Brevet FR2949526A1 — publié le 20110304

La présente invention concerne un joint d'étanchéité gonflable. Elle concerne également une structure d'étanchéité d'un espace s'étendant entre deux pièces adjacentes, notamment mise en oeuvre dans un aéronef. De manière générale, la présente invention concerne le domaine technique des joints d'étanchéité, notamment entre deux pièces montées en vis-à-vis ou dans un même plan, l'une des pièces étant de préférence mobile par rapport à l'autre. Il est parfois nécessaire de rendre étanche un espace de dimensions variables situé entre les deux pièces adjacentes. Un tel espace de dimensions variables est présent notamment dans les aéronefs, par exemple entre des trappes d'accès et le carénage de l'aéronef. En effet, un espace variable peut être créé entre une trappe d'accès et le carénage de l'aéronef, lors du montage, en fonction des tolérances 20 admises. On connaît, par exemple dans le document US 2 361 298, des joints d'étanchéité gonflables, permettant de résoudre le problème d'étanchéité d'un espace variable en s'adaptant à l'espace à combler grâce au gonflage du joint. Cependant, un tel joint d'étanchéité gonflable nécessite l'utilisation 25 de moyens de mise en pression spécifiques, aptes à gonfler le joint avec une pression suffisante, de l'ordre de 2 bars, pour combler l'espace quelles que soient ses dimensions. Lorsque ce type de joint d'étanchéité est utilisé dans un aéronef, l'utilisation de moyens de mise en pression additionnels est non seulement 30 coûteuse mais augmente en outre le poids de l'aéronef. La présente invention a pour but de proposer un joint d'étanchéité gonflable dont la structure permet d'assurer l'étanchéité d'un espace, quelles que soient les variations de dimension de cet espace, même pour des pressions de gonflage du joint relativement faibles. Selon un premier aspect, la présente invention concerne un joint d'étanchéité gonflable, comprenant une structure gonflable ayant un profil sensiblement constant suivant une direction longitudinale. Selon l'invention, la structure gonflable comprend une face plane rigide et une portion souple déformable. Grâce au profil particulier de la structure gonflable, il est possible de garantir l'étanchéité d'un espace entre deux pièces, même pour de faibles pressions de gonflage. En effet, la face plane rigide permet d'assurer l'étanchéité d'un espace dans une direction privilégiée s'étendant dans le plan de la face plane rigide, même pour des pressions de gonflage faibles de la structure gonflable, l'espace étant comblé grâce à la portion souple déformable lors de la mise en pression des joints d'étanchéité. Selon un mode de réalisation pratique de l'invention, la structure gonflable étant solidaire d'une aile de fixation du joint d'étanchéité gonflable, l'aile de fixation est prolongée par une portion de fixation de la structure gonflable, s'étendant dans le plan de l'aile de fixation et reliée d'une part à un premier bord longitudinal de la portion souple déformable et d'autre part à un premier bord longitudinal de la face plane rigide, le second bord longitudinal de la face plane rigide et le second bord longitudinal de la portion souple déformable étant reliés l'un à l'autre. Selon un second aspect, la présente invention concerne une structure d'étanchéité d'un espace entre deux pièces, l'espace s'étendant dans une direction longitudinale et ayant une dimension variable suivant au moins une première direction, perpendiculaire à la direction longitudinale. Selon l'invention, elle comprend un joint d'étanchéité gonflable comprenant une structure gonflable ayant un profil sensiblement constant suivant la direction longitudinale, la structure gonflable comprenant une portion souple déformable et une face plane rigide ayant une largeur sensiblement égale à une dimension maximale dudit espace dans la première direction. La face plane rigide de la structure gonflable du joint d'étanchéité