Brevet FR2971485A1 — publié le 20120817

Système de drainage et élément de structure équipé 10 d'un tel système La présente invention concerne un système de drainage par gravité et un élément de structure d'aéronef tel qu'un caisson structural, équipé d'au moins un tel système. L'invention vise encore un aéronef équipé d'au moins un tel élément 15 de structure. Il est connu de disposer dans une soute avionique les équipements électroniques et en particulier, des calculateurs permettant le contrôle des différents systèmes de l'avion. Dans de nombreux avions, cette soute avionique est aménagée sous le 20 plancher du poste de pilotage, lequel est généralement formé par des panneaux de plancher supportant les aménagements intérieurs à la cabine et au poste de pilotage. Ces aménagements intérieurs comprennent notamment des toilettes et des cuisines pouvant être à l'origine de ruissellements. En outre, les parois du fuselage et les structures qui lui sont liées telles que 25 les poutres supportant les panneaux de plancher, sont à relativement basse température en raison de la température extérieure pendant le vol, ce qui provoque la condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air de la cabine et des ruissellements. Ces ruissellements peuvent encore provenir d'eaux de pluie. 30 Or, ces ruissellements sont indésirables car ils s'écoulent de manière non contrôlée et peuvent générer des défauts électroniques dans les équipements électroniques de la soute par exemple. Il convient, en conséquence, de drainer dans les points bas, l'eau qui s'y accumule. 35 On connaît de l'état de l'art des prises d'évacuation pour drainer des condensats. Le document US 4,463,774 décrit ainsi une soupape de type "fond de cale" qui se trouve par défaut en position ouverte afin d'assurer le drainage de condensat accumulé lorsque la cabine est dépressurisée et qui prend une position fermée, en réponse à une pression relative plus élevée dans la cabine qu'à l'extérieur, de façon à isoler l'intérieur du fuselage. Cette soupape de drainage des condensats est toutefois complexe à monter et onéreuse en raison du nombre important de pièces qu'elle contient. Par ailleurs, cette soupape de drainage a une forme générale qui présente une surépaisseur au niveau de la paroi interne du fuselage de sorte que de l'eau est inévitablement laissée affleurant au point bas du fuselage de l'avion. De plus, les éléments structuraux tels que les caissons structuraux qui sont travaillants, font intervenir des panneaux relativement épais pour lesquels les prises d'évacuation des liquides, qui sont connues de l'état de l'art, s'avèrent mal adaptées. En outre, ces caissons structuraux qui sont en carbone monolithique, peuvent être à l'origine d'une corrosion galvanique au niveau des zones d'assemblage comportant des éléments métalliques (vis, boulons, ...). L'objectif de la présente invention est donc de proposer un système de drainage, simple dans sa conception et dans son mode opératoire, d'un coût faible et étanche, pour assurer l'évacuation rapide de liquide pouvant s'accumuler dans un élément de structure rigide. De manière plus générale, l'invention vise à assurer l'évacuation de tout liquide pouvant se trouver dans un caisson structural vide au travers d'un circuit dédié. A cet effet, l'invention concerne un système de drainage par gravité destiné à être monté sur un élément de structure tel qu'un caisson structural, ledit système 25 comprenant au moins une tête de drainage. Selon l'invention, cette tête de drainage est une pièce d'un seul tenant comprenant un élément de filtration creux comportant des trous disposés sur au moins une partie de sa périphérie à une première extrémité, ledit élément de filtration étant entouré d'un support de fixation destiné à venir en appui contre une 30 face extérieure dudit élément de structure sur lequel ladite tête est destinée à être montée, lesdits trous étant placés de sorte qu'au moins certains desdits trous ont alors une partie destinée à affleurer avec la face intérieure de cet élément de structure de manière à assurer l'écoulement des fluides présents au point bas de l'élément de structure, ledit élément de filtration se prolongeant à son autre 35 extrémité en aval dudit support de fixation pour définir une portion de conduit d'évacuation. On entend par "d'un seul tenant" que cet élément est d'une seule pièce, et ne résulte pas, par conséquent, d'un assemblage d'une pluralité d'éléments initialement distincts, ce qui lui confère une tenue mécanique accrue. De préférence, cette tête de drainage est une pièce en plastique moulée ou encore rotomoulée. Elle est ainsi réalisée dans un matériau neutre par rapport à l'environnement composite et il n'existe pas de couple galvanique entre la tête de drainage et l'élément de structure. Le support de fixation présente avantageusement