
Mais pour que Paul ne s’attribue point le mérite de ses victoires
sur le démon, son Maître lui inflige une épreuve si humiliante qu’il
frémit rien qu’à en évoquer les tourments. « L’aiguillon de la chair »
c’est-à-dire son tempérament sensuel ne cesse de le solliciter,
d’obséder son imagination de prestiges voluptueux, tandis que son
âme, imprégnée des chastes lumières que Jésus prodigue à ses
biens-aimés, plane bien au-dessus des marécages de la basse
luxure. Quoi, il obéit passionnément à sa vocation d’assainir les
mœurs immondes des païens vers qui Jésus l’envoya, il lave, il revêt
de blanches tuniques tous ces impurs et voici que lui-même subit,
avec une horreur indicible, les tentations dont il vient de les libérer !
Avec quels accents pathétiques il s’en lamente ! Il s’écrie : « Je
me plais dans la loi de Dieu selon l’homme intérieur, mais je sens
dans mon corps une autre loi qui lutte contre la loi de mon âme…
Malheureux homme que je suis, qui me délivrera de ce corps de
mort ? »
Jamais il ne put s’accoutumer à cette torture permanente et qui
redoublait d’acuité chaque fois qu’il venait de fonder une nouvelle
église. Vingt ans après le chemin de Damas, il écrit : « De crainte
que la grandeur de la révélation que j’ai reçue ne m’inspire de
l’orgueil, il m’a été envoyé un ange de Satan qui me soufflète. Trois
fois, j’ai supplié le Seigneur de m’en délivrer, Mais le Seigneur m’a
répondu : Ma grâce te suffit car ma puissance éclate mieux dans ta
faiblesse. »
Alors Paul se résigne ; il accepte que la pointe de l’aiguillon qu’il
détourne de ses enfants en Jésus, ne s’émousse jamais pour lui-
même et il ajoute : « C’est pourquoi je me complais dans mes
faiblesses, dans les outrages, dans l’indigence, dans les angoisses
de l’âme pour le Christ puisque quand je suis faible, c’est alors que
je suis fort. »
Incomparable leçon d’humilité ! Les Saints sont forts parce qu’ils
sentent leur faiblesse, parce qu’ils abritent leur volonté dans la
volonté de Jésus. Nous, au contraire, nous nous éprenons de notre
propre volonté ; en cent occasions, nous la suivons avec une
confiance dérisoire. Nous appelons force notre faiblesse. C’est pour
cela que nous piétinons si souvent sur place aux étapes du chemin
qui mène en Paradis.

Maintenant, voici le passage de la lettre aux Corinthiens où Paul,

informé des dissensions qui menacent d’abolir en eux les dons du
Saint-Esprit, leur définit la vertu sans laquelle nulle pensée, nulle
parole, aucune œuvre ne comptent devant Jésus. C’est la charité,
l’amour de Dieu avec sa conséquence nécessaire : l’amour des
âmes.
Les phrases où l’apôtre nous en avertit sont pareilles à des
flèches de feu qu’il décoche à nos cœurs pour y allumer l’incendie
dont lui-même il se consume.
Écoutons :
« Quand je parlerais toutes les langues des hommes et des
anges, si je n’ai pas l’amour je suis comme un airain sonnant ou une
cymbale retentissante. Quand je serais doué pour la prophétie,
quand je connaîtrais tous les mystères et toute la science, quand
j’aurais la foi intégrale au point de transporter les montagnes, si je
n’ai pas l’amour, je ne suis rien. Et quand j’emploierais tous mes
biens à nourrir les pauvres et que je livrerais mon corps pour être
brûlé, si je n’ai pas l’amour, cela ne me sert de rien.