gonflable conforme à l'invention permet d'assurer l'étanchéité d'un espace ayant une dimension variable. Cette face plane rigide peut épouser l'espace à combler dans le plan de sa dimension variable, même à une faible pression, contrairement aux joints gonflable classiques dont la forme n'épouse l'espace à combler qu'au-delà d'une certaine mise en pression de la paroi déformable du joint. Selon une caractéristique de l'invention, le joint d'étanchéité gonflable comprend en outre une aile de fixation adaptée à être fixée à une paroi d'une des deux pièces, la structure d'étanchéité comportant en outre une cornière rapportée ayant une paroi principale adaptée à s'étendre contre l'aile de fixation du joint d'étanchéité gonflable et une aile de retour adaptée à s'étendre dans la première direction, à proximité d'une zone de jonction de ladite aile de fixation et de la structure gonflable. Ainsi, la structure gonflable peut être gonflée contre l'aile de retour de la cornière, permettant d'assurer une étanchéité dans une direction perpendiculaire à cette aile de retour grâce à la pression de contact exercée contre cette aile de retour. La structure d'étanchéité permet ainsi d'assurer l'étanchéité dans la première direction de l'espace et dans une seconde direction, perpendiculaire à cette première direction. Finalement, la présente invention concerne selon un troisième aspect un aéronef comprenant une structure d'étanchéité d'un espace entre deux pièces conforme à l'invention, notamment entre une trappe d'accès et un carénage. Grâce à la structure particulière du joint d'étanchéité gonflable, et notamment à la face plane rigide, il est possible d'obtenir une structure de joint d'étanchéité suffisamment rigide pour garder une forme parallèle au profil de l'aéronef dans l'espace s'étendant entre la trappe d'accès et le carénage. De préférence, la structure gonflable du joint d'étanchéité gonflable est reliée, pour son gonflage, à la cabine intérieure pressurisée de l'aéronef. Ainsi, le joint d'étanchéité gonflable peut, grâce à sa structure partiellement rigide, être mis en pression uniquement grâce à la pressurisation de la cabine de l'aéronef, évitant l'utilisation de moyens de mise en pression additionnels dans l'aéronef. Avantageusement, la pression de gonflage du joint d'étanchéité gonflable est sensiblement comprise entre 0,5 et 0,8 bars. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue en section transversale d'une structure d'étanchéité conforme à un mode de réalisation de l'invention, dans laquelle le joint d'étanchéité gonflable est dans une position dégonflée ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, le joint d'étanchéité gonflable étant dans une position gonflée ; - les figures 3 et 4 illustrent le positionnement d'un joint d'étanchéité gonflable dans une position gonflée, utilisé dans un espace de largeur variable ; - la figure 5 est une vue en perspective d'un joint d'étanchéité gonflable conforme à un mode de réalisation de l'invention, monté sur une pièce de carénage d'un aéronef ; et - la figure 6 est une vue en perspective tronquée du joint d'étanchéité gonflable de la figure 5, illustrant les moyens de raccordement du joint d'étanchéité gonflable à une source de mise en pression (non représentée). On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 une structure d'étanchéité conforme à un mode de réalisation de l'invention. On va décrire ici, de manière nullement limitative, une application à un aéronef comprenant une structure d'étanchéité d'un espace localisé entre deux pièces de cet aéronef. Ici, dans cet exemple de réalisation pratique, les pièces de l'aéronef 30 peuvent être une trappe d'accès 10, destinée à fermer une ouverture dans un carénage 11 de l'aéronef, et par exemple dans un carénage ventral. En fonction du montage de la trappe d'accès 10 dans le carénage 11, et notamment des tolérances de montage et des jeux existants à la jonction de