Brevet FR2984848A1 — publié le 20130628

PALE D'HÉLICE AVEC CAISSONS ET LONGERONS DE RENFORT ET HÉLICE COMPRENANT AU MOINS UNE TELLE PALE L'invention concerne une pale d'hélice, notamment une pale d'hélice de propulsion et/ou de sustentation d'un aéronef L'invention concerne 5 aussi une hélice, notamment une hélice de turbopropulseur d'aéronef, comprenant au moins une pale selon l'invention, ainsi qu'un turbopropulseur et un aéronef Dans de nombreux domaines, et en particulier en aéronautique, l'amélioration de l'efficacité des aéronefs demande une légèreté toujours accrue de ces derniers. C'est pourquoi de nombreuses solutions de pales 10 creuses ont déjà été proposées. Cependant, de telles pales sont souvent fragiles et ne procurent pas une résistance mécanique statique et une résistance mécanique dynamique suffisantes pour assurer leurs fonctions propulsive et/ou sustentatrice dans des conditions de fonctionnement extrêmes (rotation rapide, accélérations 15 importantes, fortes vibrations, grands écarts de température, givre, etc.). Il existe donc un enjeu important à pouvoir réaliser des pales qui soient légères et résistantes à tout type d'efforts et de contraintes, et notamment pouvant être montées sur des hélices de turbopropulseurs d'aéronefs très puissants. On connaît US 5,129,787 décrivant une pale creuse dans 20 laquelle un longeron formant des caissons internes vient au contact d'une peau aérodynamique extérieure pour en assurer le soutien structurel par l'intermédiaire de semelles de contact entre le longeron et la peau extérieure. Une telle structure de longeron formant caissons permet d'améliorer la rigidité d'une pale creuse. Cependant, une telle pale reste trop fragile dans certaines applications, notamment 25 dans le cas de fortes accélérations en rotation. De telles pales sont notamment peu résistantes aux efforts dynamiques, en particulier aux flexions. L'invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant une pale d'hélice plus résistante aux efforts dynamiques auxquels elle peut être soumise. 30 L'invention vise en particulier une pale dont la résistance à la flexion est largement accrue. L'invention vise une pale d'hélice qui soit légère. L'invention vise en outre une pale d'hélice qui soit relativement facile et peu coûteuse à fabriquer. L'invention vise également à proposer une pale d'hélice à 5 montage facile sur un moyeu. Dans tout le texte, on désigne de façon traditionnelle par « extrados » l'une des deux faces principales d'une pale adaptée pour créer une aspiration de la pale par l'air circulant le long de l'extrados, du bord d'attaque vers le bord de fuite de la pale. De même, on désigne par « intrados » la face principale 10 opposée à l'extrados adaptée pour créer une poussée de la pale par l'air circulant le long de l'intrados, du bord d'attaque vers le bord de fuite de la pale. En outre, dans tout le texte on désigne par « pied » de pale, une extrémité de la pale située du côté de l'attache de cette dernière avec un moyeu, et par « extrémité libre » l'extrémité de la pale située à l'opposé du pied de pale. 15 Dans tout le texte on désigne par « corde » une direction passant par le bord d'attaque et le bord de fuite de la pale. De même on désigne par « longitudinale » une direction sensiblement parallèle à une droite reliant le pied de pale à l'extrémité libre de la pale. L'« envergure » de la pale représente la distance maximale entre le pied de pale et l'extrémité libre de la pale. De plus, on désigne 20 par « épaisseur » la distance minimale en tout point entre l'extrados et l'intrados. Dans tout le texte, l'avant et l'arrière sont définis par rapport aux bords d'attaque et de fuite de la pale : un élément situé à l'avant est du côté du bord d'attaque et un élément vers l'arrière est situé du côté du bord de fuite. L'invention concerne donc une pale d'hélice comprenant : 25 - une enveloppe creuse présentant une surface extérieure formant un extrados et un intrados s'étendant chacun d'un bord d'attaque à un bord de fuite dans le sens de la corde de la pale, et d'un pied de pale à une extrémité libre de pale dans le sens de l'envergure de la pale, - une membrure disposée dans l'enveloppe creuse et comprenant au 30 moins un longeron, dit longeron caisson, présentant : - une pluralité de semelles en contact de surface avec l'enveloppe creuse de façon à assurer un soutien structurel de l'enveloppe creuse, - au moins deux cavités espacées l'une de l'autre dans le sens de la corde, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins deux longerons de renfort s'étendant entre ledit longeron caisson et l'enveloppe creuse. Une grande partie de l'enveloppe creuse (aussi parfois appelée peau) présente une surface aérodynamique apte à exercer des efforts sur de l'air. L'enveloppe creuse est une enveloppe qui assure une fonction aérodynamique et 10 une fonction structurelle. C'est pourquoi la membrure assure un soutien structurel de l'enveloppe creuse par l'intermédiaire de semelles en contact de surface avec la surface intérieure de l'enveloppe creuse. Ainsi la membrure assure le soutien de la forme extérieure de l'enveloppe creuse, donc de l'extrados et de l'intrados au 15 moins, et donc elle assure le maintien, notamment le maintien dans le temps, des performances aérodynamiques de la pale. La membrure assure aussi avantageusement le maintien dans le temps de la forme du bord d'attaque et du bord de fuite. La membrure est avantageusement solidaire de l'enveloppe 20 creuse au moins au niveau desdites semelles, par exemple par copolymérisation, collage, assemblage, thermocollage, thermomoulage, etc. Une membrure selon l'invention s'étend dans au moins une partie de l'enveloppe creuse et peut présenter un seul élément, notamment un longeron caisson, ou plusieurs éléments assemblés les uns aux autres. 