Brevet FR2979429A1 — publié le 20130301

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN PROJECTILE POUR TEST D'INGESTION D'OISEAUX DANS UNE TURBOMACHINE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine de la fabrication de projectiles pour tests d'ingestion d'oiseaux dans une turbomachine, de préférence pour aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Afin de tester sur banc d'essais du matériel de turbomachine d'aéronef pouvant subir en exploitation des impacts d'oiseaux, des méthodes de fabrication d'oiseaux artificiels ont été développées. La problématique est de trouver une méthode qui permette de fabriquer avec une bonne répétitivité un oiseau répondant à des exigences très précises, en particulier en termes de poids, dimensions, masse volumique, dureté. Concernant ces 29 deux dernières caractéristiques, la gamme de fabrication doit garantir leur homogénéité sur l'ensemble du projectile. Ces points sont majeurs pour assurer l'étalonnage du banc d'essais à partir de projectiles réputés calibrés, et ainsi pouvoir 25 garantir la conformité des résultats de tests. De plus, la gamme développée doit permettre de réduire les temps/coûts liés à la fabrication des projectiles (automatisation de tâches, etc.), ainsi qu'à l'occupation des bancs en facilitant la logistique d'approvisionnement (conditionnement simplifié, durée de vie augmentée, cycle d'approvisionnement réduit, temps de nettoyage des bancs après test réduit, etc.), tout en garantissant la qualité des projectiles fournis. Actuellement, il existe trois solutions majeures permettant de réaliser de tels projectiles. La première est la solution dite RTV, dont le produit obtenu est à base de silicone injecté dans un moule. La seconde réside dans l'utilisation de glace pilée (solution dite « Ice Bird » en anglais), tandis que la troisième solution consiste à mélanger de la gélatine animale, des microbilles de résine, et de l'eau. La solution RTV est mal adaptée, car la 15 masse volumique du projectile obtenu n'est pas représentative des oiseaux, et provoque un effet de rebondissement. La solution à glace pilée présente un problème d'homogénéité de la masse volumique dans le 20 projectile, et une mauvaise répétitivité en raison d'un compactage variable de la glace pilée d'un opérateur à l'autre. De plus, la durée de vie est très limitée, et la fabrication peu robuste. La solution à mélange de gélatine 25 animale, de microbilles de résine et d'eau est plus représentative des oiseaux que les deux précédentes. Néanmoins, elle présente un problème de répétitivité et d'homogénéité, car elle résulte d'une fabrication artisanale au cours de laquelle, notamment, le temps 30 de cuisson est conditionné par le perçu visuel de l'opérateur. En outre, elle ne permet pas de répondre à un critère de masse volumique au millième près, comme cela est pourtant souhaitable pour s'assurer de la fiabilité des tests réalisés. Le projectile obtenu n'est pas parfaitement homogène, des variations de densité de plus ou moins 5% ayant été mesurées au sein d'un même projectile. Enfin, la durée de vie est perfectible, puisque limitée tout au plus à deux semaines. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un projectile pour test d'ingestion d'oiseaux dans une turbomachine, comprenant les étapes successives suivantes : - introduction d'un produit gélifié d'origine végétale et de microbilles de résine dans 20 un dispositif mélangeur comprenant une cuve dans laquelle est placée un arbre malaxeur vertical portant des pales mélangeuses ; - mélange du produit gélifié d'origine végétale et des microbilles de résine par mise en 25 rotation de l'arbre malaxeur, mélange durant lequel le produit gélifié d'origine végétale et les microbilles de résine sont chauffés dans la cuve à une température de fonte ; - coulée du mélange dans un moule ; et 30 - après refroidissement, extraction en dehors du moule du projectile obtenu. 1.5 L'invention est remarquable en ce qu'elle est basée sur l'emploi d'un produit gélifié d'origine végétale, qui permet de bénéficier de nombreux avantages. Tout d'abord, du fait de l'emploi de ce type de produits, également dénommé gélatine végétale, le projectile obtenu présente une durée de vie très largement supérieure à celle observée dans l'art antérieur. En l'absence d'un contact direct avec l'air, elle peut atteindre au moins deux ans. Du plus, il s'agit d'un produit très répandu dans le commerce, notamment dans le domaine médical pour la fabrication de prothèses. Il est par ailleurs fourni prêt à l'emploi, et ne nécessite par conséquent aucune préparation spécifique avant son 15 mélange avec les microbilles de résine. De plus, grâce à ce produit gélifié d'origine végétale, il est également possible d'utiliser les dispositifs mélangeurs-chauffeurs qui lui sont dédiés, également disponibles dans le 20 commerce. L'emploi d'un tel dispositif, également dénommé dispositif auto-chauffant, permet