ces pièces, un espace 12 est laissé libre entre la trappe d'accès 10 et le carénage 11. Afin de conserver le profil aérodynamique du carénage et éviter la création de turbulences, il est préférable de positionner un joint d'étanchéité afin de combler cet espace 12 s'étendant entre la trappe d'accès 10 et le carénage 11. L'espace 12 s'étend dans une direction longitudinale et peut être ouvert sur une longueur, suivant la direction longitudinale z, (perpendiculaire au plan de la figure 1) d'environ 40 cm. Par ailleurs, l'espace 12 peut avoir une dimension variable dans sa largeur, selon la première direction x. Cette largeur I est variable, et par exemple comprise entre 5 et 17 15 mm. Cet espace 12 crée une perturbation aérodynamique sur l'écoulement de l'air sous la voilure de l'aéronef. On prévoit ainsi un joint d'étanchéité gonflable 20 afin de fermer cet espace 12 ayant une dimension variable suivant la première direction x, 20 perpendiculaire à la direction longitudinale z. Le joint d'étanchéité gonflable 20 comprend une structure gonflable 21 montée sur une aile de fixation 22. Le profil de la structure gonflable 21 est constant suivant la direction longitudinale z du joint d'étanchéité 20. 25 La structure gonflable 21 comprend une face plane rigide 23 et une portion souple déformable 24. Dans ce mode de réalisation, la structure gonflable 20 comprend une portion de fixation 25 qui s'étend dans le prolongement de l'aile de fixation 22, dans le plan de cette aile de fixation 22. 30 Cette portion de fixation 25 de la structure gonflable 21 forme ainsi une portion sensiblement plane s'étendant en longueur selon la direction longitudinale z et en hauteur selon une seconde direction y, perpendiculaire à la première direction x. Cette portion de fixation 25 est reliée d'une part à un premier bord longitudinal 23a de la face plane rigide 23 et, d'autre part, à un premier bord longitudinal 24a de la portion souple déformable 24 de la structure gonflable 21. Le second bord longitudinal 23b de la face plane rigide 23 et le second bord longitudinal 24b de la portion souple déformable 24 sont reliés l'un à l'autre dans une zone de jonction de la face plane rigide 23 et de la portion souple déformable 24. La structure gonflable 21 est déformable entre la position dégonflée, illustrée à la figure 1, dans laquelle la portion souple déformable 24 est repliée entre la portion de fixation 25 et la face plane rigide 23, et une position gonflée, illustrée à la figure 2, dans laquelle la face plane rigide 23 s'étend sensiblement perpendiculairement à la portion de fixation 25. Ainsi, comme illustré à la figure 2, en position gonflée, la face plane rigide 23 est déployée dans une direction correspondant sensiblement à la première direction x de l'espace 12 à combler. Dans un mode de réalisation préféré, afin d'obtenir une face plane rigide 23, celle-ci est formée d'une paroi plus épaisse que la paroi de la portion 20 souple déformable 24. Le joint d'étanchéité gonflable 20 peut être réalisé en caoutchouc élastique afin de permettre un retour à sa forme initiale, en position dégonflée. A titre d'exemple non limitatif, l'épaisseur e de la portion souple déformable 24, ainsi ici que de la portion de fixation 25, peut être sensiblement 25 égale à 1 mm, permettant de conserver une souplesse propre à la déformation et au pliage de cette portion souple déformable 24 lorsque le joint d'étanchéité 20 est dégonflé. Alternativement, la portion de fixation 25 pourrait avoir une épaisseur différente, et par exemple supérieure, de celle de la paroi de la portion souple 30 déformable 24. En revanche, l'épaisseur E de la face plane rigide 23 est supérieure, et par exemple sensiblement égale à 2 mm, afin de conserver une forme plane rigide après gonflage du joint d'étanchéité. La rigidité de cette portion plane rigide 23 peut ainsi être obtenue aisément par une simple surépaisseur de la paroi. Bien entendu, d'autres moyens