25 Une membrure selon l'invention présente avantageusement deux ou trois cavités internes à ladite membrure. Rien n'empêche que ladite membrure forme plus de trois cavités longitudinales. Lesdites cavités s'étendent longitudinalement sur au moins une moitié de l'envergure et sont espacées les unes des autres dans le sens de la corde, de sorte qu'au moins une cavité, dite cavité 30 avant, est du côté du bord d'attaque, et au moins une autre cavité, dite cavité arrière, est du côté du bord de fuite. Chaque cavité longitudinale peut être divisée en une pluralité de cavités espacées les unes des autres dans le sens de l'envergure, de sorte que la membrure forme une pluralité de poches limitées dans le sens de la corde et dans le sens de l'envergure. Dans le cas où la membrure présente trois cavités, l'une au moins est une cavité avant située dans une moitié (dans le sens de la corde) de la pale du côté du bord d'attaque, au moins une deuxième cavité est une cavité arrière située dans une autre moitié (dans le sens de la corde) de la pale du côté du bord de fuite, et la troisième cavité peut être sensiblement centrale, c'est-à-dire disposée sensiblement le long de la médiane de la pale dans le sens de la corde ou le long d'une droite reliant le pied de pale à l'extrémité libre de la pale, ou encore dans l'axe longitudinal du pied de pale. Une telle poche centrale peut aussi être décalée vers l'avant ou vers l'arrière. De telles cavités forment avantageusement des caissons 15 apportant une résistance structurelle importante à la pale pour un poids relativement faible par rapport à des longerons conventionnels pleins. En effet, de tels caissons contiennent généralement un ou plusieurs gaz, notamment de l'air, ou sont remplis d'un matériau léger tel que par exemple une mousse de remplissage ou un matériau alvéolé (nid d'abeilles). 20 Grâce à cette structure longitudinale caissonnée dans le sens de la corde au moins, un longeron caisson (et donc une membrure) selon l'invention apporte à la pale une résistance en torsion importante. Avantageusement et selon l'invention, la membrure comprend au moins un longeron caisson sous la forme d'une ou plusieurs nappe(s) dont la 25 distance à la corde varie le long de la corde. Certaines portions du longeron caisson sont en contact de surface par leurs semelles avec l'enveloppe creuse et d'autres portions sont espacées de l'enveloppe creuse. Le longeron caisson forme des cavités longitudinales qui lui sont intérieures. La membrure forme des cloison(s) entre différents volumes de 30 l'enveloppe creuse, de sorte que, outre les caissons délimités par la membrure elle-même, des volumes intérieurs situés entre la membrure et l'enveloppe creuse peuvent former des cavités supplémentaires, par exemple entre la paroi avant d'un caisson avant et la surface intérieure de l'enveloppe creuse du côté du bord d' attaque. Les inventeurs ont déterminé que si la membrure apporte 5 essentiellement à la pale un soutien structurel et une résistance à la torsion, il n'apporte pas ou peu de résistance aux modes de flexion. Les longerons de renfort selon l'invention améliorent la résistance aux flexions d'une pale selon l'invention. De tels longerons de renforts améliorent la résistance en flexion dans les deux sens de flexion de la pale : de haut 10 en bas dans le sens de l'épaisseur, et d'avant en arrière dans le sens de la corde. Ainsi, l'invention permet d'obtenir, pour la première fois, une pale légère et de haute résistance aux modes de flexions et aux modes de torsion. Au contraire, à résistance en flexion égale, une pale selon l'invention est plus légère car elle requiert une membrure moins imposante : moins 15 d'élément structurels constituants la membrure et/ou des éléments de membrure de section plus petite. Les longerons de renfort sont avantageusement disposés entre la membrure et l'enveloppe, notamment entre le longeron caisson et l'enveloppe creuse. Ainsi la membrure maintien les longerons de renfort en position dans la 20 pale, et les longerons de renfort assurent eux-mêmes un soutien structurel de l'enveloppe creuse. Les longerons de renfort sont avantageusement assemblés (par copolymérisation, collage, thermocollage, thermomoulage, assemblage, co-cuisson, etc.) avec la membrure et/ou l'enveloppe creuse de sorte à éviter tout mouvement 25 relatif entre ces différents éléments. En particulier, les longerons de renfort étant généralement les structures de la pale attachées au moyeu, leur assemblage avec au moins un élément choisi parmi la membrure et l'enveloppe creuse est essentiel pour assurer la rétention de la pale par rapport au moyeu. L'ensemble des éléments de la pale, notamment la membrure, 30 l'enveloppe creuse et les longerons de renforts sont assemblés les uns aux autres. Avantageusement, une pale selon l'invention est préparée selon un procédé dans lequel : - on prépare la membrure, les cavités dudit longeron caisson étant espacées l'une de l'autre selon une direction, dite direction de corde de la pale, - on prépare l'enveloppe creuse, - on dispose l'enveloppe creuse autour de la membrure, au moins une partie de la membrure étant en contact de surface avec l'enveloppe creuse, - une fois l'enveloppe creuse disposée autour de la membrure, on réalise une étape de consolidation de la pale, à une température prédéterminée, de façon à 10 former une liaison continue entre au moins une matrice polymère de l'enveloppe creuse et au moins une matrice polymère de la membrure. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, les longerons de renfort sont en matériaux composite comprenant au moins une majorité de fibres unidirectionnelles dans le sens de l'envergure. 15 Les matériaux composites ayant des propriétés mécaniques équivalentes ou supérieures aux autres matériaux utilisés dans le domaine aéronautique, ils permettent d'importantes diminutions de masse qui se traduisent par des performances améliorées, une réduction de la consommation en carburant et un gain de charge utile. 20 Disposer des fibres unidirectionnelles dans le sens de l'envergure permet d'optimiser la résistance aux flexions des longerons de renfort et donc de la pale. De même l'enveloppe creuse et la membrure sont avantageusement en matériau composite. 