L’amour est patient ; il est doux ; l’amour n’est point envieux ; il ne
se manifeste pas avec ostentation ; il ne s’enfle pas d’orgueil ; il n’est
pas ambitieux ; il ne cherche pas son propre intérêt ; il ne s’irrite pas ;
il ne pense pas le mal ; il ne se réjouit pas de l’injustice mais, au
contraire, il se réjouit de la vérité. Il supporte tout, il croit tout, il
endure tout… Par l’amour, je connaîtrai Dieu comme je suis connu
de lui car il y a trois grandes vertus : la foi, l’espérance, l’amour. Mais
la plus grande, c’est l’amour. »
A relire ces paroles fulgurantes, qui ne ferait un retour sur soi,
qui, sondant son propre cœur, ne se dirait avec effroi : — Comme je
suis loin de posséder cette clé qui ouvre la porte de la Béatitude,
l’amour de Dieu et, en répercussion, l’amour de mes semblables
dans l’amour de Dieu !…
Je m’adonne aux œuvres. Mais si elles ne me procurent point
tout de suite des satisfactions de vanité, je m’impatiente, je me
courrouce, je me démène pour les mettre en évidence. Dans
l’assemblée des fidèles, je voudrais qu’on me distinguât. Si, autour
de moi, l’on semble faire peu de cas de mes empressements, ce
n’est point à mon insuffisance d’amour que j’attribue la blessure de
mon orgueil, c’est à la sottise ou à la jalousie d’autrui. Bien plus, si
autrui souffre d’un déboire du même genre, je penche à me réjouir
secrètement de le voir humilié. Bien plus encore, toute action dont je
ne saisis pas immédiatement le sens, je m’empresse d’en penser du
mal. Je suis injuste à l’égard de mes frères parce que je suis partial
pour moi-même. Je cultive peut-être en mon cœur un atome de foi,
un commencement d’espérance ; mais, parce que je me pavane en
mon mérite prétendu, je n’ai pas l’amour. Car si l’on me crucifiait à la
droite de Jésus-Christ, je me plaindrais moins de mes souffrances
que de voir l’attention des témoins du supplice se porter sur Lui et
non sur moi.
Notre nature, défigurée par la Chute, s’étonne que sa laideur ne
soit point beauté au regard de Dieu. Tant que nous ne nous voyons
pas tels que nous sommes, c’est à dire dénués d’amour véritable,
nous aurons beau venir à la Sainte-Table en répétant des : Non sum
dignus d’une sincérité très relative, user notre larynx à chevroter
d’innombrables litanies, briguer la présidence de cinquante œuvres
plus ou moins charitables d’intention, la grâce d’amour ne descendra
pas en nous…
Or j’entendis, un jour, un moderniste fourvoyé dans le sacerdoce
qui connaissait peut-être « toute la science », mais qui certes
manquait d’amour de Dieu, tromper son auditoire en lui affirmant que
la parole redoutable de l’apôtre n’avait qu’une signification historique
et donc ne s’appliquait qu’aux seuls Corinthiens. Pour ceux qui
l’écoutaient, il paraissait les considérer comme une réunion de
Saints en qui l’amour flambait avec une ardeur incomparable.
Comme je ne pouvais absolument pas prendre pour moi cette
interprétation captieuse du texte sacré, je le regardais avec
effarement. Alors il me sembla qu’un vent glacé venait d’éteindre
tous les cierges de l’autel. Il fit noir dans l’église. Et les paroles qui
tombaient de la chaire je les entendis résonner sous la voûte comme
le rire aigre des cymbales que le démon entrechoque avec
allégresse chaque fois que nous travaillons pour lui.
Je me hâtai de sortir. Et il était temps, car j’allais m’écrier : — Je
suis de Corinthe !…
 IV
Un souvenir

Chaque fois que j’entends chanter le Graduel, ma pensée se

reporte à un cinquième dimanche après Pâques où j’assistais à la
grand’messe dans la cathédrale de Strasbourg.
Le chœur était composé des élèves du Séminaire et des enfants
de la maîtrise. A l’écouter, je dus convenir que jamais chant d’église
ne m’avait fait éprouver une émotion religieuse d’une intensité aussi
salutaire.
Ailleurs, j’avais subi des messes en musique où, parmi les
ronflements gras d’orgues sans discrétion, des violoncelles, des
bassons, et je ne sais quelles prétentieuses clarinettes luttaient
d’acrobatie avec les coups de gosier pointus ou caverneux des
chantres pour recouvrir d’intempérantes vocalises, d’arpèges
gambadeurs et de fioritures criardes l’austère nudité de la liturgie.
Ici, rien de pareil ; nul instrument profane n’intervenait. Sans
gargouillades efféminées, sans vociférations tonitruantes et
saugrenues, les voix viriles alternaient avec les voix enfantines pour
un plain-chant respectueux qui conservait toute sa valeur de pensive
oraison.
Ce fut surtout au Graduel que je me sentis pénétré, soulevé au-
dessus de moi-même par la force d’adoration de cette grave
harmonie.
 Le chœur disait : Alleluia ! Alleluia ! Surrexit Christus et illuxit
nobis quos redemit sanguine suo. Alleluia !
Par ce texte, l’Église rappelle que le Christ ressuscité nous
prodigue sa lumière au prix du sang qu’il a versé pour notre rachat.
