Brevet FR3005355A1 — publié le 20141107

DISPOSITIF DE CONTROLE PAR ULTRASONS POUR UNE PORTION INCURVEE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention propose un dispositif de contrôle par ultrasons d'une pièce comportant au moins une portion incurvée telle qu'une bride de raccordement pour une pièce de révolution. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans une turbomachine d'aéronef, l'assemblage de différentes pièces est de préférence réalisé par boulonnage. Par exemple, le carter intermédiaire de la turbomachine, qui a globalement la forme d'une virole de révolution, comporte à chacune de ses extrémités axiales, une bride radiale annulaire, par l'intermédiaire de laquelle le carter intermédiaire est fixé par boulonnage à un carter de soufflante ou une paroi cylindrique située en aval du carter intermédiaire. Pendant le fonctionnement de la turbomachine, le carter intermédiaire est soumis à de nombreuses sollicitations. Ces sollicitations agissent aussi sur les brides radiales du carter, et risquent de provoquer la formation de fissures internes fragilisant le carter. Lorsque le carter est réalisé en matériau composite, le procédé de fabrication du carter est parfois propice à la formation de défauts localisés tels que des porosités, décohésions localisées de type délaminage, amas de résine, etc., au niveau des portions courbes du carter, et notamment au niveau du raccordement entre chaque bride radiale et le reste du carter. Pour déterminer l'éventuelle présence de tels défauts localisés, il est connu d'utiliser une méthode de contrôle par ultrasons et en balayant l'ensemble du carter avec le dispositif de contrôle. Les documents FR-2.979.018 et FR-2.972.802 décrivent chacun un dispositif de contrôle adapté pour le contrôle par ultrasons de la zone de raccordement entre une bride radiale annulaire et la virole d'un carter de turbomachine. De tels dispositifs de contrôle sont particulièrement adaptés pour une zone de raccordement ayant un faible rayon de courbure. En particulier, le document FR-2.979.018 décrit l'utilisation de portions intermédiaires intercalées entre la portion courbe à contrôler et l'émetteur ou le récepteur d'ultrasons. Ces portions possèdent des propriétés acoustiques similaires à celles du matériau constitutif du carter. Le dispositif de contrôle est déplacé sur toute la circonférence du carter, pour contrôler la totalité de la zone de raccordement. Cependant, malgré les technologies utilisées pour fabriquer le carter, celui-ci présente parfois des défauts géométriques tout au long de sa périphérie. Or, le bon fonctionnement du dispositif de contrôle implique de limiter le jeu entre chaque pièce intermédiaire et la surface de la portion courbe. Ainsi, de tels défauts géométriques nécessiteraient d'intervenir régulièrement sur les portions intermédiaires pour s'assurer de leur positionnement correct. L'invention a pour but de proposer un dispositif de contrôle permettant de compenser les éventuelles variations dimensionnelles de la pièce qu'il est destiné à contrôler. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose un dispositif de contrôle par ultrasons d'une pièce comportant au moins une portion courbe délimitée par une face convexe et une face concave, le dispositif comportant un organe émetteur d'un faisceau ultrasonore en direction d'une desdites faces concave ou convexe de ladite portion courbe et un organe récepteur du faisceau ultrasonore qui est agencé en vis-à-vis et coaxialement à l'organe émetteur, l'organe émetteur et l'organe récepteur étant agencés de part et d'autre de la portion courbe, deux pièces intermédiaires dont chacune est agencée entre ladite portion courbe et l'un de l'organe émetteur ou de l'organe récepteur, chaque pièce intermédiaire comportant une face courbe en vis-à-vis de la portion courbe, qui est de forme complémentaire à la forme de la face convexe ou de la face concave associée de la portion courbe, et une face plane opposée à la face courbe, les faces planes des deux pièces intermédiaires étant parallèles l'une par rapport à l'autre lorsque les pièces intermédiaires sont montées de part et d'autre de la portion