25 Avantageusement et selon l'invention, chacune des parties de la pale est formé en matériau composite dont la matrice polymère est de nature chimique identique. Avantageusement et selon l'invention, l'enveloppe creuse, la membrure (notamment le longeron caisson) et les longerons de renforts sont 30 solidaires mécaniquement les uns des autres. Toutes techniques de solidarisation de ces éléments peuvent être envisagées. Cependant, avantageusement et selon l'invention, l'enveloppe creuse, la membrure et les longerons de renforts sont préparés indépendamment, sont mis au contact les uns des autres dans leurs positions respectives finales, puis sont thermocollés les uns aux autres par traitement thermique de sorte qu'une polymérisation de la matrice polymère (dans le cas d'une matrice thermodurcissable) ou une fusion des matrices polymère (dans le cas d'une matrice thermoplastique) des matériaux composites intervient aux interfaces entre l'enveloppe creuse, la membrure et les longerons de renforts. Avantageusement et selon l'invention, un traitement, dit pré- consolidation, permet de solidariser la membrure et les longerons de renfort préalablement mis en place et au contact les uns des autres. Avantageusement et selon l'invention, l'enveloppe creuse est mise en contact de surface avec les semelles supérieures et les semelles inférieures 15 du longeron caisson. Ainsi, après avoir ainsi disposé l'enveloppe creuse de façon à "fermer" la pale, on peut réaliser une étape de consolidation finale de la pale. Il s'agit d'un traitement thermique sous pression, réalisé par exemple dans une enceinte fermée telle qu'un four, une étuve ou un autoclave, pendant une durée 20 prédéterminée. La température, la pression et la durée d'un tel traitement thermique sont notamment déterminées en fonction du type de matériau(x) composite(s) formant la pale et de la taille de la pale. Avantageusement et selon l'invention, le(les) matériau(x) composite(s) composant la pale peut(peuvent) comprendre toute matrice polymère 25 présentant des propriétés mécaniques et physico-chimiques adaptées aux sollicitations qu'une pale, notamment une pale d'hélice, est susceptible de subir. Chaque matrice polymère d'un matériau composite utilisé dans une pale selon l'invention est choisie parmi les polymères thermodurcissables (ou "thermodurs") et les polymères thermoplastiques. Avantageusement et selon l'invention, chacune des 30 parties de la pale est formé en matériau composite dont la matrice polymère est de nature chimique identique. Avantageusement et selon l'invention, chaque matrice polymère est choisie dans le groupe formé des résines époxydes ("époxy"), des résines polyuréthannes, des résines phénoliques, des résines polyesters, des résines vinylesters, des résines bismaléimides (BMI) et de leurs mélanges. Avantageusement et selon l'invention, chaque matrice polymère est choisie dans le groupe formé des polyamides (PA), des polytéréphtalates éthyléniques (PET) et butyléniques (PBT), des polycarbonates (PC), des polyphénylènes oxydes (PPO), des polybenzimidazoles (PBI), des polyoxyméthylènes (POM), des polyétherimides (PEI), des polysulfones (PSU) des polyphénylsulfones (PPSU), des polyéthersulfones (PES), des polyétheréthercétones (PEEK), des polyphénysulfides (PPS), des polyamides imides (PAT), des polyimides (PI), et de leurs mélanges. Avantageusement et selon l'invention, chaque renfort sous forme de fibres est choisi parmi les fibres de carbone, les fibres aramides, les fibres 15 carbone-aramides, les fibres de verre et les fibres naturelles telles que les fibres de chanvre ou de bambou. De façon surprenante, la combinaison de : - longerons de renforts disposés non pas au milieu de l'épaisseur de la pale, mais entre la membrure et l'enveloppe creuse, 20 - longerons de renforts en matériaux composites à fibres majoritairement unidirectionnelles dans le sens de l'envergure, - longerons de renforts solidaires de la membrure et de l'enveloppe creuse, permet pour la première fois d'obtenir une pale répondant à la fois au critère de légèreté et à la fois au critère de résistance à des efforts importants, notamment à 25 des efforts importants en flexions. Avantageusement, dans une pale selon l'invention la longueur du longeron caisson et de chaque longeron de renfort dépend : - de l'épaisseur de la pale, - de l'épaisseur de l'enveloppe creuse. De plus, avantageusement et selon l'invention les longueurs du longeron caisson et de chaque longeron de renfort dépendent des épaisseurs respectivement de chaque longeron de renfort et du longeron caisson. Avantageusement, dans une pale selon l'invention : - le longeron caisson s'étend longitudinalement sur au moins une moitié de l'envergure de la pale, - chaque longeron de renfort s'étend longitudinalement sur au moins un tiers de l'envergure de la pale à partir du pied de pale. En particulier, avantageusement et selon l'invention, les 10 longerons de renfort s'étendent longitudinalement à partir du pied de pale sur au moins un quart de l'envergure de la pale. Ainsi, une pale selon l'invention étant généralement plus épaisse dans sa moitié située du côté du pied de pale que dans sa moitié située du côté de son extrémité libre, les longerons de renfort s'étendent avantageusement 15 dans cette portion de la pale. En effet, la moitié de la pale située du côté du pied de pale est la portion de pale soumise aux efforts les plus importants, notamment en flexion, du fait du poids (et donc de l'inertie) de la seconde moitié de pale située du côté de son extrémité libre. La section et en particulier l'épaisseur d'un longeron de 20 renfort peut varier le long de sa longueur disposée longitudinalement selon l'envergure de la pale. En particulier avantageusement et selon l'invention, la section de chaque longeron de renfort diminue progressivement en s'éloignant du pied de pale. En outre, avantageusement et selon l'invention, les longerons 25 de renfort s'étendent le long d'un axe longitudinal dans le prolongement du pied de pale. Ainsi, lorsque la pale est montée dans un moyeu, les longerons de renfort s'étendent avantageusement longitudinalement dans l'axe d'un fût radial du moyeu dans lequel la pale est montée. De même, le longeron caisson s'étend longitudinalement à 30 partir du pied de pale sur au moins la moitié de l'envergure de la pale, notamment sur au moins 80 % de l'envergure de la pale. Avantageusement et selon l'invention, au moins deux longerons de renfort s'étendent : - dans le sens de la corde entre deux cavités du longeron caisson, - l'un en regard de l'autre dans l'épaisseur de la pale, un premier desdits 5 longerons de renfort s'étendant le long de l'extrados, un deuxième desdits longerons de renfort s'étendant le long de l'intrados. Ainsi les longerons de renfort s'étendent dans une partie centrale de la pale dans le sens de la corde, notamment lorsque la membrure présente uniquement une cavité avant et une cavité arrière. 