Удобные инициализаторы продолжают падать, однако назначенные инициализаторы работают нормально?

Это можно сделать и в чистом bash с bash-3.2:

# First, get the first character.
fl=${foo:0:1}

# Safety check: it must be a letter :).
if [[ ${fl} == [a-z] ]]; then
    # Now, obtain its octal value using printf (builtin).
    ord=$(printf '%o' "'${fl}")

    # Fun fact: [a-z] maps onto 0141..0172. [A-Z] is 0101..0132.
    # We can use decimal '- 40' to get the expected result!
    ord=$(( ord - 40 ))

    # Finally, map the new value back to a character.
    fl=$(printf '%b' '\'${ord})
fi

echo "${fl}${foo:1}"