de rigidification pourraient être utilisés, et par exemple l'inclusion dans la paroi plane rigide 23 d'un renfort plastique ou métallique. La paroi plane rigide peut alors être surmoulée autour de ce renfort. L'aile de fixation 22 présente également une paroi plus épaisse que l'épaisseur e de la portion souple déformable 24 et de la portion de fixation 25. A titre d'exemple, l'épaisseur m de l'aile de fixation 22 peut également être sensiblement égale à 2 mm, c'est-à-dire du même ordre de grandeur que l'épaisseur E de la face plane rigide 23. Cette épaisseur renforcée de l'aile de fixation 22 permet un montage fiable du joint d'étanchéité gonflable dans la structure d'étanchéité. A titre d'exemple non limitatif, la hauteur du joint d'étanchéité gonflable 20, selon la seconde direction y, peut être comprise entre 25 et 30 mm. Par ailleurs, la largeur L de la face plane rigide 23, prise selon la première direction x lorsque la structure gonflable 21 est en position gonflée telle qu'illustrée à la figure 2, doit être suffisante pour combler l'espace 12 dans sa largeur I de dimensions variables. Une largeur L de l'ordre de 22 mm est ainsi suffisante pour combler l'espace 12 dans sa largeur I, dont la largeur maximale Imax est sensiblement égale à 17 mm dans ce mode de réalisation. Comme bien illustré aux figures 3 et 4, la largeur L de la face plane rigide 23 est suffisante pour combler la largeur I de l'espace 12 dans la première direction x, cette largeur I étant variable entre une valeur minimale Imin et une valeur maximale Imax. De manière plus générale, la largeur L de la face plane rigide 23 doit être au moins sensiblement égale à la dimension maximale, ici la largeur Imax de l'espace 12 dans la première direction x. Afin d'obtenir la mise en pression de la structure gonflable 21 du joint d'étanchéité gonflable 20, des moyens de connexion 26 sont prévus pour relier la structure gonflable 21 à la cabine intérieure pressurisée (non représentée) de l'aéronef. Comme bien illustré aux figures 5 et 6, les moyens de connexion 26 peuvent être constitués d'un tube de raccordement 26 collé et débouchant à l'intérieur de la structure gonflable 21 du joint d'étanchéité ici au niveau de la paroi de fixation 25. Ce tube de raccordement 26 peut être par exemple une valve de chambre à air, sans clapet anti-retour, permettant ainsi le dégonflage automatique de la structure gonflable 21 lorsque le tube de raccordement 26 n'est plus en communication avec une zone pressurisée. Le raccordement du tube de raccordement 26 à la cabine intérieure pressurisée de l'aéronef peut être réalisé par l'utilisation de raccords pneumatiques à joints emboités. Ce type de raccord est connu de l'homme du métier et n'a pas 20 besoin d'être décrit plus en détail ici pour sa mise en oeuvre. Comme bien illustré sur les figures 5 et 6, le joint d'étanchéité gonflable est fixé, au niveau de son aile de fixation 22, sur une paroi 13 du carénage 11. Le tube de raccordement 26 peut ainsi déboucher de la paroi 13 du 25 carénage 11. Le volume de carénage ventral n'étant pas pressurisé, le tube de raccordement 26 peut déboucher d'une ouverture 13a prévue à cet effet dans la paroi 13, sans nécessiter d'étanchéité autour de ce tube de raccordement 26. Les extrémités 27 (seule l'une de ces extrémités est visible à la figure 30 5) du joint d'étanchéité 20 peuvent être réalisées par une extrémité collée, adaptée à fermer l'espace de la structure gonflable 21 du joint gonflable 20. L'extrémité 27 doit être suffisamment souple pour perturber le moins possible le pliage et le dépliage du joint d'étanchéité. La structure d'étanchéité comporte en outre une cornière rapportée 14, formant ainsi une cornière de renfort au niveau de la fixation du joint d'étanchéité. Cette cornière 14 est rapportée et fixée de manière à pincer l'aile de fixation 22 du joint d'étanchéité gonflable 20 entre la paroi 13 du carénage 11 et une paroi principale 15 de la