10 Les longerons de renfort forment ainsi une âme centrale de la pale adaptée pour améliorer la résistance de la pale aux flexions. De plus, les longerons de renfort sont dans le prolongement de fixations de la pale à un moyeu. Les longerons de renfort étant disposés entre la membrure et l'enveloppe creuse d'une part (dans le sens de l'épaisseur de la pale), et entre deux 15 cavités d'autre part (dans le sens de la corde), ils permettent ainsi d'améliorer la résistance aux flexions de l'ensemble de la pale : leur résistance aux flexions est transmise à l'ensemble de la pale par l'intermédiaire de la membrure. Avantageusement et selon l'invention, ledit longeron caisson présente : 20 - au moins deux semelles, dites semelles supérieures, en contact de surface avec l'enveloppe creuse du côté de l'extrados, - au moins deux semelles, dites semelles inférieures, en contact de surface avec l'enveloppe creuse du côté de l'intrados, - au moins une cavité, dite cavité avant, s'étendant du côté du bord 25 d'attaque, entre une première semelle supérieure, dite semelle supérieure avant, et une première semelle inférieure, dite semelle inférieure avant, en regard de ladite semelle supérieure avant, - au moins une cavité, dite cavité arrière, s'étendant du côté du bord de fuite, entre une deuxième semelle supérieure, dite semelle supérieure arrière, 30 différente de la semelle supérieure avant, et une deuxième semelle inférieure, dite semelle inférieure arrière, située en regard de ladite semelle supérieure arrière et différente de la semelle inférieure avant, - au moins une liaison, dite liaison centrale, reliant au moins une semelle choisie parmi la semelle supérieure avant et la semelle inférieure avant, et 5 au moins une semelle choisie parmi la semelle supérieure arrière et la semelle inférieure arrière. Un longeron caisson selon l'invention présente avantageusement autant de semelles supérieures et inférieures que de cavités longitudinales. 10 La(les) liaison(s) centrale(s) s'étend(ent) entre une cavité avant et une cavité arrière et permet(tent) de maintenir les cavités avant et arrière à une distance constante l'une de l'autre. Avantageusement, le longeron caisson présente une première liaison centrale du côté de l'extrados entre la semelle supérieure avant et la semelle 15 supérieure arrière, et une deuxième liaison centrale - différente de la première liaison centrale - du côté de l'intrados entre la semelle inférieure avant et la semelle inférieure arrière. Les deux liaisons centrales ainsi formées peuvent être jointes l'une à l'autre, ou séparées l'une de l'autre dans le sens de l'épaisseur. 20 La(les) liaison(s) centrale(s) s'étend(ent) donc, dans le sens de l'épaisseur, entre deux longerons de renfort. Un premier longeron de renfort s'étend entre la liaison centrale dudit longeron caisson et l'enveloppe creuse du côté de l'extrados, et un deuxième longeron de renfort s'étend entre la liaison centrale dudit longeron caisson et l'enveloppe creuse du côté de l'intrados. 25 De plus, avantageusement et selon l'invention, le longeron caisson s'étend depuis une zone avant située à proximité du bord d'attaque à une zone arrière située à proximité du bord de fuite dans le sens de la corde. En particulier, avantageusement et selon l'invention, le longeron caisson s'étend du bord d'attaque au bord de fuite dans le sens de la corde. 30 Ainsi, les déplacements du longeron caisson dans l'enveloppe creuse le long de la corde (d'avant en arrière) sont interdits. De plus, le longeron caisson assure un soutien structurel de l'enveloppe creuse, et notamment du bord d'attaque et du bord de fuite, ce qui est essentiel pour l'aérodynamique de la pale qui est soumise à des efforts importants. Le longeron caisson peut à cet effet, présenter une liaison avant et/ou arrière respectivement en prolongement à l'avant d'une cavité avant et/ou d'une cavité arrière, ou alternativement présenter une cavité avant s'étendant au contact de la surface intérieure de l'enveloppe creuse jusqu'au bord d'attaque (respectivement une cavité arrière jusqu'au bord de fuite). Lorsque le longeron caisson présente une liaison vers l'avant 10 d'une cavité avant jusqu'au bord d'attaque (respectivement vers l'arrière d'une cavité arrière jusqu'au bord de fuite), une ou plusieurs cavités s'étendent entre cette liaison et la surface intérieure de l'enveloppe creuse qui peuvent par exemple être remplies par une mousse de remplissage légère, des longerons de renfort additionnels par exemple en matériau composite, un matériau alvéolé (nid 15 d'abeilles), de l'air, etc. Avantageusement et selon l'invention, ledit longeron caisson est formé d'une première demi-coque, dite demi-coque supérieure, présentant au moins deux semelles supérieures et disposée du côté de l'extrados, et d'une deuxième demi-coque, dite demi-coque inférieure, présentant au moins deux 20 semelles inférieures et disposée du côté de l'intrados, les deux demi-coques étant jointes entre elles au moins à l'avant d'une cavité avant du côté du bord d'attaque et à l'arrière d'une cavité arrière du côté du bord de fuite. Ainsi la fabrication du longeron caisson est facilitée : il suffit de réaliser deux demi-coques chacune sous la forme d'une nappe bosselée au lieu 25 d'un longeron caisson présentant des cavités et/ou des anfractuosités. Ainsi lorsque le longeron caisson est métallique il suffit, pour réaliser les deux demi-coques, d'emboutir deux plaques métalliques pour former les deux demi-coques, de même si le longeron caisson est réalisé en matériau composite à partir de nappes pré-imprégnées, il suffit de disposer les nappes pré-imprégnées sur un moule de 30 chaque demi-coque. Les deux demi-coques sont ensuite rendues solidaires l'une de l'autre par exemple par copolymérisation, co-cuisson, collage, thermocollage, thermomoulage, assemblage, etc., puis sont rendus solidaires de l'enveloppe creuse au moins au niveau des semelles. En outre, avantageusement et selon l'invention, ladite membrure comprend en outre un