des orifices pour l'assemblage de ce support avec l'élément de structure sur lequel la tête de drainage est destinée à être montée. La tête de drainage peut avantageusement être montée et démontée depuis l'extérieur de l'élément de structure ce qui facilite sa pose et sa manutention. Le montage de la tête de drainage est particulièrement aisé puisqu'il s'effectue en une seule opération. Après ce montage, il ne reste plus qu'à connecter la tuyauterie de drainage à l'évacuation. L'élément de filtration qui constitue une cheminée traversante permet avantageusement une mise en oeuvre avec des éléments de structure d'épaisseurs différentes. En effet, les trous peuvent être présents sur une certaine hauteur de l'élément de filtration ce qui permet d'avoir toujours des trous présentant une portion affleurante avec la face intérieure de l'élément de structure. De plus, l'élément de filtration assure naturellement grâce à ses trous, un filtrage des particules susceptibles d'obstruer le circuit d'évacuation des liquides. Dans différents modes de réalisation particuliers de ce système de drainage, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - le support de fixation et/ou l'élément de filtration comportent une gorge destinée à recevoir un joint d'étanchéité, De préférence, la gorge placée sur ledit élément de filtration est agencée de manière à être placée au niveau de la partie supérieure dudit élément de structure lorsque ladite tête de drainage est montée sur cet élément de structure. Ainsi, le joint reçu dans cette gorge empêche de manière avantageuse l'eau de s'infiltrer entre l'élément de filtration et la tranche de l'élément de structure. La gorge placée sur la face du support de fixation destinée à venir en contact contre l'élément de structure permet de recevoir un joint d'étanchéité destiné à empêcher de l'eau de rentrer dans l'élément de structure depuis l'extérieur. - le support de fixation est une platine, - les trous sont alignés pour former au moins une bande de trous sur la périphérie de l'élément de filtration, A titre purement illustratif, les trous peuvent être disposés en quinconce. Les trous étant identiques ou non, ils peuvent être choisis dans le groupe comprenant des trous oblongs, des trous circulaires, des trous rectangulaires et des combinaisons de ces éléments. Ces trous peuvent encore avoir des extrémités arrondies ou en pointes. - le système de drainage comporte de plus des gouttières recevant à une de leurs extrémités les fluides provenant des portions de conduits d'évacuation des fluides pour transporter ces fluides vers un drain principal de l'aéronef, - la portion de conduit d'évacuation présente une forme de L ou de T inversé pour permettre une liaison à un réseau d'évacuation des fluides. L'invention concerne également un élément de structure comprenant au moins un trou destiné à recevoir une tête de drainage, ledit élément de structure étant équipé d'au moins un système de drainage tel que décrit précédemment. De préférence, le support de fixation étant plaqué contre la face extérieure de cet élément de structure et l'élément de filtration étant inséré dans le trou d'évacuation de l'élément de structure, la première extrémité de cet élément de filtration forme une saillie sur la face intérieure de cet élément de structure. Au moins certains des trous de l'élément de filtration comportent une de leur partie qui affleure avec la face intérieure de l'élément de structure. Avantageusement, la première extrémité de l'élément de filtration est placée à une extrémité inférieure de la face intérieure de cet élément de structure. Cet élément de structure peut être monolithique, et est de préférence réalisé en matériau composite. Cet élément de structure en matériau composite peut alors être en matériau composite thermoplastique. A titre indicatif, il peut en effet s'agir de composites à matrice thermoplastique résine PEEK ou résine PPS et de fibres de carbone continues. Il peut encore s'agir d'un élément de structure en matériau composite à matrice thermodurcissable du type résine époxy et fibres de carbone. Ces éléments de structure ont une épaisseur typiquement comprise entre environ 10 et 20 mm, telles qu'habituellement rencontrées dans le domaine aéronautique. Cet élément de structure peut être sensiblement plan, ou bien être un élément de structure dit à simple ou à double courbures classiquement rencontré dans la constitution des fuselages d'aéronefs. De préférence, l'élément de structure comporte au moins un obstacle pour empêcher la propagation des fluides dans une direction donnée et pour canaliser ces fluides vers ledit système de drainage. De préférence, l'élément de structure est un caisson structural. L'invention concerne encore un aéronef équipé d'au moins un élément de structure tel que décrit précédemment. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un système de drainage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle et en coupe du système de drainage de la Figure 1 selon l'axe A-A; - la figure 3 représente schématiquement un système de drainage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 montre en vue partielle et en coupe du système de drainage de la Figure 3 selon l'axe B-B; - la figure 5 représente schématiquement un système de drainage selon un troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 représente un élément de structure d'aéronef équipé d'un système de drainage selon la Figure 1; La Figure 1 montre schématiquement un système de drainage selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce système de drainage comporte une tête de drainage 1 qui est une pièce d'un seul tenant en plastique. A titre purement illustratif, cette pièce est réalisée dans un matériau plastique plus ou moins chargée en fibres qui pourra être notamment choisi dans le groupe comprenant les familles connues sous leur acronyme PA6, PA11, PEEK, PES, PAI, PEI, PI, PPSU, PSU,... Cette tête de drainage 1 comporte un élément de filtration 2 creux qui permet de filtrer les particules éventuellement contenues dans les fluides à évacuer afin qu'ils n'obstruent pas le conduit d'évacuation. Cet élément de filtration 2 comporte des trous 3 disposés sur sa périphérie à une première de ses extrémités. Ces trous 3 qui sont ici oblongs à extrémités arrondies, sont disposés à intervalles réguliers sur le pourtour de l'élément de filtration 2. Ces trous 3 ont une dimension longitudinale telle qu'ils présentent chacun une partie destinée à affleurer avec, ou encore à être placée au niveau de la surface interne de l'élément de structure sur lequel la tête 1 est destinée à être montée de manière à recevoir les liquides accumulés sur cet élément de structure en vue de leur évacuation. L'élément de filtration 2 comporte à sa première extrémité une échancrure 4 de manière à ne pas présenter d'arrête vive. Cet élément de filtration 2 est de plus entouré d'un support de fixation 5 destiné à venir en appui contre l'autre face, ou face externe, de l'élément de structure sur lequel la tête 1 est destinée à être montée. Ce support de fixation 5 est ici un disque comprenant des orifices 6 pour son assemblage avec l'élément de structure. Le support de fixation 5 est destiné à être directement plaqué contre la face externe de l'élément de structure sur lequel la tête de drainage est destinée à être montée, la première extrémité de l'élément de filtration 2 formant alors une saillie de l'autre côté, ou du côte de la face interne, de cet élément de structure. L'élément de filtration 2 se prolonge à son autre extrémité sous le support de fixation 5 pour définir une portion de conduit d'évacuation 7. Cette portion de conduit d'évacuation 7 est coudée et présente en conséquence une forme de L. Par ailleurs, ce conduit d'évacuation 7 peut recevoir à son extrémité libre un embout 8 destiné à assurer la liaison de ce conduit d'évacuation 7 avec un conduit ou une gouttière recevant à une de ses extrémités les fluides issus de la tête de drainage pour les transporter vers un drain principal de l'aéronef. Le support de fixation 5 et l'élément de filtration 2 comportent chacun une gorge 9 destinée à recevoir un joint d'étanchéité de manière à assurer l'étanchéité de l'élément de structure. Alternativement, un mastic d'étanchéité composite ou éventuellement en caoutchouc peut être placé à la surface du support de fixation 5 qui est destiné à être plaqué contre une face de l'élément de structure. La Figure 3 montre une variante de réalisation du système de drainage. Les éléments de la Figure 3 portant les mêmes références que les éléments des Figures 1 et 2 représentent les mêmes objets et ne seront, par conséquent, pas décrits de nouveau ci-dessous. La tête de drainage 1 de la Figure 3 se distingue de celle des Figures 1 et 2 en ce que la portion de conduit d'évacuation 10 présente une forme de T inversé pour permettre une liaison à un réseau d'évacuation des fluides. De nouveau, les extrémités libres de ce conduit d'évacuation peuvent comporter un embout 11. La Figure 5 montre un système de drainage selon un autre mode de réalisation de l'invention. Les éléments de la Figure 3 portant les mêmes références que les éléments des Figures 1 et 2 représentent les mêmes objets et ne seront, par conséquent, par décrits de nouveau ci-dessous La tête de drainage 1 de la Figure 5 se distingue de celle des Figures 1 et 2 en ce que les trous 12 ne sont pas oblongs mais circulaires et disposés en quinconce. La Figure 6 montre un élément de structure 13 tel qu'un caisson structural, équipé de deux têtes de drainage 1, 1' telles que décrites précédemment. Cet élément de structure 13 qui est monolithique est, par exemple, décrit dans la