Brevet FR2998609A1 — publié le 20140530

ETAGE REDRESSEUR DE TURBOMACHINE COMPORTANT UN LOGEMENT ET UN ASSEMBLAGE DE CORDONS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines, et plus particulièrement à l'amortissement de vibrations générées dans les turbomachines. Elle concerne un étage redresseur de turbomachine, un ensemble de turbomachine et la turbomachine comportant un tel étage redresseur, ainsi qu'un procédé associé. L'invention s'applique à tout type de turbomachines terrestres ou aéronautiques, et notamment aux turbomachines d'aéronef telles que les turboréacteurs et les turbopropulseurs. Plus préférentiellement, l'invention peut s'appliquer à un turboréacteur double corps et double flux. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans le domaine des turbomachines, les pièces d'une turbomachine en fonctionnement peuvent être soumises à d'importantes vibrations qui peuvent conduire à l'endommagement de ces pièces. Dans le cas par exemple d'un étage redresseur de compresseur, les aubes s'étendant entre les viroles interne et externe sont soumises à des mouvements vibratoires très énergétiques qui sont néfastes car ils peuvent solliciter le matériau en fatigue vibratoire au-delà de sa limite d'endurance, et donc provoquer des fissurations, voire des ruptures. A titre d'exemple, la figure 1 illustre en perspective un secteur d'un étage redresseur R selon l'art antérieur comportant une virole interne 2 et une virole externe 3, entre lesquelles s'étendent les aubes 4. Sur cette figure 1, on constate clairement les déplacements 1 subies par l'étage redresseur R lors du fonctionnement, qui forment des ondulations, aussi bien au niveau des aubes 4 que de la virole externe 4, notamment. Il est à noter que sur la figure 1, les déplacements 1 ont été volontairement amplifiés par un facteur d'échelle afin de les rendre bien visibles. Ils sont en réalité de l'ordre du dixième de millimètre, de sorte que la figure 1 reste très schématique et ne représente pas une réalité physique. Par ailleurs, l'amortissement des vibrations à l'origine des déplacements 1 est complexe à mettre en place du fait de la nécessité de ne pas perturber l'écoulement de l'air dans la veine aérodynamique, des températures élevées de fonctionnement dans certaines parties de la turbomachine, par exemple de l'ordre de 400°C, et également, le cas échéant, du fait des contraintes d'assemblage des composants de la turbomachine. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a ainsi pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur. L'invention vise notamment à proposer une solution pour l'amortissement des vibrations générées au niveau de pièces d'une turbomachine, notamment au niveau d'un étage redresseur de turbomachine, qui soit facilement adaptable et efficace. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un étage redresseur de turbomachine, notamment d'un compresseur ou d'une turbine de turbomachine, comportant une partie interne et une partie externe sensiblement cylindriques, entre lesquelles s'étendent des aubes sensiblement radiales, caractérisé en ce qu'il comporte un logement recevant au moins un assemblage de plusieurs cordons pour l'amortissement de vibrations de l'étage redresseur, notamment des aubes. L'étage redresseur peut comporter une juxtaposition de plusieurs secteurs d'étage redresseur ou être constitué par une unique couronne formant l'intégralité de l'étage redresseur. Lorsque l'étage redresseur est constitué par une unique couronne, les expressions « partie interne » et « partie externe » peuvent également être remplacées respectivement par les expressions « virole interne » et « virole externe » de l'étage redresseur. Par « cordon », on entend un élément filiforme du type corde ou câble, composé au moins en partie de fibres textiles, de métal et/ou de minéraux. Le cordon peut par exemple comporter des fils textiles tordus ou tressés ensemble. La longueur et/ou le diamètre des cordons peuvent être déterminés en fonction de la raideur souhaitée pour l'assemblage de cordons, choisie notamment en fonction des fréquences à amortir. Grâce à l'invention, il peut être possible d'atténuer les niveaux vibratoires de l'étage redresseur du fait de l'amortissement généré par l'assemblage de cordons. En effet, chaque cordon, pris seul, appliqué à une surface soumise à des vibrations peut être capable d'absorber de l'énergie vibratoire et sa malléabilité peut lui permettre de se déformer pour épouser la surface sur laquelle il est appuyé. Au niveau de l'assemblage de cordons, les effets d'un seul cordon sont multipliés et le frottement des cordons entre eux s'ajoute comme moyen de dissipation d'énergie. La faible restitution élastique d'une déformation des cordons