longeron central s'étendant longitudinalement le long d'au moins une liaison centrale et séparant une cavité avant d'une cavité arrière. Le longeron central est avantageusement en matériau 10 composite comprenant une majorité de fibres unidirectionnelles disposées dans le sens de l'envergure. Ainsi le longeron central comprend un assemblage de fibres avantageusement orientées dans le sens de l'envergure. Avantageusement et selon l'invention le longeron central 15 s'étend entre les deux demi-coques du longeron caisson. En particulier, le longeron central s'étend entre une liaison centrale de la demi-coque supérieure et une liaison centrale la demi-coque inférieure. Ainsi, dans la partie centrale de la pale, on trouve une âme 20 constituée successivement : de l'enveloppe creuse côté intrados, d'un longeron de renfort côté intrados, de la demi-coque inférieure, du longeron central, de la demi-coque supérieure, d'un longeron de renfort côté extrados, de l'enveloppe creuse côté extrados. Avantageusement, les liaisons centrales du longeron caisson 25 étant espacées l'une de l'autre dans le sens de l'épaisseur, le longeron central prend place dans cet espace et isole ainsi une cavité avant d'une cavité arrière. Le longeron central peut être plein ou creux. S'il est creux, il peut être comblé ou non, par exemple par une mousse de remplissage. Cependant remplir un longeron creux par une mousse fait perdre la possibilité de réaliser des 30 tests non-destructifs sur la pale du fait de la présence d'une pluralité de matériaux hétérogènes. Le longeron central est avantageusement en matériau composite. Le longeron central améliore la résistance structurelle de la pale et notamment sa résistance aux efforts en flexion. De plus en comblant un 5 espace entre les liaisons centrales des deux demi-coques du longeron central, il améliore la résistance de la pale aux vibrations. Un tel longeron central est facultatif : les liaisons centrales et/ou les longerons de renforts peuvent présenter une épaisseur plus importante, de sorte que les liaisons centrales de chacune des demi-coques du longeron caisson 10 sont en contact l'une de l'autre et isolent ainsi une cavité avant d'une cavité arrière. De plus, avantageusement et selon l'invention, chaque longeron de renfort s'étend dans le pied de pale où il forme une boucle d'emplanture adaptée pour accueillir une goupille de fixation. En particulier, les longerons de renfort sont avantageusement 15 montés solidaires d'une fourrure d'ancrage par l'intermédiaire desdites goupilles de fixation, la fourrure d'ancrage étant elle-même adaptée pour pouvoir être montée dans un fût radial d'un moyeu et ancrée au moins longitudinalement dans ce fût radial. Les longerons de renfort assurent donc aussi la fixation de la 20 pale à une fourrure d'ancrage et donc à un moyeu. Les longerons de renfort d'une pale assurent une transmission de l'entraînement en rotation imposé par un moyeu à ladite pale. C'est pourquoi les longerons de renfort, l'enveloppe creuse et la membrure sont avantageusement solidaires de façon à former un seul bloc. Avantageusement ladite fourrure d'ancrage est montée 25 rotative dans le fût radial autour de l'axe longitudinal de la pale (c'est-à-dire autour d'un axe radial du moyeu) de sorte à pouvoir ajuster le pas de la pale. Avantageusement l'enveloppe creuse ne s'étend pas dans le pied de pale, mais les longerons de renfort sont en saillie de l'enveloppe creuse dans le pied de pale. C'est dans cette portion du pied de pale qu'ils présentent chacun une 30 boucle d'emplanture. En outre, avantageusement et selon l'invention, une première boucle d'emplanture d'un premier longeron de renfort s'étend dans le pied de pale à une distance minimale de l'enveloppe creuse strictement supérieure à la distance minimale à laquelle une seconde boucle d'emplanture d'un deuxième longeron de renfort s'étend dans le pied de pale. Disposer les deux (ou plus) boucles d'emplanture à des distances différentes de la base côté pied de pale de l'enveloppe creuse permet un gain de volume dans le moyeu, en particulier dans la fourrure d'ancrage. En effet, les boucles d'emplanture et leur goupille de fixation présentent un encombrement latéral important par rapport au volume disponible dans une fourrure d'ancrage, de sorte que les disposer décalées les unes des autres dans le sens longitudinal permet de diminuer l'épaisseur du pied de pale. A contrario, à épaisseur de pale égale cela permet d'utiliser des longerons de renforts plus épais et donc de former une emplanture plus résistante. Le rapport de la résistance en flexions de la pale par rapport à l'encombrement du pied de pale dans le sens de l'épaisseur est donc optimisé. En particulier une telle disposition permet de réduire les efforts subits par les goupilles de fixation, de réduire l'épaisseur du pied de pale, et donc de réduire la masse totale de la pale. En particulier, avantageusement et selon l'invention, ledit longeron central s'étend dans le pied de pale au-delà des boucles d'emplanture des longerons de renfort où il forme une boucle de sécurité adaptée pour accueillir une goupille de sécurité, ladite boucle de sécurité et ladite goupille de sécurité étant montée avec un jeu positif. D'autres éléments de structure, des longerons ou de la membrure peuvent présenter des fixations d'emplanture de pale dans une fourrure d'ancrage. Ainsi, le longeron central selon l'invention présente avantageusement une boucle d'emplanture, dite boucle de sécurité, adaptée pour être retenue dans une fourrure d'ancrage par une goupille de fixation, dite goupille de sécurité. Avantageusement la boucle de sécurité du longeron central est montée avec un jeu positif par rapport à la goupille de sécurité qui la traverse. Ainsi, en fonctionnement normal, cette boucle de sécurité et cette goupille de sécurité ne sont pas sollicitée, de sorte qu'elles ne subissent pas d'usure dans le temps - elles ne subissent en particulier pas de fatigue mécanique. Le longeron central assure ainsi une rétention de sécurité de la pale en cas de rupture de l'une ou plusieurs des fixations (boucles d'emplanture et goupilles de fixation) des longerons de renfort. En effet, les boucles d'emplanture et goupilles de fixation des longerons de renfort subissent pour leur part des efforts importants et sont donc susceptibles de présenter des signes de fatigue pouvant entraîner une rupture. De même, la fourrure d'ancrage de la pale peut subir une rupture brutale. Or une pale d'hélice en rotation dont les moyens de rétention cassent est libérée et devient très dangereuse pour l'aéronef et ses occupants d'une part, et pour des personnes au sol d'autre part. C'est pourquoi, avantageusement et selon l'invention la boucle de sécurité du longeron central assure un ancrage passif de sécurité ne 15 subissant pas de fatigue en fonctionnement normal. La boucle de sécurité du longeron central est aussi disposée au fond de la fourrure d'ancrage, de sorte que si cette dernière rompt dans une portion comprise entre son fond et les goupilles de fixation des longerons de renfort, le longeron central assure une rétention de sécurité de la pale dans le moyeu. 