Je le sentis en toute sa profonde beauté, pour la première fois. C’est
que, chanté lentement presque à mi-voix, avec une ferveur
concentrée, mille fois plus persuasive que les cris emphatiques de
virtuoses distraits, il donnait même aux Alleluia joyeux un accent de
gratitude prosternée et scellait ainsi dans l’âme des fidèles le
souvenir du sacrifice permanent de notre Sauveur.
Compris, rendu de la sorte, le Graduel renforce et prolonge
l’enseignement de l’Épître. Il nous mène, tout recueillis, à celui que
l’Évangile va nous offrir. Par lui, Notre-Seigneur se penche vers
notre misère ; il nous affirme sa volonté de nous en tirer pourvu que
nous ne nous montrions pas indignes de sa miséricorde. Nous
cependant, nous nous élançons vers lui. Nous le remercions, nous le
louons, nous lui présentons l’Alleluia comme une corbeille de
violettes.
Le Graduel, chanté par la maîtrise de la cathédrale de
Strasbourg, c’est un trait d’union entre l’âme et Dieu…
 V
En marge de l’Évangile

Il y a quelques années, j’ai rencontré une dame « bien-

pensante » qui ne voulait pas qu’on méditât sur Notre-Seigneur en
prenant pour point de départ les circonstances les plus humbles de
son passage sur la terre.
— Ainsi, lui dis-je, vous ne sauriez admettre que je me plaise à le
contempler lorsque, au temps de sa vie cachée, il façonne des
charpentes dans l’atelier de Saint Joseph ?
— Fi donc, s’écria-t-elle avec scandale, c’est trop vulgaire !
Au risque de passer pour vulgaire auprès des personnes qui se
guindent si haut dans le sublime qu’elles ne sont peut-être pas loin
de soutenir, avec certains hérétiques du I I e siècle, que le corps de
Jésus ne fut qu’une apparence dont il enveloppa sa divinité, je me
permets, sur ce point, comme sur une quantité d’autres, de me
mettre à l’école chez Sainte Térèse.
Or la Sainte recommande, au contraire, et à diverses reprises,
comme un exercice d’entraînement à l’oraison fort efficace, de
s’attacher à l’humanité de Notre-Seigneur. Elle avertit les âmes, qui
dédaignent cette pratique, comme indigne de leur transcendance,
qu’elles s’égarent.
Elle écrit avec l’incomparable bons sens qui la caractérise :
 « Vivre séparé de tout ce qui est corporel et sans cesse embrasé
d’amour, c’est bon pour les esprits angéliques ; mais ce n’est pas
notre affaire à nous qui habitons un corps mortel. Comment donc
nous éloignerions-nous de ce qui fait notre trésor et tout notre
remède : la très sainte humanité de Notre-Seigneur Jésus-Christ ?
« Sans doute ces personnes n’en sont point là ou elles ne
s’entendent pas elles-mêmes. Manquant du vrai guide qui est le bon
Jésus, elles ne trouveront pas le chemin ; ce sera beaucoup si elles
restent en assurance dans les autres. Lui-même a dit qu’il est le
chemin. Il a dit aussi qu’il est la lumière, que nul ne peut aller au
Père que par lui et encore que celui qui le voit, voit son Père.
Quelques-uns allèguent que ces paroles doivent s’entendre dans un
autre sens. Pour moi, je ne conçois pas cet autre sens ; le premier
est celui que mon âme a toujours senti être le vrai et je m’en suis
très bien trouvée. » (Le Château intérieur, sixième demeure, chapitre
VII.)
Comme c’est bien dit. Comme, pour ma modeste part, je préfère
aux visées orgueilleuses de ceux qui, dès ce monde, se croient
doués de la vision béatifique, la simplicité d’une vieille femme dont
un excellent prêtre m’a raconté l’histoire.
C’était une très pauvre lavandière qui, ayant perdu
prématurément son mari et ses enfants, était obligée de travailler de
l’aube au soir pour gagner son pain avec pas grand’chose dessus.
Une autre se fût peut-être découragée ou elle aurait murmuré contre
un sort aussi dur. Elle, point. Malgré l’âge et les infirmités, elle
accomplissait sa tâche avec une joie paisible dont s’étonnaient les
gens de la paroisse. Rivés étroitement à la terre par un féroce esprit
de lucre, ils ne pouvaient concevoir qu’elle ne se souciât point de
l’argent. Et même, la voyant toujours prête à compatir aux afflictions
de ses voisins et à leur rendre des services désintéressés, ils la
jugeaient un peu folle.