de réaliser un chauffage et un mélange automatisés suivant des conditions déterminées, sans nécessiter le perçu visuel de l'opérateur. Il en résulte une densité plus 25 précise, au millième, avec une répétitivité et une homogénéité très satisfaisante, conduisant à la fabrication de projectiles robustes. De préférence, la proportion dudit mélange est telle que pour 1 kg de produit gélifié 30 d'origine végétale, il est prévu environ 53,5 g de microbilles de résine. De préférence, le procédé est mis en oeuvre de sorte que la densité du projectile obtenu soit égale 0,954 g/cm3. De préférence, le mélange est chauffé à la température de fonte, puis abaissé à une température de coulée avant sa coulée dans le moule. A cet égard, il est indiqué que le mélange est extrait de la cuve lorsqu'il a atteint une viscosité adaptée pour pouvoir être coulé dans le moule sans faire de strates de matière à densité variable. De préférence, ledit mélange est conservé dans la cuve pendant plus d'une journée à la température de coulée, avant sa coulée dans un moule. Au besoin, le mélange peut être retenu plusieurs 15 jours dans ladite cuve, ce qui garantit une flexibilité élevée dans le processus de fabrication. De préférence, le mélange est préchauffé jusqu'à la température de fonte avant d'être mélangé par le dispositif mélangeur. Cela facilite 20 l'opération ultérieure de mélange. De préférence, le produit gélifié d'origine végétale est un agar-agar enrichi d'additifs, parmi lesquels, par exemple, de l'huile de coton facilitant le démoulage du projectile. 25 De préférence, le cycle de chauffe du mélange dans la cuve est piloté par un logiciel de commande. Cela permet de bénéficier d'un procédé entièrement automatisé, propice à l'obtention de projectiles robustes et de qualité. Enfin, ledit moule est préférentiellement réalisé par stéréo-lithographie, à partir d'un fichier CAO. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un dispositif mélangeur-chauffeur employé pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un projectile pour test d'ingestion d'oiseaux dans une turbomachine d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; et - la figure 2 représente une vue schématique montrant l'étape de coulée du mélange issu du dispositif mélangeur-chauffeur, dans un moule approprié. 20 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, on peut apercevoir un dispositif mélangeur-chauffeur 1 employé pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un projectile pour test d'ingestion 25 d'oiseaux dans une turbomachine d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le dispositif 1 comprend une cuve 2 dans laquelle est placé un arbre malaxeur 4 orienté verticalement, dont l'axe est confondu avec l'axe longitudinal 6 de la cuve, qui présente de préférence une forme cylindrique de section circulaire. L'arbre 4 est entraîné en rotation selon l'axe 6 par un moteur 8. L'arbre porte une pluralité de pales 10 s'étendant chacune radialement vers la paroi latérale 12 de la cuve 2. Ces pales 12, par exemple au nombre de huit, sont réparties selon la hauteur et de part et d'autre de l'arbre. Elles se situent toutes préférentiellement dans un même plan passant par l'axe 6. D'autres pales fixes 14 peuvent être prévues sur la paroi latérale 12, en s'étendant radialement vers l'intérieur en direction de l'arbre 4. Ces pales 14 sont alors placées entre les pales 15 10, comme cela est visible sur la figure 1. Les pales 10 et 12 servent au mélange des produits injectés dans la cuve. Elles présentent à cet effet une forme vrillée. Les produits à mélanger peuvent être 20 introduits par le dessus, par exemple en retirant/soulevant un couvercle (non représenté), tandis que le mélange peut être coulé par un orifice de sortie 16 agencé en fond de cuve. Le dispositif 1, dit dispositif 25 mélangeur-chauffeur ou encore dispositif auto-chauffant, est ainsi équipé de moyens de chauffage 20 des produits situés dans la cuve. Ces moyens peuvent être de conception classique, par exemple du type résistance chauffante accolée sur le pourtour de la 30 cuve. Ils sont commandés par un logiciel 22 permettant d'appliquer un cycle de chauffe précis au mélange situé dans la cuve, ce logiciel permettant également, de préférence, de piloter simultanément la rotation de l'arbre malaxeur 4. Le dispositif 1 peut être du tout type répandu dans le commerce, comme par exemple le modèle Gelovit 200TM commercialisé par la société BEGO en tant qu'appareil de duplication universel pour la fabrication de prothèses dentaires à partir d'une gélatine végétale. Des modifications peuvent néanmoins être apportées sur ces dispositifs commercialisés, par exemple en rajoutant des pales 10, 14, ou encore en modifiant la taille de l'orifice de sortie 16. La mise en oeuvre du procédé débute par 15 l'insertion des produits à chauffer et à mélanger dans la cuve. Ici, seulement deux produits sont introduits, tout d'abord