20 Une pale selon l'invention est avantageusement destinée à être montée sur une hélice de turbopropulseur d'aéronef. En effet, sa légèreté et sa grande résistance - notamment aux flexions - sont des avantages particulièrement intéressants dans ce cadre. Une pale selon l'invention étant particulièrement résistante aux flexions, peut subir de fortes accélérations induisant une forte 25 différence de pression entre intrados et extrados sur l'air. C'est pourquoi, l'invention s'étend aussi à une hélice de turbopropulseur comprenant au moins une pale selon l'invention. Une pale selon l'invention est avantageusement utilisée sur une hélice de turbopropulseur d'aéronef, en multiples exemplaires. Ainsi une hélice 30 de turbopropulseur selon l'invention comporte avantageusement au moins deux pales, notamment avantageusement entre trois et huit pales selon l'invention. Une hélice selon l'invention comprend aussi avantageusement un moyeu central entraîné par un moteur, au moins une fourrure d'ancrage pour chaque pale dans le moyeu, et en général un dispositif de réglage du pas des pales en vol. En particulier une hélice selon l'invention comportant une 5 pluralité de pales selon l'invention peut être avantageusement montée sur un aéronef à turbopropulseurs particulièrement puissants, les pales étant particulièrement résistantes aux efforts - notamment en flexions. En outre, l'invention s'étend aussi à un turbopropulseur comprenant au moins une hélice selon l'invention. 10 Un tel turbopropulseur (ou groupe motopropulseur de manière plus générale) comporte avantageusement une ou deux hélices selon l'invention. Lorsque ledit turbopropulseur comporte une pluralité d'hélices selon l'invention ces dernières peuvent par exemple être contrarotatives. L'invention s'étend aussi à un aéronef comprenant au moins 15 un turbopropulseur selon l'invention. Un aéronef comprenant des turbopropulseurs à hélices comprenant des pales selon l'invention est particulièrement avantageux. En effet, il s'agit d'un aéronef potentiellement puissant et donc pouvant transporter de lourdes charges grâce à des turbopropulseurs puissants, et des hélices légères. En outre, 20 malgré la puissance des turbopropulseurs et la légèreté des hélices, l'aéronef est particulièrement sûr grâce aux longerons de renforts améliorant la résistance en flexions desdites pales. L'aéronef comprend avantageusement deux, quatre, six ou huit turbopropulseurs, et peut en présenter plus afin de développer des puissances, 25 notamment au décollage encore plus importantes. L'invention concerne également une pale d'hélice, une hélice de turbopropulseur, un turbopropulseur et un aéronef caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention 30 apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : 2 9 8 4 8 4 8 18 - la figure 1 est une représentation schématique d'une pale d'hélice selon un mode de réalisation conforme à l'invention, par une vue de dessus d'une coupe longitudinale par une surface comprenant les cordes de la pale, - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon le plan II-II d'une 5 pale selon l'invention conforme au mode de réalisation de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon le plan d'une pale selon l'invention conforme au mode de réalisation des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale selon le plan IV-IV d'un pied de pale selon l'invention conforme au mode de réalisation des figures 1, 2 et 3, 10 - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation d'un pied de pale conforme à l'invention. La pale d'hélice selon l'invention présentée aux figures 1 à 4 est une pale d'hélice de turbopropulseur d'avion. La pale n'est pas plane, aussi à la figure 1 est-elle représentée 15 en vue de dessus (depuis l'extrados) par une coupe par une surface complexe comprenant l'ensemble des cordes de la pale. Certains éléments internes de la pale sont ainsi visibles. La pale présente une enveloppe creuse 1 présentant une surface aérodynamique formant un extrados 5 et un intrados 4 s'étendant chacun 20 d'un bord d'attaque 2 à un bord de fuite 3 dans le sens de la corde et d'un pied de pale 12 à une extrémité libre 20 de la pale dans le sens de l'envergure. La corde 25 de la pale est, en tout point selon l'envergure, une droite passant par le bord d'attaque 2 et le bord de fuite 3 et orthogonale à un axe longitudinal 11. L'axe longitudinal 11 est un axe longitudinal de la pale, dans le prolongement du pied de 25 pale. Lorsque la pale est montée dans un fût radial d'un moyeu d'hélice, l'axe longitudinal 11 correspond au moins sensiblement à un axe radial du moyeu. Aux figures 2 et 3, la structure interne de la pale est révélée respectivement : - par une première coupe II-II par un plan transversal 30 représenté sur la figure 1, au sixième de l'envergure de la pale à partir du pied de pale 12, - par une deuxième coupe par un plan transversal représenté sur la figure 1, au tiers de l'envergure de la pale à partir du pied de pale 12. Dans l'enveloppe creuse, une membrure comprenant un longeron 8 caisson et un longeron central 24, soutien la forme de ladite enveloppe creuse par l'intermédiaire notamment de semelles 9a, 9b inférieures du côté de l'intrados et de semelles 10a, 10b supérieures du côté de l'extrados. Lesdites semelles 9a, 9b, 10a, 10b sont en contact avec la surface intérieure de