Le secret de sa sérénité résidait en ceci qu’elle vivait
complètement unie à Notre-Seigneur et à sa Mère. Par l’effet d’une
de ces grâces de choix que Dieu réserve aux âmes vraiment,
essentiellement humbles, elle était, si l’on peut dire, intime avec tous
deux.
« Elle se montrait toute naturelle dans le Surnaturel, me rapporta
le curé. Un jour où j’étais allé la voir et où je la trouvai très fatiguée,
je ne pus m’empêcher de la plaindre. Mais elle me répondit en
souriant : — Oui je suis passablement lasse. Je viens de finir une
forte lessive pour le château. Cela pressait et il y avait tant de
choses pas trop faciles à mettre propres que, d’abord, je ne savais
trop par quel bout commencer. Mais j’ai demandé à la Sainte Vierge
comment elle s’y prenait pour laver les langes de Notre-Seigneur. Et
elle m’a donné de bons conseils, de sorte que je me suis tirée
d’affaire sans presque m’en apercevoir.
« Une autre fois, elle dit : — Je ne dors pas beaucoup. Alors pour
passer le temps, je vais avec Notre-Seigneur partout où il va. La nuit
dernière, je l’avais suivi au désert. Je me pensais qu’après son jeûne
de quarante jours, il devait avoir terriblement faim. Je réfléchissais à
la bonne soupe que je voudrais lui offrir. Et j’ai vu qu’il était content
que cette idée me soit venue. »
Le prêtre avait les larmes aux yeux en me citant ce magnifique
exemple de vie unitive. Étant lui-même très humble, il ajouta : —
Cette bonne vieille m’en apprend plus long sur l’amour de Dieu que
tous les traités de théologie.
Ce récit stimula mon penchant à méditer, dans la vie de Notre-
Seigneur, les passages où il apparaît le plus près de nous — pourvu
que nous soyons pauvres par dilection. D’ailleurs, est-ce qu’il ne
nous y encourage point par la tendresse qu’il témoigne aux gens
obscurs que ne gâtent ni la fortune ni les honneurs, par les
comparaisons familières qu’il emploie dans ses paraboles et par la
façon dont il manifeste aux disciples que s’il est Dieu, il est aussi un
homme ?
J’ouvre l’Évangile au hasard et je tombe sur le chapitre XXIV de
Saint Luc où il est dit que les deux disciples qui revenaient
d’Emmaüs se hâtèrent de se rendre dans la maison où les apôtres
étaient réunis avec d’autres fidèles pour leur apprendre qu’ils avaient
vu le Bon Maître.
« Ils furent accueillis par cette parole : — Le Seigneur est
vraiment ressuscité et il est apparu à Simon !
A leur tour, ils racontèrent ce qui leur était arrivé en route et
comment ils avaient reconnu Jésus à la fraction du pain. Mais
quelques-uns se refusaient toujours à croire.
Pendant qu’ils discutaient ainsi, Jésus parut soudain au milieu
d’eux et leur dit : — La paix soit avec vous. C’est moi. Ne craignez
point.
Eux, pleins de trouble et de frayeur, ils croyaient voir un spectre.
— Pourquoi cette épouvante ? reprit Jésus. Pourquoi les pensées
de doute qui se lèvent dans vos cœurs ? Voici mes mains et mes
pieds. Touchez, rendez-vous compte : un fantôme n’a ni chair ni os
comme vous voyez que j’en ai.
Ayant dit cela, il leur montra ses mains et ses pieds [percés par
les clous du supplice].
Ils reconnurent leur Maître, mais dans le saisissement de leur
joie, ils ne pouvaient encore en croire leurs yeux.
Alors Jésus leur demanda : — Avez-vous ici quelque chose à
manger ?
Ils lui présentèrent un morceau de poisson grillé et un rayon de
miel. Et, après qu’il eut mangé devant eux, prenant ce qui restait, il
le leur distribua. »
Cette relation, si émouvante en sa simplicité, constitue, à mon
avis, l’une des preuves les plus décisives de la véracité des
Évangiles.
Je suis convaincu que des imposteurs, se concertant pour fonder
une religion et voulant imposer la croyance à la résurrection du
personnage légendaire qu’ils prétendent faire passer pour un Dieu,
s’y seraient pris d’une autre manière. Ils auraient composé
l’apparition comme une scène de féerie. Ils en auraient fait une sorte
d’apothéose à grand orchestre. Ils auraient prêté à leur soi-disant
Messie un langage emphatique. Probablement ils lui auraient fait
prononcer, selon les préceptes d’une pompeuse rhétorique, un
discours aussi prolixe qu’ampoulé.