un produit gélifié A d'origine végétale, également dit gélatine végétale, et des microbilles de résine B. 20 Le produit A est préférentiellement un agar-agar, de préférence enrichi d'additifs, notamment de l'huile de coton facilitant le démoulage ultérieur. Il peut s'agir par exemple d'une gélatine végétale commercialisée sous la référence CastogelTM 25 par la société BEGO. Les microbilles B présentent un diamètre moyen de l'ordre de 0,0002 à 0,0005 mm, et sont de préférence réalisées en microballons phénoliques, par exemple commercialisés par la société SicominTM 30 Le mélange est tel qu'en proportion massique, il est prévu 1kg de produit gélifié A d'origine végétale, pour environ 53,5 g de microbilles de résine B. Cela permet de conférer au projectile obtenu une densité égale 0,954 g/cm3. Une fois les produits A et B introduits dans la cuve 2, le logiciel 22 applique un préchauffage jusqu'à une température de fonte 11 de l'ordre de 91°C, à plus ou moins 5°C. Durant ce préchauffage, les produits A, B ne sont pas mélangés, l'arbre malaxeur n'étant pas mis en rotation. Lorsque le préchauffage est terminé, la température de fonte 11 est maintenue et l'arbre 4 commence à tourner. Durant sa rotation, il assure la découpe de la gélatine végétale A, ainsi que le mélange avec les microbilles B. Après la commande par 15 le logiciel 22 d'une durée déterminée d'application de la température de fonte 11, la température est abaissée à une température de coulée T2 de l'ordre de 52°C, à plus ou moins 5°C. Le mélange obtenu, conservé à la 20 température de coulée T2, peut ensuite être extrait de la cuve lorsqu'il a atteint une viscosité adaptée pour pouvoir être coulé dans le moule, sans faire de strates de matière à densité variable. Néanmoins, en fonction des besoins rencontrés, le mélange peut être 25 conservé dans la cuve 2 pendant plusieurs jours à la température T2, avant sa coulée dans un moule. Comme cela a été schématisé sur la figure 2, l'étape de coulée peut ensuite être mise en oeuvre, via l'orifice de sortie 16, dans un moule 26 de forme 30 appropriée. Typiquement, le diamètre initial de l'orifice 16 est de l'ordre de 10 mm, transformé 10 2979429 15 ensuite en un trou oblong de 10 mm de largeur sur 20 mm de longueur. Il assure un débit de sortie du mélange liquide/visqueux qui est tel que la matière, une fois solidifiée dans le moule, soit homogène. 20 Il est noté que la réalisation des moules 26 peut être effectuée directement à partir d'un fichier CAO du projectile, par stéréo-lithographie. La sortie du projectile obtenu après refroidissement s'effectue par soufflage. Il est alors aménagé un trou au fond du moule pour permettre la sortie du projectile par soufflage. Ici, l'utilisation d'un produit démoulant n'est pas requise, car la gélatine A possède déjà de l'huile de coton qui assure cette fonction. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un projectile pour test d'ingestion d'oiseaux dans une turbomachine, comprenant les étapes successives suivantes : - introduction d'un produit gélifié (A) d'origine végétale et de microbilles de résine (B) dans un dispositif mélangeur (1) comprenant une cuve (2) dans laquelle est placée un arbre malaxeur vertical (4) portant des pales mélangeuses (10) ; - mélange du produit gélifié d'origine végétale et des microbilles de résine par mise en rotation de l'arbre malaxeur (4), mélange durant 15 lequel le produit gélifié d'origine végétale et les microbilles de résine sont chauffés dans la cuve (2) à une température de fonte (11) ; - coulée du mélange dans un moule (26) ; et 20 - après refroidissement, extraction en dehors du moule du projectile obtenu. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion dudit mélange est 25 telle que pour 1 kg de produit gélifié (A) d'origine végétale, il est prévu environ 53,5 g de microbilles de résine (B). 3. Procédé selon la revendication 1 ou la 30 revendication 2, caractérisé en ce qu'il est mis enoeuvre de sorte que la densité du projectile obtenu soit égale 0,954 g/cm3. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange est chauffé à la température de fonte (11), puis abaissé à une température de coulée (T2) avant sa coulée dans le moule. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mélange est conservé dans la cuve (2) pendant plus d'une journée à la température de coulée, avant sa coulée dans un moule. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange est préchauffé jusqu'à la température de fonte (11) avant d'être mélangé par le dispositif 20 mélangeur (1). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit gélifié (A) d'origine végétale est un agar- 25 agar enrichi d'additifs. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cycle de chauffe du mélange dans la cuve est piloté 30 par un logiciel de commande (22). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule est réalisé par stéréo-lithographie, à partir d'un fichier CAO.