l'enveloppe creuse. Le longeron 8 caisson soutient le bord d'attaque 2 par l'intermédiaire de deux liaisons 19 s'étendant à l'avant du longeron caisson jusqu'à la surface intérieure de l'enveloppe creuse. Le longeron 8 caisson soutient le bord de fuite 3 grâce à l'extension des semelles 9b, 10b arrières jusqu'au bord de fuite. Le longeron 8 caisson apporte un soutien structurel à l'enveloppe creuse et une résistance à la torsion à l'enveloppe creuse donc à la pale. Le longeron 8 caisson s'étend sur 90% de l'envergure de la pale à partir du pied de pale, et ne s'étend pas dans le pied de pale. Le longeron 8 caisson est avantageusement formé de deux demi-coques 13, 14. Une première demi-coque, dite demi-coque inférieure 13, du côté de l'intrados 4 présente une liaison avant 19 au contact du bord d'attaque, une semelle 9a inférieure avant, une liaison centrale 18, une semelle 9b inférieure arrière s'étendant en contact avec la surface intérieure de l'enveloppe creuse 1 jusqu'au bord de fuite 3. Une deuxième demi-coque, dite demi-coque supérieure 14, du côté de l'extrados 5 présente une liaison avant 19 au contact du bord d'attaque, une semelle 10a supérieure avant, une liaison centrale 18, une semelle 10b supérieure arrière s'étendant en contact avec la surface intérieure de l'enveloppe creuse 1 jusqu'au bord de fuite 3. Entre les deux semelles avant 9a, 10a du longeron caisson, 30 s'étend une cavité avant 15 interne au longeron caisson. La cavité avant 15 s'étend longitudinalement sur environ 80% de l'envergure de la pale. De même, entre les deux semelles arrière 9b, 10b du longeron caisson, s'étend une cavité arrière 16 interne au longeron caisson. La cavité arrière 16 s'étend longitudinalement sur environ 60% de l'envergure de la pale. Dans le mode de réalisation présenté, les cavités avant 15 et arrière 16 sont laissées vides, c'est-à-dire remplies d'air, afin de proposer une pale de grande légèreté. En outre, deux cavités 17 antérieures subsistent à proximité du bord d'attaque 2, entre l'enveloppe creuse et les liaisons avant 19 du longeron caisson avec l'enveloppe creuse. Ces cavités 17 antérieures sont avantageusement remplies d'une mousse de remplissage légère et rigidifiante afin d'améliorer la résistance aux chocs du bord d'attaque. Entre les liaisons centrales 18 de chacune des deux demi-coques 13, 14 du longeron 8 caisson, s'étend un longeron central 24 qui isole complètement la cavité avant 15 de la cavité arrière 16. Le longeron central 24 est un longeron contribuant à la résistance générale de la pale aux flexions. L'épaisseur du longeron central va en diminuant en s'éloignant du pied de pale, de sorte que le longeron central s'étend sur un peu moins d'un tiers de l'envergure de la pale à partir du pied de pale car cette dernière est ensuite plus fine et les liaisons centrales 18 des deux demi-coques 13, 14 sont jointes l'une à l'autre. C'est pourquoi le longeron central 24 est visible sur la figure 2, mais ne l'est pas sur la figure 3. De plus entre la liaison centrale 18 de la demi-coque inférieure 13 et l'enveloppe creuse, s'étend un longeron de renfort 6 inférieur. De même, entre la liaison centrale 18 de la demi-coque supérieure 14 et l'enveloppe 25 creuse, s'étend un longeron de renfort 7 supérieur. L'ensemble des longerons de renfort 6, 7, des liaisons centrales 18 du longeron caisson et du longeron central 24 forme l'âme de la pale qui s'étend globalement longitudinalement le long de l'axe longitudinal 11, dans l'axe du pied de pale, et donc d'un fût radial de moyeu dans lequel la pale est 30 destinée à être fixée. Les deux longerons de renfort 6, 7 sont en contact de surface avec les liaisons centrales 18 et l'enveloppe creuse. Ils s'étendent longitudinalement sur environ une moitié de l'envergure de la pale et apportent une résistance accrue aux flexions autour d'axe orthogonaux à l'axe longitudinal 11. Leur épaisseur va aussi en diminuant le long de l'axe longitudinal 11 en s'éloignant du pied de pale, notamment dans leur portion la plus proche de l'extrémité libre 20 de la pale. Ainsi, les longerons de renfort 6, 7 présentent une épaisseur moindre à la figure 3 par rapport à la figure 2. Les longerons de renfort 6, 7, le longeron 8 caisson, et le 10 longeron central 24 sont tous solidaires les uns des autres et sont solidaires de l'enveloppe creuse 1 par l'intermédiaire des semelles 9a, 9b, 10a, 10b et du contact entre longerons de renfort 6, 7 et enveloppe creuse 1. De sorte que la pale forme un seul bloc mécaniquement, sans éléments mobiles les uns par rapport aux autres. En particulier, chacun de ces éléments a été préparé dans sa 15 forme finale indépendamment des autres pièces, avec une éventuelle polymérisation partielle de leur matrice polymère (notamment dans le cas d'une matrice thermodurcissable). Puis ils ont été disposés les uns par rapport aux autres dans leur position finale, l'enveloppe creuse étant notamment au contact des longerons de renfort et du longeron caisson au niveau des semelles et des liaisons avant 19, et le 20 longeron caisson étant en outre au contact des longerons de renfort et du longeron central. Ensuite, un traitement thermique final a été appliqué à la pale de sorte que la matrice polymère de chaque pièce termine de polymériser en créant des liaisons polymériques au niveau des contacts entre les pièces, de sorte que lesdites pièces forment finalement un seul et même bloc. 25 Les longerons de renfort 6, 7 améliorent de manière importante la résistance aux flexions d'une pale selon l'invention. L'enveloppe creuse, les longerons de renfort 6, 7, le longeron 8 caisson, et le longeron central 24 sont tous en matériau composite afin de fournir une pale particulièrement légère. En particulier, les longerons de renfort 6, 7 et 30 central 24 sont en matériau composite dans lequel une grande majorité des fibres 2 9 8 4 8 4 8 22 sont unidirectionnelles selon l'axe longitudinal 11, c'est-à-dire selon l'envergure de la pale, de sorte à améliorer leur résistance aux flexions. Les longerons de renforts sont avantageusement une matrice de fibres de carbone disposées longitudinalement, dans une résine époxy. 