Ici, au contraire, nul artifice, nulle avance à la superstition. Mais
quel sobre et puissant réalisme dans l’exposé des circonstances. Ce
n’est pas de l’art — c’est bien plus que de l’art.
On reconstitue facilement, par la pensée, l’entretien de ces âmes
en désarroi depuis la mort de Jésus et qui n’ont pas encore reçu le
Saint-Esprit.
Les disciples d’Emmaüs arrivent tout bouleversés de ce qu’ils
viennent de voir et pressés d’en informer les fidèles. Dès qu’ils sont
entrés, les plus confiants dans la toute-puissance de Jésus leur
crient : — Le Maître est ressuscité : Simon l’a vu.
— Oui, oui, répondent-ils, nous aussi nous l’avons rencontré sur
la route. A l’auberge, nous l’avons reconnu à la fraction du pain. Et
tandis qu’il nous parlait, notre cœur brûlait d’amour dans notre
poitrine comme quand il nous menait par les chemins en nous
expliquant l’Écriture. C’est lui ! C’est lui !…
Et ils rapportent, avec une éloquence spontanée, tous les détails
de la rencontre.
Mais, dans l’assemblée, il y a des esprits méfiants qui, si naguère
ils subissaient l’ascendant de Jésus, étaient toujours enclins à
rapetisser ses enseignements à la mesure de la pauvre sagesse
humaine. Ceux-là tiennent, on le devine, des propos de ce genre : —
Madeleine qui, la première, a cru voir le Seigneur, est bien exaltée.
Elle ne mérite pas beaucoup de créance. Quant à Simon, depuis son
reniement, il vit dans une fièvre de chagrin. Il aura eu quelque
hallucination.
— Mais, insistent les disciples d’Emmaüs, nous que vous
connaissez, nous ne sommes pas des exaltés et nous n’avons pas
la fièvre. Nous avons vu le Seigneur et nous lui avons parlé comme
nous vous voyons et comme nous vous parlons.
— Bah ! vous aurez pris pour lui quelqu’un qui lui ressemblait et
qui s’est amusé de vous…
 Tel est l’aveuglement de notre raison, si la Grâce ne l’éclaire, que
les arguments des sceptiques et le ton d’assurance avec lequel ils
les formulent, commencent d’ébranler les plus disposés à croire. Ils
ne savent que répondre. Et il est à remarquer que Saint Pierre, qui
est là et qui devrait semble-t-il corroborer de son témoignage
l’affirmation de disciples d’Emmaüs, Saint Pierre garde le silence.
Un doute angoissant pèse sur tous.
A ce moment, Jésus se dresse au milieu de ces hommes
perplexes, sans que la porte soigneusement verrouillée, « par
crainte des Juifs » se soit même entr’ouverte. Ils ont peur ; croyant à
un fantôme, ils s’écartent de lui en tremblant ; peut-être vont-ils fuir.
Mais lui prononce les mots par lesquels il a coutume de les
saluer. Et comme cette phrase bien connue ne suffit pas à les
rassurer, il les invite à le toucher. Puis, comme il l’a fait tant de fois, il
leur demande de la nourriture, mange devant eux et les convie à
partager avec lui ce repas improvisé, suivant le rite qu’il institua pour
bien leur démontrer qu’après comme avant la croix et le tombeau, il
est l’Homme-Dieu qu’ils vénèrent autant qu’ils le chérissent. Alors
seulement ils le reconnaissent tout-à-fait et leur joie éclate…
J’imagine que si, d’aventure, elle lit l’Évangile, la dame raffinée,
dont j’ai parlé au commencement du chapitre, juge passablement
vulgaires ce rayon de miel et ce poisson grillé. Quoi, pas même une
périphrase élégante pour désigner des aliments qu’elle se ferait
scrupule d’offrir à son directeur de conscience lorsqu’elle l’invite à
dîner !…
Mais il est à supposer qu’elle ne lit guère l’Évangile parce que le
Saint Livre choque sans cesse le sentiment « distingué » qu’elle se
forge de Notre-Seigneur.