cornière 14. La paroi principale 15 s'étend ainsi parallèlement à l'aile de fixation 22 du joint d'étanchéité gonflable 20 et à la paroi 13 du carénage 11. Comme bien illustré sur la figure 5, des boulons de fixation peuvent être utilisés de manière classique pour solidariser la paroi 13 du carénage 11, l'aile de fixation 22 du joint d'étanchéité 20 et la paroi principale 15 de la cornière 14, placées en superposition les unes contre les autres. Par ailleurs, la cornière 14 comporte une aile de retour 16 adaptée à s'étendre dans la première direction x. Cette aile de retour 16 s'étend à proximité de la zone de jonction, au niveau du premier bord longitudinal 24a de la portion souple déformable 24, de l'aile de fixation 22 et de la structure gonflable 21 du joint d'étanchéité 20. Ainsi, en revenant à la figure 2, dans la position gonflée de la structure gonflable 21, la face plane rigide 23 s'étend sensiblement dans la première direction x et la portion souple déformable 21 s'étend à partir de l'aile de fixation 22, en appui contre l'aile de retour 16 de la cornière 14. Grâce à la structure particulière du joint d'étanchéité gonflable 20, on obtient, lors du gonflage de la structure gonflable 21, des forces suffisantes pour réaliser l'étanchéité de l'espace 12 tant dans la première direction x que dans la seconde direction y, perpendiculaire à la première direction x dans le plan de la figure 2. En effet, comme bien illustré aux figures 3 et 4 dans ce mode de réalisation, le positionnement de la trappe d'accès 10 dans le carénage 11 varie non seulement en largeur I mais également dans la seconde direction y perpendiculaire à la première direction x. Comme illustré à la figure 2, grâce aux efforts exercés au niveau de la face plane rigide 23 (force F1), et au niveau de la paroi souple déformable 24 (force F2 libre, dépendant de la mise en pression de la structure gonflable 21, et force de contre réaction F3 au niveau de la zone d'appui de la paroi souple déformable 24 contre l'aile de retour 16 de la cornière 14), il est possible de combler l'espace 12 quels que soient les jeux existants, dans une plage donnée, tant dans la première direction x que dans la seconde direction perpendiculaire y. Dans le cadre d'une application aéronautique, les valeurs d'aspiration sur une trappe d'accès 10 sont de l'ordre de 100 daN/m2 en vol et peuvent atteindre 1000 daN/m2 pour des conditions extrêmes, en prenant en compte les fuites de conditionnement d'air dans le carénage ventral 11. En supposant que la largeur maximale Imax de l'espace 12 est sensiblement égale à 17 mm et que la longueur de cet espace 12 est sensiblement égale à 40 cm, la force d'aspiration maximale Fa est de l'ordre de 0,1 x 40 x 1,7 = 6,8 daN. En reprenant l'exemple ci-dessus, l'aspiration standard en vol est de l'ordre de 0,7 daN. Pour une mise en pression de la structure gonflable 21 du joint d'étanchéité 20 de l'ordre de 0,5 bars, les efforts F2 et F3 peuvent être sensiblement égaux à 16 daN (F2 F3 0,5 x 40 x 0,8). Ces efforts F2, F3 sont suffisants pour permettre le dépliage de la structure gonflable 21 du joint sous une force de pression de 0,5 bars et assurer une étanchéité, permettant au moins à la face plane rigide 23 de conserver une forme plus au moins parallèle au profil de l'aéronef dans l'espace 12. Ainsi, la structure d'étanchéité décrite précédemment permet d'assurer une étanchéité correcte avec une pression de gonflage du joint d'étanchéité 20 sensiblement comprise entre 0, 5 et 0, 8 bars, c'est-à-dire correspondant sensiblement à la pression dans la cabine intérieure pressurisée d'un aéronef en vol. La présente invention permet de proposer un joint d'étanchéité et une structure d'étanchéité bien adaptés à un aéronef, pouvant assurer l'étanchéité d'un espace de dimension variable, même avec une pression de gonflage faible, directement fournie par la cabine intérieure pressurisée de l'aéronef. REVENDICATIONS1. Joint d'étanchéité gonflable, comprenant une structure gonflable (21) ayant un profil sensiblement constant suivant une direction longitudinale (z), caractérisé en ce que la structure gonflable (21) comprend une face plane rigide (23) et une portion souple déformable (24). 