5 Les longerons de renfort 6, 7 s'étendent jusque dans le pied de pale 12 où ils forment des boucles d'emplanture 21 adaptées pour assurer la fixation de la pale dans une fourrure d'ancrage 23. Comme représenté aux figures 4 et 5, les boucles d'emplanture 21 s'enroulent autour de goupilles de fixation 22 montées solidaires de la fourrure d'ancrage 23. Les goupilles de fixation 22 des longerons de renfort 6, 7 sont avantageusement des boulons traversant les boucles d'emplanture 21 et la fourrure d'ancrage 23 de part en part. De même, le longeron central 24 présente une boucle de sécurité 26 traversée d'une goupille de sécurité 27 montée par ses deux extrémités dans des logements de la fourrure d'ancrage 23. La boucle de sécurité 26 et la goupille de sécurité 27 correspondante sont montées à proximité du fond de la fourrure d'ancrage afin de pouvoir retenir la pale en cas de rupture des moyens de fixation (boucles d'emplanture, goupilles de fixation) ou de la fourrure d'ancrage dans une zone comprise entre la goupille de sécurité 27 et les boulons 22 de fixation. En outre, la boucle de sécurité 26 et la goupille de sécurité 27 sont montées avec un jeu positif entre elles pour qu'aucun effort ne soit transmis entre la boucle de sécurité 26 et la goupille de sécurité 27 en fonctionnement normal afin d'éviter toute usure ou fatigue en fonctionnement normal. Le jeu positif entre ces deux pièces peut être rempli d'un matériau mou absorbant les vibrations relatives du longeron central et de la fourrure d'ancrage. Les fibres majoritairement unidirectionnelles des longerons 6, 7, 24 s'enroulent pour former les boucles d'emplanture et de sécurité, de sorte à fournir une résistance maximale, notamment en traction longitudinale (correspondant à une force centrifuge lorsque la pale est montée dans un fût radial de moyeu entraînant la(les) pale(s) en rotation). La fourrure d'ancrage est adaptée pour ancrer la pale par son pied dans un fût radial de moyeu. Elle présente avantageusement des roulements périphériques adaptés pour venir en butée sur des épaulements circulaires d'un fût radial de moyeu, de sorte à pouvoir régler le pas de la pale, cette dernière étant entièrement solidaire de la fourrure d'ancrage. Dans le premier mode de réalisation d'un pied de pale 12 selon l'invention, les boucles d'emplanture 21 des deux longerons de renfort 6, 7 sont à égale distance de la base de l'enveloppe creuse 1. Dans le deuxième mode de réalisation d'un pied de pale 12 selon l'invention, les boucles d'emplanture 21 des deux longerons de renfort 6, 7 sont à des distances différentes de la base de l'enveloppe creuse 1. Cela permet d'obtenir un encombrement du pied de pale réduit dans le sens de l'épaisseur tout en réduisant les efforts subit par les goupilles. L'invention peut faire l'objet de nombreuses autres variantes 15 de réalisation non représentées. L'invention peut en particulier avantageusement être mise en oeuvre dans des pales d'hélice non destinées à des aéronefs, telles que par exemple des pales d'éoliennes, des pales de turbines, des pales d'hélice de propulsion marine et sous-marine, des pales de véhicules terrestres (par exemple des pales 20 d'aéroglisseur), etc.. L'invention s'étend en outre à d'autres types de groupes motopropulseurs que des turbopropulseurs : par exemple des turbofans à rotors ouverts, à rotors à hélices contrarotatives, etc... Rien n'empêche que l'enveloppe creuse présente aussi des moyens de fixation dans la fourrure d'ancrage. De même, rien n'empêche qu'un 25 autre élément ne faisant ni partie de la membrure, ni partie de l'enveloppe creuse mais étant relié à l'une de ses deux structures au moins, présente des moyens de fixation à la fourrure d'ancrage. Rien n'empêche de réaliser chacun des éléments de la pale dans un matériau différent d'un matériau composite. Ainsi, l'enveloppe creuse par 30 exemple qui doit résister à des chocs avec des objets extérieurs peut être faite d'un métal ou d'un alliage de métaux. 2 984 84 8 24 De plus, conformément à l'invention, une pluralité de caissons longitudinaux peut être réalisée, notamment plus de deux caissons. De même, une pluralité de longerons longitudinaux, en nombre pair ou impair, peut être réalisée, notamment plus de deux renforts longitudinaux, qui ne sont alors pas 5 nécessairement centrés autour de l'axe longitudinal 11. Un nombre supérieur ou inférieur de cavités peut être réalisé dans une pale selon l'invention et chaque cavité peut être remplie d'un matériau adapté pour pouvoir assurer un équilibrage longitudinal. En particulier un nombre différent de caissons longitudinaux avant ou arrière peut être envisagé 10 conformément à l'invention. Chaque cavité peut avantageusement être laissée vide (remplie d'air) ou être remplie d'un matériau léger du type matériau alvéolaire tel qu'une mousse polymère non structurelle, voire être remplies d'un matériau structurel renforcé en fibres. En outre, les liaisons 19 ne sont pas nécessairement jointives avec le bord d'attaque, de sorte qu'une unique cavité 17 antérieure est formée à proximité du bord d'attaque. Par ailleurs, la membrure d'une pale selon l'invention ne comprend pas nécessairement un unique longeron caisson. Ainsi, une pluralité de demi-coques espacées les unes des autres selon l'envergure de la pale peut être envisagée, les longerons de renforts assurant la résistance en flexions de la pale. De même, la membrure peut être formée d'une pluralité d'éléments fins assemblés en maillage, sans devoir former des caissons avant et arrière hermétiques entre eux. En outre, la pale peut être fixée dans une fourrure d'ancrage 25 ou dans un fût radial de moyeu par de nombreux autres moyens que par des boucles d'emplanture et des goupilles de fixation : par exemple par vissage - le pied de pale présentant un filetage coopérant avec un taraudage de la fourrure d'ancrage (respectivement d'un fût radial d'un moyeu), par assemblage - la pale présentant un profil du type queue d'aronde, tronconique, etc, et la fourrure d'ancrage ou le fût 30 radial présentant un logement coopérant, ou autres. Par ailleurs, il est possible de rajouter des protections métalliques, par exemple en nickel ou en alliage à base de nickel, (non représentées) au niveau du bord d'attaque d'une pale selon l'invention, de façon à protéger le bord d'attaque et à renforcer localement la résistance aux chocs.