Or qui veut faire l’ange fait la bête disait Pascal…
Pour moi, la religion affadie, enrubannée de fanfreluches, où se
complaisent les mondains m’écœure. J’adore, jusque dans les plus
humbles détails, tout ce qui se rapporte au Bon Maître. Je ne fais
pas de choix. J’aime Jésus lorsqu’il se transfigure au Thabor. Je
l’aime également lorsqu’il prend son repos dans la maison de
Zachée, homme décrié parmi les Pharisiens. Aux heures où Il
daigne s’offrir à ma contemplation dans la lumière de l’oraison, je
n’ignore pas que cette faveur insigne m’est octroyée parce que
d’abord, docile à la Grâce, j’ai ramassé les miettes qui tombent de
sa table et que je m’en suis nourri. Et combien d’autres font mieux
que moi pour lui plaire !…
 VI
Le Credo est une étoile…

Quel réconfort pour la foi, pour l’espérance, pour la charité que

ce chant du Credo lorsqu’il n’y a pas une bouche qui ne le profère le
dimanche, à la messe ! Il est le symbole des mystères où notre vie
intérieure s’abreuve pour refleurir toujours plus vivace. Il résume
l’histoire des luttes de l’Église contre les hérésies insidieuses qui
tentent de diviser ceux que l’Esprit-Saint a réunis. Il est l’affirmation
immuable de la doctrine transmise par les apôtres, hommes
sanctifiés par le Seigneur lui-même, pour nous ouvrir la voie du salut
à travers les âges.
L’époque ténébreuse où nous sommes condamnés à vivre
voudrait faire dévier les enfants de l’Église vers les marécages où
tremblotent les feux-follets de son orgueil. Des sophistes
argumentent, subtilisent, jonglent, avec les vocables, comme des
turlupins de foire, avec des boules brillantes et creuses. Des savants
attestant l’évidence de la matière éternelle, présentant comme des
axiomes décisifs leurs conjectures versatiles, construisent des
cheminées aux fourneaux du démon pour que la noire fumée qui
s’en échappe dissimule le monde à Celui qui créa toutes les choses
visibles et toutes les choses invisibles et qui les embrasse d’un seul
regard. Des réprouvés, qui se donnèrent une peine infinie pour
arracher en eux les racines de la foi, errent çà et là en ricanant — de
quel rire lugubre — et déclarent : — L’humanité, maîtresse d’elle-
même comme de l’univers conquis par sa science, n’a plus besoin
de votre Dieu…
Cadavres ambulants, troupeau sinistre que rassemble, pour son
domaine, celui-qui-nie, celui qui n’a pas voulu servir — l’odeur de la
mort flotte autour d’eux.
D’autre part, voici nos frères séparés du protestantisme. Ils se
plaignent de voir s’éparpiller en milles sectes les adhérents à l’erreur
qu’ils s’efforcent de maintenir. Mais comment n’en irait-il pas ainsi ?
Quand on pose en principe que chacun a le droit d’élire, parmi les
dogmes, ceux qu’il juge de nature à flatter son imagination et
d’écarter ceux qui lui déplaisent, on ne peut s’attendre à fonder une
religion stable. La confiance qu’ils accordent au sens propre,
aggrave l’aberration de la fausse doctrine. Niant l’autorité révélée
dont l’Église garde le dépôt, le dissident lui reproche de ne pas
évoluer selon les caprices multiples de l’inconstance humaine. Il ne
comprend pas que la force en Dieu de l’Église procède du fait qu’elle
a promulgué, pour les siècles, la formule de la certitude par la foi.
Cette formule c’est le Credo. On ne peut rester catholique si, par
fantaisie personnelle, on la mutile ou si l’on en modifie les articles. Il
est arrivé que l’Église opérât des changements dans sa discipline ou
dans sa liturgie. Jamais elle n’a touché, jamais elle ne touchera au
dogme. Et c’est pourquoi, tandis qu’autour d’elle, les schismes et les
hérésies tombent en décrépitude ou se pulvérisent dans le doute,
elle garde la claire vision du Dieu qui réjouit sa jeunesse
impérissable…
Aussi, de quel cœur plein d’une sérénité joyeuse je chante
Credo, je crois, à l’unisson avec tous mes frères répandus sur le
globe entier, reclus pour un temps, au Purgatoire, bienheureux au
Ciel ! Credo, c’est la rémission des péchés, c’est la communion des
Saints. C’est la conviction qu’il n’y a qu’une seule Vérité, qu’une
seule Église. Comme je respire à l’aise me sentant une parcelle de
ce corps mystique dont Jésus est la tête !