demande de brevet FR 2 872 779 de la présente demandeuse. Cet élément de structure 13 est formé d'au moins une peau à laquelle des éléments raidisseurs ont été préalablement assemblés. De préférence, les éléments raidisseurs et cette peau sont réalisés en matériau composite. Ces éléments de structure 13 peuvent être réalisés en matériau composite pour éviter toute corrosion. Les composites peuvent être choisis dans le groupe, donné à titre non limitatif, comprenant les composites de carbone, les composites de graphite, les composites de verre, les composites de silice, les composites de carbure de silicium ou tout autre composite procurant la rigidité nécessaire tout en répondant à la contrainte de faible masse liée au domaine aéronautique. On utilise une matrice thermoplastique ou thermodurcissable. Cet élément de structure 13 comporte un système de drainage tel que décrit à la Figure 1 recevant les fluides de cette zone pour les diriger vers un drain principal de l'aéronef. Ce système de drainage comporte ici deux têtes de drainage 1, 1' qui sont montées dans des trous de l'élément de structure 13 de sorte que l'extrémité de chaque élément de filtration 2 est placée en saillie, les trous oblongs 3 de l'élément de filtration 2 correspondant étant alors à niveau avec la surface interne 14 de l'élément de structure. Par ailleurs, cet élément de structure 13 comporte deux obstacles 15 placés de part et d'autre des têtes de drainage 1, 1' pour empêcher la propagation des fluides dans une direction donnée et canaliser ces fluides vers le système de drainage en vue de leur évacuation. REVENDICATIONS1. Système de drainage par gravité destiné à être monté sur un élément de structure, ledit système comprenant au moins une tête de drainage (1, 1'), caractérisé en ce que ladite tête de drainage (1, 1') est une pièce d'un seul tenant comprenant un élément de filtration (2) creux comportant des trous (3, 12) disposés sur au moins une partie de sa périphérie à une première extrémité, ledit élément de filtration (2) étant entouré d'un support de fixation (5) destiné à venir en appui contre une face extérieure dudit élément de structure sur lequel ladite tête est destinée à être montée, lesdits trous (3, 12) étant placés de sorte qu'au moins certains desdits trous (3, 12) ont alors une partie destinée à affleurer avec la face intérieure dudit élément de structure de manière à assurer l'écoulement des fluides présents au point bas dudit élément de structure, ledit élément de filtration (2) se prolongeant à son autre extrémité en aval dudit support de fixation (5) pour définir une portion de conduit (7, 10) d'évacuation. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support de fixation (5) et/ou ledit élément de filtration (2) comportent une gorge (9) destinée à recevoir un joint d'étanchéité. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une première gorge (9) est placée sur la face du support de fixation (5) destinée à venir en contact contre l'élément de structure. 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la gorge placée sur ledit élément de filtration (2) est agencée de manière à être placée au niveau de la partie supérieure dudit élément de structure lorsque ladite tête de drainage (1, 1') est montée sur ledit élément de structure. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits trous (3, 12) sont alignés pour former au moins une bande de trous (3, 12) sur la périphérie de l'élément de filtration (2). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits trous (3, 12) sont choisis dans le groupe comprenant des trous oblongs, des trous circulaires, des trous rectangulaires et des combinaisons de ces éléments. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système de drainage comporte de plus des gouttières recevant à une de leurs extrémités les fluides provenant des portions de conduits (7, 10) d'évacuation des fluides pour transporter ces fluides vers un drain principal de l'aéronef. 8. Elément de structure d'aéronef comprenant au moins un trou destiné à recevoir une tête de drainage (1, 1'), caractérisé en qu'il est équipé d'un système de drainage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Elément de structure selon la revendication 8, caractérisé en que la première extrémité dudit élément de filtration (2) est placée à une extrémité inférieure de la face intérieure dudit élément de structure. 10. Elément de structure selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en que ledit élément de structure est un caisson structural (13). 11. Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un obstacle (15) pour empêcher la propagation des fluides dans une direction donnée et canaliser lesdits fluides vers ledit système de drainage. 12. Aéronef équipé d'au moins un élément de structure selon l'une quelconque des revendications 8 à 11.