courbe, une boîte d'immersion qui est montée sur ladite pièce et dans le volume interne de laquelle au moins la portion courbe, l'organe émetteur, l'organe récepteur et les pièces intermédiaires sont reçus, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir la face courbe de chaque pièce intermédiaire à une distance prédéfinie par rapport à la face en vis-à-vis de la portion courbe. L'appui de chaque pièce intermédiaire contre la face en vis-à-vis de la portion courbe permet de suivre aisément le profil de la pièce à contrôler, malgré ses variations dimensionnelles. L'espace entre la pièce intermédiaire et la pièce à contrôler étant maitrisé, la qualité du contrôle est alors améliorée. De préférence, le dispositif de contrôle comporte des moyens pour exercer sur chaque pièce intermédiaire un effort d'appui conte la face concave ou convexe de la portion courbe. De préférence, l'effort d'appui de chaque pièce intermédiaire contre la face concave ou convexe associée de la portion courbe est produit par un élément élastique comprimé entre la pièce intermédiaire associée et la boîte d'immersion. De préférence, le dispositif de contrôle comporte des moyens d'injection de liquide pressurisé dans l'espace situé entre la face courbe d'une pièce intermédiaire et la face interne ou externe associée de la portion courbe. De préférence, les moyens d'injection comportent un orifice de sortie du liquide pressurisé qui débouche dans ladite face courbe de la pièce intermédiaire. De préférence, chaque pièce intermédiaire est traversée par un conduit de circulation de liquide pressurisé qui débouche au niveau dudit orifice de sortie. De préférence, la boîte d'immersion comporte des moyens de guidage de chaque pièce intermédiaire en déplacement par rapport à la portion courbe. De préférence, les moyens de guidage sont du type à quadrilatère deformable. De préférence, la boîte d'immersion comporte une cloison s'étendant dans un plan perpendiculaire à ladite portion courbe, qui porte les moyens de guidage. De préférence, la boîte d'immersion est réalisée en deux parties réparties de part et d'autre de la pièce, dont chaque partie porte une pièce intermédiaire. Le fait que chaque pièce intermédiaire soit portée par la boîte d'immersion permet de simplifier leur montage et leur positionnement par rapport à la bride. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un carter de turbomachine comportant une portion courbe de raccordement d'une bride radiale à contrôler par le dispositif de contrôle selon l'invention ; - la figure 2 est une section axiale du dispositif de contrôle selon l'invention, pour le contrôle de la portion courbe de raccordement représentée à la figure 1. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté à la figure 1 une pièce de révolution 10 qui est ici par exemple un carter intermédiaire de turbomachine d'aéronef. Le carter 10 est réalisé en matériau composite tissé, constitué d'une structure monolithique à tissage tridimensionnel de fibres de carbone, de préformes en fibres de carbone et d'une résine époxy injectée servant de liant à l'ensemble. Le carter 10 comporte une virole 12 de forme allongée axialement, et deux brides radiales 14 situées aux deux extrémités axiales de la virole 12. Chaque bride radiale 14 permet la fixation par boulonnage du carter 10 à un autre composant de la turbomachine (non représenté), qui comporte lui aussi une bride radiale similaire. Les brides 14 comportent à cet effet des orifices 18 destinés à être traversés par les tiges desdits boulons (non représentées). La portion 16 reliant chaque bride radiale 14 à l'extrémité de la virole 12 est courbée, comme on peut le voir à la figure 2, et présente un rayon de courbure relativement faible. La portion courbée 16 est ainsi délimitée par une face interne 20, qui est convexe et bombée radialement vers l'intérieur, et par une face externe 22 qui est concave et dont le creux est orienté vers l'extérieur. On a représenté à la figure 2 un dispositif de contrôle 24 de la portion courbée 16 du carter 10 qui fonctionne sur le principe de l'émission-réception d'ultrasons, afin de détecter d'éventuels défauts localisés tels que des