2. Joint d'étanchéité gonflable conforme à la revendication 1, ladite structure gonflable (21) étant solidaire d'une aile de fixation (22) dudit joint d'étanchéité gonflable (20), caractérisé en ce que ladite aile de fixation (22) est prolongée par une portion de fixation (25) de la structure gonflable (21), s'étendant dans le plan de ladite aile de fixation (22) et reliée, d'une part, à un premier bord longitudinal (24a) de la portion souple déformable (24) et, d'autre part, à un premier bord longitudinal (23a) de la face plane rigide (23), le second bord longitudinal (23b) de ladite face plane rigide (23) et le second bord longitudinal (24b) de la portion souple déformable (24) étant reliés l'un à l'autre. 3. Joint d'étanchéité gonflable conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite structure gonflable (21) est déformable entre une position dégonflée, dans laquelle la portion souple déformable (24) est repliée entre ladite portion de fixation (25) et ladite face plane rigide (23) et une position gonflée, dans laquelle ladite face plane rigide (23) s'étend sensiblement perpendiculairement à ladite portion de fixation (25). 4. Joint d'étanchéité gonflable conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite face plane rigide (23) est formée d'une paroi plus épaisse que la paroi de ladite portion souple déformable (24). 5. Structure d'étanchéité d'un espace (12) entre deux pièces (10, 11), ledit espace (12) s'étendant dans une direction longitudinale (z) et ayant une dimension (I) variable suivant au moins une première direction (x), perpendiculaire à ladite direction longitudinale (z), caractérisée en ce qu'elle comprend un joint d'étanchéité gonflable (20) comprenant une structure gonflable (21) ayant un profil sensiblement constant suivant ladite direction longitudinale (z), ladite structure gonflable (21) comprenant une portion souple déformable (24) et une face plane rigide (23) ayant une largeur (L) sensiblement égale à une dimension maximale Max) dudit espace (12) dans ladite première direction (x). 6. Structure d'étanchéité conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que ledit joint d'étanchéité gonflable (20) comprend en outre une aile de fixation (22) adaptée à être fixée à une paroi (13) d'une desdites deux pièces (10, 11), ladite structure d'étanchéité comportant en outre une cornière rapportée (14) ayant une paroi principale (15) adaptée à s'étendre contre ladite aile de fixation (22) du joint d'étanchéité gonflable (20) et une aile de retour (16) adaptée à s'étendre dans ladite première direction (x), à proximité d'une zone de jonction (24a) de ladite aile de fixation (22) et de la structure gonflable (20). 7. Structure d'étanchéité conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que dans une position gonflée de la structure gonflable (21), ladite face plane rigide (23) s'étend sensiblement dans ladite première direction (x) et ladite portion souple déformable (24) s'étend à partir de l'aile de fixation (22), en appui contre ladite aile de retour (16) de ladite cornière (14). 8. Aéronef comprenant une structure d'étanchéité d'un espace (12) entre deux pièces (10, 11) conforme à l'une des revendications 5 à 7, et notamment entre une trappe d'accès (10) et un carénage (11). 9. Aéronef conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que la structure gonflable (21) dudit joint d'étanchéité gonflable (20) est reliée, pour son gonflage, à la cabine intérieure pressurisée de l'aéronef. 10. Aéronef conforme à l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la pression de gonflage dudit joint d'étanchéité gonflable (20) est sensiblement comprise entre 0,5 et 0,8 bars.