Le Credo, c’est une réponse à la parole de Dieu : Que la lumière
soit ! c’est un écho de la voix qui nous enseigne le sens surnaturel
de la vie par les prophètes, par le Verbe incarné, par les apôtres, par
les Pères de l’Église.
Le Credo donne des ailes à ma prière ; il me secourt dans la
tentation ; il m’arme pour le combat de tous les jours ; il me fera
espérer dans la miséricorde divine à l’heure de l’extrême-onction et
du linceul.
Sans le Credo, je ne serais qu’une feuille sèche, emportée par la
bise.
Le Credo est une étoile fixe dont aucun nuage, suscité par
l’enfer, ne réussirait à voiler le rayonnement. Si des vagues
ennemies assaillent la barque de Pierre, si des écueils se hérissent
alentour, je n’ai qu’à lever les yeux ; je vois l’astre auxiliateur briller
au-dessus de l’assemblée des fidèles.
Par lui, je suis orienté, consolé, rassuré, par lui, je sais que Jésus
protège ma faiblesse.
Reste-moi donc toujours présente, ô belle étoile du Credo !

Je voudrais maintenant rappeler l’admirable développement du

Credo attribué à saint Athanase qui fut l’une des plus hautes figures
de l’antiquité chrétienne. Évoquons d’abord, s’il se peut, cette gloire
de l’Église.
Athanase naquit dans la ville d’Alexandrie en l’an 295. Il reçut
une forte instruction et marqua, dès son adolescence, par son goût
des lettres sacrées et des lettres profanes. Petit de taille et
d’apparence chétive, tant qu’il se taisait, beaucoup étaient enclins à
le considérer comme un personnage des plus insignifiants. Mais dès
qu’il prenait la parole, l’ardeur de sa foi le transfigurait et l’on ne
tardait pas à s’apercevoir qu’en ce corps frêle habitait une âme
indomptable. De même, ses écrits donnent l’impression d’une telle
vigueur que ses adversaires, mis en déroute par sa science des
choses saintes et sa foudroyante dialectique, ne savaient où se
reprendre pour lui tenir tête. Et ce qui prouve sa maîtrise c’est
qu’alors, suivant la coutume des polémistes impulsifs, ils
répondaient à ses raisons par des injures. Le plus passionné d’entre
eux, Julien l’Apostat s’écriait : « Croirait-on que ce n’est pas un
homme mais un homuncule qui ose me contredire ! »
Très jeune encore, Athanase mena, quelque temps, la vie
d’ascète au désert de la Thébaïde et l’on suppose qu’il s’y mit sans
l’obédience de ce Maître de la Pénitence : saint Antoine. Il écrivit
dans cette solitude son Discours contre les Gentils où il pose ce
principe que la source de toutes les erreurs qui troublaient le monde
à son époque c’est le paganisme c’est-à-dire l’adoration des forces
naturelles ou des facultés humaines divinisées. Il prend pour objet
principal de sa critique non pas la vieille mythologie qui tombe en
pourriture au fond des temples abandonnés, mais surtout le néo-
platonisme en faveur parmi un grand nombre d’Alexandrins. Avec
une sagacité merveilleuse, il analyse le désordre intellectuel et moral
qui en résulte malgré les formes subtiles « éthérées » que les néo-
platoniciens donnaient à leur idolâtrie. A leurs rêveries il oppose la
doctrine catholique du Verbe. Et il le fait avec une solidité
d’argumentation et une élévation de pensée bien définies par
Bossuet lorsqu’il écrit : « Le caractère d’Athanase fut d’être grand
partout. »
De retour à Alexandrie, il entra dans le clergé et y exerça
pendant six ans l’office de lecteur. L’évêque le distingua, l’appela au
diaconat et le choisit comme secrétaire.
C’était le temps où Arius, curé d’une des paroisses les plus
importantes de la ville, commençait à répandre son hérésie.
« L’évêque Alexandre apprit avec tristesse, dit M. Mourret, dans
son excellente Histoire de l’Église, que des doctrines étranges
circulaient parmi son peuple et son clergé au sujet de la Personne
du Fils de Dieu. Des hommes soutenaient que la seconde Personne
de la Trinité n’avait pas existé de toute éternité et qu’elle n’était que
le premier-né des créatures. Pour ceux qui proféraient ces
assertions, l’Incarnation et la Rédemption, mystères d’un Dieu fait
homme et se sacrifiant pour notre salut, n’étaient plus que de vains
songes. » On voit la conséquence : « L’insondable abîme creusé par
les philosophes païens entre la pauvre humanité et la Divinité
inaccessible se rouvrait ; le monde n’était pas plus avancé après la
prédication de l’Évangile qu’avant la venue du Sauveur. »
Telle fut l’origine d’une hérésie qui séduisit beaucoup
d’intelligences, suscita de terribles luttes, et, sous la protection de
maints empereurs, égarés dans la controverse, aurait peut-être
conquis le monde si Dieu n’avait fait naître pour la défense de la
Vérité unique d’incomparables athlètes. Au premier rang, Athanase.