porosités, décohésions localisées, etc. Le dispositif de contrôle 24 comporte deux transducteurs 26, 28 agencés de part et d'autre de la portion courbée, un premier transducteur 26, que l'on appellera par la suite émetteur, émet un faisceau d'ultrasons en direction de la portion courbée 16, ici en direction de la face externe 22, le deuxième transducteur 28, que l'on appellera par la suite récepteur, est disposé de l'autre côté de la portion courbée 16, et reçoit le faisceau d'ultrasons qui a traversé la portion courbée 16. Le récepteur 28 est situé en face de la face interne 20 de la portion courbée 16 et il est situé coaxialement à l'émetteur 26. L'émetteur 26 et le récepteur 28 sont raccordés à un dispositif électronique de traitement (non représenté) qui analyse les données provenant du récepteur, pour déterminer si la portion courbée 16 est défectueuse ou non. Le dispositif de contrôle 24 comporte aussi des portions intermédiaires 30 qui sont disposées entre chaque transducteur 26, 28 et la portion courbée 16. Les portions intermédiaires 30 sont réalisées dans un matériau présentant des propriétés acoustiques similaires à celles du matériau constitutif du carter 10. Les pièces intermédiaires 30 ont pour but de faciliter le contrôle de la portion courbée 16, pour laquelle l'accès d'un transducteur 26, 28 à la face externe 22 est relativement complexe du fait du faible rayon de courbure de la portion courbée 16. Pour plus de détails sur ces pièces intermédiaires 30, on se reportera au document FR-2.979.018. Chaque pièce intermédiaire 30 comporte une face courbe 32 qui est de forme complémentaire à la face 20, 22 associée de la portion courbée 16 et comporte une face plane 34, opposée à la face courbe 32, qui est en regard du transducteur 26, 28 associé. Lorsque les deux pièces intermédiaires 30 sont montées sur la portion courbée 16, leurs faces planes respectives 34 sont parallèles l'une par rapport à l'autre. Grâce à ces pièces intermédiaires 30, le contrôle de la portion courbée 16 s'effectue en déplaçant les transducteurs 26, 28 selon une trajectoire rectiligne, ne nécessitant pas de modifier leur orientation en fonction du point de la portion courbée à contrôler. Le dispositif de contrôle 24 comporte aussi un étrier 36 de support des transducteurs 26, 28, qui permet de maintenir les transducteurs 26, 28 en position l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire à une même distance relative et coaxialement l'un à l'autre. L'étrier 36 permet aussi de déplacer simultanément les deux transducteurs 26, 28 lors d'une opération de contrôle. L'étrier 36 a la forme d'un U, pour chevaucher la portion courbée 16 et les pièces intermédiaires 30 et il est monté à l'extrémité d'un bras 38 de support. Le dispositif de contrôle 24 comporte aussi une boîte d'immersion 40 qui est destinée à recevoir le dispositif de contrôle 24, c'est-à-dire les transducteurs 26, 28 et les pièces intermédiaires 30, ainsi que la portion courbe 16. La boîte d'immersion 40 reçoit aussi un liquide, tel que par exemple de l'eau, dans lequel le dispositif de contrôle 24, la portion courbe 16 et les pièces intermédiaires 30 sont immergés. L'immersion dans le liquide permet de limiter les déperditions d'ondes ultrasonores, notamment au niveau de l'interface entre deux composants adjacents. La boîte d'immersion 40 est composée de deux coques 42 réparties de part et d'autre du tronçon de la portion courbe 16 à contrôler, et des moyens d'étanchéité entre les deux coques 42 et entre chaque coque 42 et la portion courbe 16. Pour permettre le contrôle de la totalité de la portion courbe 16, la boîte d'immersion 40 comporte aussi des moyens pour le déplacement relatif de la boîte d'immersion 40 par rapport à la portion courbe 16, sans qu'il ne soit nécessaire de vider la boîte d'immersion 40 à chaque déplacement, et donc qui maintiennent une étanchéité dynamique de la liaison entre la boîte d'immersion 40 et la portion courbe 16. Lors du contrôle de la portion courbe 16, le dispositif de contrôle, c'est à dire les transducteurs 26, 28, les pièces intermédiaires 30 et la boîte d'immersion 40, sont déplacés le long de la périphérie de la portion