peut permettre un meilleur amortissement. L'étage redresseur selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. L'étage redresseur peut être un étage redresseur quelconque de la turbomachine, par exemple d'une turbine ou d'un compresseur, basse ou haute pression. De préférence, l'étage redresseur est un étage redresseur de compresseur haute pression. Le logement peut être de forme quelconque, étant choisi pour permettre de loger l'assemblage de plusieurs cordons. Le logement peut par exemple présenter une forme annulaire. Le logement peut s'étendre sur tout le pourtour de l'étage redresseur. Les cordons peuvent avoir des diamètres variables, ou avoir tous le même diamètre. Les cordons peuvent avoir un diamètre supérieur ou égal à 1,5 mm, par exemple égal à 1,7 mm. Les cordons peuvent avoir une longueur supérieure ou égale à 1 m. Les cordons peuvent être choisis pour supporter des températures élevées de fonctionnement de la turbomachine, par exemple de l'ordre de 900 °C. Les cordons peuvent être des cordons d'étanchéité. Les cordons peuvent notamment être choisis parmi les cordons d'étanchéité fabriqués par la société Jéhier. L'assemblage de plusieurs cordons peut comporter plus de deux cordons, mieux plus de trois, mieux plus de quatre, mieux plus de cinq, mieux plus de six, encore mieux plus de sept cordons. Les cordons peuvent être assemblés de différentes manières, étant de préférence inscrits dans un cylindre. L'assemblage de plusieurs cordons peut comporter un cordon central servant d'âme de l'assemblage et plusieurs cordons répartis autour du cordon central. L'assemblage de plusieurs cordons peut présenter un diamètre supérieur à la taille du logement, notamment supérieur ou égal à 4,5 mm, par exemple à l'aide de sept cordons. Le fait de prévoir un diamètre de l'assemblage supérieur à la taille du logement peut permettre d'assurer une pré-compression dans le logement pour que les cordons soient toujours serrés les uns contre les autres. Au niveau des extrémités de l'assemblage, les cordons peuvent être maintenus entre eux, notamment par embout serti et/ou brasage, pour éviter une désolidarisation des cordons de l'assemblage pendant la manutention et/ou le fonctionnement de la turbomachine. Les deux extrémités de l'assemblage de cordons peuvent être ou non reliées entre elles. Elles peuvent par exemple ne pas être reliées et être espacées d'environ 1 cm sans pour autant atténuer les capacités d'amortissement de vibrations de l'assemblage. L'assemblage de plusieurs cordons peut comporter un toron. Par « toron », on entend un assemblage de plusieurs gros fils (ici des cordons) tordus ou tressés ensemble. Le toron peut être du type hélicoïdal, étant notamment monocouche ou multicouche. Un toron monocouche peut comporter un cordon central servant d'âme autour duquel sont répartis plusieurs cordons sur une seule couche. Un toron multicouche peut comporter un cordon central servant d'âme autour duquel sont répartis plusieurs cordons sur plusieurs couches superposées. Le toron peut encore être du type tressé par entrelacement de plusieurs cordons. Le toron peut ainsi être formé par tressage, manuel ou automatique, de plusieurs cordons, par exemple au moins trois, mieux au moins quatre, mieux au moins cinq. Le logement peut être défini, au moins partiellement, par la partie externe de l'étage redresseur. Le logement peut en particulier être situé radialement extérieurement de la partie externe, notamment dans sa partie aval. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble de turbomachine, notamment d'un compresseur ou d'une turbine de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte : - un étage redresseur tel que défini précédemment, définissant au moins en partie un stator, et - un étage de disque aubagé, définissant au moins en partie un rotor, comportant un disque et une couronne d'aubes tournantes. L'ensemble peut comporter une virole (ou partie) de stator, située radialement extérieurement à l'étage redresseur et à l'étage de disque aubagé, la virole de stator définissant avec la partie externe de l'étage redresseur, au moins en partie, le logement. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un compresseur ou une turbine de turbomachine caractérisé(e) en ce qu'il (elle) comporte un étage redresseur tel que défini précédemment ou un ensemble tel que défini précédemment. Le compresseur ou la turbine peuvent être un compresseur ou une turbine basse pression ou haute pression. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une turbomachine caractérisée en ce qu'elle comporte un étage redresseur, un compresseur ou une turbine, ou un ensemble tels que définis précédemment. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé d'amortissement de vibrations d'une pièce de turbomachine, notamment un étage redresseur, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à placer au moins un assemblage de plusieurs cordons au contact de la pièce pour amortir ses vibrations. Le procédé peut s'appliquer à tout type de pièce de la turbomachine soumise à des vibrations, par exemple un étage redresseur. L'assemblage de cordons peut être tel que défini précédemment. L'ensemble, le compresseur ou la turbine, la turbomachine et le procédé selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 illustre, en perspective et de façon très schématique avec une amplification par un facteur d'échelle, les déplacements subis par un secteur d'un étage redresseur selon l'art antérieur, - la figure 2 représente partiellement, en coupe, un exemple d'ensemble d'un compresseur de turbomachine comportant un étage redresseur selon l'invention, - la figure 3 est une vue agrandie selon B de la figure 2, - la figure 4 illustre, en coupe, un exemple de cordon utilisé dans un étage redresseur selon l'invention, - la figure 5 et les figures 6A, 6B et 6C illustrent des exemples de torons du type hélicoïdal, monocouche et multicouche, et - la figure 7 illustre, en perspective, un exemple de toron du type tressé. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Dans toute la description, il est noté que les termes « amont » et « aval » sont à considérer par rapport à une direction principale F d'écoulement normal des gaz (de l'amont vers l'aval) à travers la turbomachine. Par ailleurs, la direction axiale correspond à la direction de l'axe de rotation du rotor de la turbomachine, et une direction radiale est une direction perpendiculaire à cet axe de rotation. Enfin, les dénominations « radialement extérieure » et « radialement intérieure » pour une pièce désignent respectivement une partie de la pièce dirigée à l'opposé de l'axe de rotation de la turbomachine et une partie de la pièce dirigée vers l'axe de rotation de la turbomachine. En référence à la figure 2, il est représenté une coupe partielle d'ensemble d'un compresseur C haute pression de turbomachine, comportant un étage de disque aubagé A et un étage redresseur R selon l'invention. L'étage de disque aubagé A comporte un disque D et une couronne d'aubes tournantes A, définissant au moins en partie un rotor. L'étape redresseur R comporte une partie (ou virole) interne 2 et une partie (ou virole) externe 3 sensiblement cylindriques, entre lesquelles s'étendent des aubes 4 sensiblement radiales, cet étage redresseur R définissant au moins en partie un stator. L'étage redresseur R peut permettre de redresser le flux d'air avant, par exemple, l'entrée dans un prochain étage de disque aubagé A du compresseur C. Le mode de réalisation décrit en référence à la figure 2 n'est nullement limitatif, et l'invention pourrait également s'appliquer à une autre pièce de la turbomachine, par exemple une turbine de turbomachine. Conformément à l'invention, l'étage redresseur R comporte un logement 5, par exemple sous la forme d'une cavité annulaire, pour recevoir un assemblage 6 de plusieurs cordons 7 pour l'amortissement de vibrations de l'étage redresseur R, et notamment de vibrations des aubes 4. Le logement 5 est plus particulièrement formé en partie par la partie aval et radialement extérieure 3a de la partie externe 3 et par une partie (ou virole) de stator 9, située radialement extérieurement à l'étage redresseur R et à l'étage de disque aubagé A. La forme du logement 5 peut être variable, et choisie pour permettre de loger l'assemblage 6 de cordons 7. L'assemblage 6 de cordons 7 est par exemple un toron, constitué de sept cordons 7, comme on peut le voir sur la figure 3 qui est un agrandissement selon B de la figure 2. Un cordon central peut servir d'âme et les six autres cordons 7 sont répartis tout autour du cordon central. Le toron 6 ainsi formé peut par exemple comporter des cordons d'une longueur de 1 m avec un diamètre de 1,7 mm. Le diamètre d du toron 6 est de préférence choisi pour être supérieur à la taille du logement 5, de sorte à assurer une pré-compression dans le logement 5 pour que les cordons 7 soient toujours serrés les uns contre les autres. Une fois le toron 6 mis en place dans le logement 5, il s'écrase partiellement du fait de sa souplesse et se plaque 2 0 contre la surface de la virole de stator 9 et la surface de la partie externe 3. La figure 4, illustre en coupe, un exemple de cordon 7 pouvant servir à la fabrication du toron 6. Le cordon 7 peut par exemple comporter une âme composée de fibres, notamment minérales, par exemple des fibres de silice 10, et une gaine métallique tressée 11 qui entoure l'âme, notamment les fibres de silice 10. 