Or l’évêque qui, d’après les historiens de l’époque, semble avoir
été un indécis, peu porté à prendre des initiatives et fort ami de son
repos, hésitait à sévir contre Arius et les adeptes que celui-ci, très
habile, très éloquent, consommé dans l’esprit d’intrigue, s’était
acquis.
Inquiet de voir le prélat temporiser, tandis que le péril pour la foi
ne cessait de s’accroître, Athanase, qui était la volonté même, lui
représenta d’une façon vive, l’urgence qu’il y avait à condamner
l’hérésie nouvelle. Stimulé par le jeune diacre, l’évêque se décida
enfin à prendre des mesures énergiques contre Arius. Il le cita à
comparaître devant lui, en présence de tout le clergé d’Alexandrie,
pour expliquer sa doctrine. Il y eut deux audiences à la suite
desquelles l’hérétique fut condamné et frappé d’anathème. Comme
on le devine, Athanase avait eu grande part à cette
excommunication.
Mais Arius ne se soumit pas. Au contraire, secondé par ses
partisans de plus en plus nombreux, il accentua sa propagande. Non
seulement la ville et le diocèse en furent gravement contaminés
mais encore les provinces voisines et bientôt tout l’empire d’Orient.
Maints évêques inclinent à l’hérésie, suivis par leur clergé et par
force laïques trop amoureux d’innovations. Les membres de l’Église
s’entre-déchirent. Et Satan qui souffle allègrement la discorde, se
frotte les mains.
Toujours à l’instigation de l’infatigable Athanase, l’évêque
d’Alexandrie adresse à tous les diocèses deux lettres où l’erreur
d’Arius et ses menées sont dénoncées sans aucun ménagement.
Elles déterminent partout un mouvement de réaction salutaire chez
les orthodoxes. Et c’est alors que l’empereur Constantin, soucieux
de rétablir la paix dans l’Église, convoque le célèbre concile
œcuménique de Nicée.
Athanase y accompagna son évêque et s’y fit tout de suite
remarquer. « Athanase, dit l’annaliste Socrate, apparut à tous
comme l’adversaire le plus vigoureux des Ariens. »
Nous avons aussi, sur ce point, le témoignage de saint Grégoire
de Nazianze : « Lorsque, rapporte-t-il, les Ariens voyaient le
redoutable champion, petit de taille et si frêle mais le port assuré et
le front haut, se lever pour prendre la parole, on voyait passer dans
leurs rangs un frisson de haine. Pour la majorité de l’assemblée, elle
regardait alors d’un regard confiant celui qui allait se faire l’interprète
irréductible de sa pensée. »
De fait, nul ne savait comme Athanase « saisir le nœud d’une
difficulté et, mieux encore, exposer le fait central d’où tout dépend et
en faire jaillir ces flots de lumière qui éclairent la foi en même temps
qu’ils démasquent l’hérésie ».
On sait que le concile de Nicée prononça la condamnation
d’Arius et formula l’essentiel de ce symbole, le Credo que nous
récitons tous les jours avec les additions qu’y joignit pour écarter
d’autres hérésies le concile de Constantinople.
Trois ans après l’assemblée où la divinité du Verbe incarné fut
ainsi promulguée, l’évêque d’Alexandrie mourut. En ses derniers
jours il avait exprimé le désir qu’on lui donnât pour successeur le
diacre Athanase. Les fidèles acclamèrent ce choix. Les évêques de
la province d’Égypte le ratifièrent. Le nouvel évêque fut sacré le 7
juin 328 au milieu des ovations de tout un peuple qui répétait :
« Athanase ! Athanase ! C’est un vrai chrétien ! C’est un ascète !
C’est un véritable évêque ! »
Athanase avait à peine 33 ans. « Outre les qualités du pasteur
accompli, écrit Monseigneur Duchesne, Dieu lui avait donné un
esprit clair, un œil bien ouvert sur la tradition chrétienne, sur les
évènements, sur les hommes. Avec cela, un caractère hautement
indomptable tempéré par une parfaite bonne grâce, mais incapable