courbe 16. Du fait de variations dimensionnelles de la portion courbe 16, la distance entre chacune des pièces intermédiaires 30 et la face interne ou externe 20, 22, peut varier lors du déplacement du dispositif de contrôle 24 le long de la portion courbe 16. Pour compenser ces variations dimensionnelles, le dispositif de contrôle 24 comporte des moyens pour maintenir la face courbe 32 de chaque pièce intermédiaire 30 à une distance prédéfinie par rapport à la face interne ou externe 20, 22 en vis-à-vis de la portion courbe 16. Le dispositif de contrôle 24 comporte des moyens pour exercer sur chaque pièce intermédiaire 30 un effort d'appui conte la face interne ou externe associée de la portion courbe. Ici, l'effort d'appui est produit par un ressort de compression 44 qui est associé à chaque pièce intermédiaire et qui est comprimé entre la pièce intermédiaire 30 et une coque 42 de la boîte d'immersion 40. Le dispositif de contrôle 24 comporte aussi des moyens pour injecter un flux de liquide entre la face courbe 32 de chaque pièce intermédiaire 30 et la face interne ou externe 20, 22 en vis-à-vis de la portion courbe 16. Ces moyens d'injection permettent de former un film de liquide 46 dit hydrostatique, dont l'épaisseur, correspond à la distance entre la face courbe 32 de chaque pièce intermédiaire 30 et la face interne ou externe 20, 22 en vis-à-vis de la portion courbe 16. L'épaisseur du film de liquide 46, dont la valeur est de quelques dixièmes de millimètres, est finie en fonction de la pression et du débit d'injection du liquide d'une part et de la raideur du ressort 44 d'autre part. Le film de liquide 46 permet de compenser les variations dimensionnelles de la portion courbe 16, sans nuire à la qualité du contrôle de la portion courbe 16. Pour former le film de liquide 46, chaque pièce intermédiaire 30 est traversée par un conduit de circulation de liquide sous pression qui débouche par un orifice de sortie qui est situé dans la face courbe 32 de la pièce intermédiaire 30. Lors de l'ajustement de sa distance par rapport à la face interne ou externe associé 20, 22, chaque pièce intermédiaire 30 se déplace par rapport à la portion courbe 16. Le dispositif de contrôle 24 comporte aussi des moyens de guidage 48 de chaque pièce intermédiaire 30 en déplacement par rapport à la portion courbe 16, et par rapport à la boîte d'immersion 40 dans un plan sensiblement perpendiculaire au tronçon contrôlé de la portion courbe 16. Ces moyens de guidage 48 sont ici du type à quadrilatère déformable, de préférence du type à parallélogramme déformable, pour conserver l'orientation de la pièce intermédiaire 30 par rapport à la boîte d'immersion 40 et les transducteurs 26, 28. Les moyens de guidage 48 associés à chaque pièce intermédiaire 30 comportent deux bras 50 parallèles l'un à l'autre, dont une première extrémité 50a de chaque bras 50 est reliée à la pièce intermédiaire 30 associée et une deuxième extrémité 50b de chaque bras est reliée à une coque 42 associée de la boîte d'immersion 40. Chaque coque 42 de la boîte d'immersion 40 comporte à cet effet une cloison 52 qui s'étend dans un plan généralement perpendiculaire la portion courbe 16, au niveau de laquelle la deuxième extrémité 50b de chaque bras 50 est reliée à la coque 42. La liaison entre la deuxième extrémité 50b de chaque bras 50 et la cloison 52 associée est de préférence une articulation permettant une rotation libre du bras 50 par rapport à la cloison 52 autour d'un axe perpendiculaire au plan de la cloison 52. La première extrémité 50a de chaque bras 50 est reliée à une saillie 54 de la pièce intermédiaire 30 qui fait saillie par rapport à la face plane 34 de la pièce intermédiaire 30. La liaison entre la première extrémité 50a de chaque bras 50 et la saillie 54 est de préférence une articulation permettant une rotation libre du bras 50 par rapport à la saillie 54 autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du bras 50 par rapport à la cloison 52 défini précédemment. L'invention a été décrite pour l'utilisation d'un dispositif de contrôle 24 de la portion courbe 16 d'une pièce de révolution 12. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à cette utilisation du dispositif de contrôle 24, et que le dispositif de contrôle 24 selon l'invention peut être utilisé sur toute pièce présentant une ou plusieurs portions courbes adjacentes, ayant un faible rayon de courbure et présentant des irrégularités dimensionnelles de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, de préférence de 0.1 à 0.2 mm. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle (24) par ultrasons d'une pièce (10) comportant au moins une portion courbe (16) délimitée par une face convexe (20) et une face concave (22), le dispositif comportant : un organe émetteur (26) d'un faisceau ultrasonore en direction d'une desdites faces concave ou convexe (20, 22) de ladite portion courbe (16) et un organe récepteur (28) du faisceau ultrasonore qui est agencé en vis-à-vis et coaxialement à l'organe émetteur (26), l'organe émetteur (26) et l'organe récepteur (28) étant agencés de part et d'autre de la portion courbe (16), deux pièces intermédiaires (30) dont chacune est agencée entre ladite portion courbe (16) et l'un de l'organe émetteur (26) ou de l'organe récepteur (28), chaque pièce intermédiaire (30) comportant une face courbe (32) en vis-à-vis de la portion courbe (16), qui est de forme complémentaire à la forme de la face convexe (20) ou de la face concave (22) associée de la portion courbe (16), et une face plane (34) opposée à la face courbe (32), les faces planes (34) des deux pièces intermédiaires (30) étant parallèles l'une par rapport à l'autre lorsque les pièces intermédiaires (30) sont montées de part et d'autre de la portion courbe (16), une boîte d'immersion (40) qui est montée sur ladite pièce (10) et dans le volume interne de laquelle au moins la portion courbe (16), l'organe émetteur (26), l'organe récepteur (28) et les pièces intermédiaires (30) sont reçus, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir la face courbe (32) de chaque pièce intermédiaire (30) à une distance prédéfinie par rapport à la face en vis-à-vis de la portion courbe (16). 2. Dispositif de contrôle (24) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (44) pour exercer sur chaque pièce intermédiaire (30) un effort d'appui contre la face concave ou convexe (20, 22) de la portion courbe (16). 3. Dispositif de contrôle (24) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'effort d'appui de chaque pièce intermédiaire (30) contre la face concave ou convexe (20, 22) associée de la portion courbe (16) est produit par un élément élastique (44) comprimé entre la pièce intermédiaire (30) associée et la boîte d'immersion (40). 4. Dispositif de contrôle (24) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte des moyens d'injection de liquide pressurisé dans l'espace situé entre la face courbe (32) d'une pièce intermédiaire (30) et la face interne ou externe associée de la portion courbe (16). 5. Dispositif de contrôle (24) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d'injection comportent un orifice de sortie du liquide pressurisé qui débouche dans ladite face courbe (32) de la pièce intermédiaire (30). 6. Dispositif de contrôle (24) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque pièce intermédiaire (30) est traversée par un conduit de circulation de liquide pressurisé qui débouche au niveau dudit orifice de sortie. 7. Dispositif de contrôle (24) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boîte d'immersion (40) comporte des moyens (48) de guidage de chaque pièce intermédiaire (30) en déplacement par rapport à la portion courbe (16). 8. Dispositif de contrôle (24) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de guidage (48) sont du type à quadrilatère déformable. 9. Dispositif de contrôle (24) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la boîte d'immersion (40) comporte une cloison (52) s'étendant dans un plan perpendiculaire à ladite portion courbe (16), qui porte les moyens de guidage (48). 10. Dispositif de contrôle (24) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boîte d'immersion (40) est réalisée en deux parties (42) réparties de part et d'autre de la pièce (10), dont chaque partie (42) porte une pièce intermédiaire (30).5