25 En particulier, un tel cordon 7 peut être tel que les cordons d'étanchéité fabriqués par la société Jéhier, aptes à supporter une température de 900°C. Les figures 5 à 7 illustrent des possibilités pour réaliser le toron 6 à partir de cordons 7, notamment des cordons 7 semblables à celui illustré sur la figure 4. En référence à la figure 5, le toron 6 peut être de type hélicoïdal, comportant des cordons 7 vrillés autour d'un cordon central servant d'âme. Le toron 6 peut être vrillé avec un sens de torsion en « Z » ou en « S ». Sur les figures 6A à 6C, on a représenté d'autres exemples de réalisation de torons 6 du type hélicoïdal. Le toron 6 peut par exemple être du type hélicoïdal monocouche avec une seule couche 7a, comme illustré sur la figure 6A. En variante, le toron 6 peut être du type hélicoïdal multicouche, comme illustré sur les figures 6B et 6C. Dans ce cas, le toron 6 peut comporter une superposition de trois couches 7a, 7b et 7c, avec un même sens de torsion, comme sur la figure 6B, ou avec un sens de torsion variable, comme sur la figure 6C. Sur la figure 7, on a illustré la possibilité pour le toron 6 d'être du type tressé, par exemple par entrelacement manuel de quatre cordons 7. Dans tous ces exemples de réalisation du toron 6, la composition, la forme et/ou le diamètre des cordons 7 peuvent être variables. De plus, à même nombre de cordons 7, la taille et/ou la raideur du toron 6 peuvent être ajustées en faisant varier la torsion et l'angle de l'hélice qui seront appliqués lors de l'enroulement du toron 6. Ainsi, l'utilisation de l'assemblage 6 de cordons 7, notamment sous la forme d'un toron, peut permettre d'assurer la fonction d'amortissement des vibrations générées au niveau de l'étage redresseur R, et notamment au niveau des aubes 4. En effet, si on considère individuellement un cordon 7 du type de celui de la figure 4, il peut être capable d'absorber de l'énergie vibratoire par frottement des fibres de silice entre elles, des fibres de silice avec la gaine tressée et enfin des fils de la gaine tressée entre eux. De plus, sa malléabilité peut lui permettre de se déformer pour épouser les surfaces sur lesquelles il est appuyé. En outre, lorsque l'on considère l'assemblage de cordons 7 ou toron 6, les propriétés liées à l'usage du seul cordon 7 sont multipliées et le frottement des cordons 7 entre eux s'ajoute comme moyen de dissipation d'énergie supplémentaire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS1. Etage redresseur (R) de turbomachine comportant une partie interne (2) et une partie externe (3) sensiblement cylindriques, entre lesquelles s'étendent des aubes (4) sensiblement radiales, caractérisé en ce qu'il comporte un logement (5) recevant au moins un assemblage (6) de plusieurs cordons (7) pour l'amortissement de vibrations de l'étage redresseur (R). 2. Etage redresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un assemblage de plusieurs cordons (7) comporte un toron (6). 3. Etage redresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le toron (6) est du type hélicoïdal, notamment monocouche ou multicouche. 4. Etage redresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le toron (6) est du type tressé par entrelacement de plusieurs cordons (7). 5. Etage redresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un assemblage de plusieurs cordons (7) présente un diamètre (d) supérieur à la taille du logement (5). 6. Etage redresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le logement (5) est défini, au moins partiellement, par la partie externe (3), le logement (5) étant notamment formé au niveau de la partie aval et radialement extérieure (3a) de la partie externe (3). 7. Ensemble de turbomachine caractérisé en ce qu'il comporte : - un étage redresseur (R) selon l'une quelconque des revendications précédentes, définissant au moins en partie un stator, et- un étage de disque aubagé (A), définissant au moins en partie un rotor, comportant un disque (D) et une couronne d'aubes tournantes (A). 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une virole de stator (9), située radialement extérieurement à l'étage redresseur (R) et à l'étage de disque aubagé (A), la virole de stator (9) définissant avec la partie externe (3) de l'étage redresseur (R), au moins en partie, le logement (5). 9. Turbomachine caractérisée en ce qu'elle comporte un étage redresseur (R) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou un ensemble selon la revendication 7 ou 8. 10. Procédé d'amortissement de vibrations d'une pièce de turbomachine, notamment un étage redresseur (R), caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à placer au moins un assemblage (6) de plusieurs cordons (7) au contact de la pièce pour amortir ses vibrations.