Brevet FR3018329A1 — publié le 20150911

L'invention se rapporte à un joint d'étanchéité destiné à être interposé entre deux parties d'un ensemble propulsif d'un aéronef, l'ensemble propulsif étant constitué d'un turboréacteur et d'une nacelle. Un tel joint sera par exemple interposé entre deux parties de la nacelle, ou entre le turboréacteur et une partie de la nacelle. Un aéronef est propulsé par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle ; chaque nacelle abritant en outre un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Comme le montre la figure 1, une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant : (i) une entrée d'air 20 en avant d'un turboréacteur 30, (ii) une section médiane 40 destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, (iii) une section arrière 50 pouvant éventuellement embarquer des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur 30, et (iv) une tuyère d'éjection 60 dont la sortie est située en aval du turboréacteur. Les nacelles modernes sont souvent destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pales de la soufflante en rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur. Une nacelle présente généralement une structure externe, dite « Outer Fixed Structure » (OFS), qui définit, avec une structure interne concentrique, dite « Inner Fixed Structure » (IFS), comportant un capot entourant la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante, un canal annulaire d'écoulement, encore appelé veine, visant à canaliser un flux d'air froid, dit secondaire, qui circule à l'extérieur du turboréacteur. Les flux primaire et secondaire sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. Chaque ensemble propulsif de l'avion est ainsi formé par une nacelle et un turboréacteur, et est suspendu à une structure fixe de l'avion, par exemple sous une aile ou sur le fuselage, par l'intermédiaire d'un pylône ou 35 d'un mât rattaché au turboréacteur ou à la nacelle. La section arrière de la structure externe de la nacelle est usuellement formée de deux capots de forme sensiblement hémicylindrique, de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal de symétrie de la nacelle, et montés mobiles de manière à pouvoir se déployer entre une position de fonctionnement et une position de maintenance qui donne accès au turboréacteur. Les deux capots sont généralement montés pivotants autour d'un axe longitudinal formant charnière en partie supérieure de l'inverseur (ligne de jonction supérieure, dite « à 12 heures »). Les capots sont maintenus en position de fermeture au moyen de verrous disposés le long d'une ligne de jonction située en partie inférieure (dite « à 6 heures »). On constate donc qu'un ensemble propulseur d'avion intègre des sous ensembles fonctionnels qui possèdent des mouvements relatifs et entre lesquels il convient de gérer l'étanchéité. En particulier, il importe que les deux capots qui entourent le turboréacteur et qui délimitent la veine secondaire sur une partie de son parcours canalisent cette veine secondaire sans fuite vers le turboréacteur 30. Il est particulièrement important de créer une barrière d'étanchéité entre la partie amont de chaque capot et le turboréacteur pour prévenir toute fuite de la veine secondaire vers le turboréacteur. Une telle fuite est particulièrement néfaste. En effet, la nacelle est conçue et dimensionnée pour une veine secondaire canalisée qui exerce une pression sur sa structure interne. En revanche, la nacelle n'est pas conçue pour faire face à un écopage du flux constituant la veine secondaire vers le turboréacteur 30 ; un écopage important peut conduire à un arrachement de la structure interne de la nacelle. Cependant, l'étanchéité entre les deux capots et le turboréacteur présente une problématique particulière. Tout d'abord, les deux capots sont chacun animés de mouvements axiaux et radiaux par rapport au turboréacteur. Ensuite, compte tenu de la grande dimension des pièces, les deux capots peuvent en fonctionnement connaître des déplacements importants. Un joint interposé entre un capot et le turboréacteur doit donc créer une barrière d'étanchéité quelle que soit la position relative d'un capot par rapport au turboréacteur, et pour cela, présenter une grande amplitude d'écrasement. Le document WO 200/056699 décrit un joint à grande amplitude 35 d'écrasement, ce joint d'étanchéité présente une partie cylindrique et au moins une lèvre s'étendant radialement depuis une génératrice de la partie cylindrique. Le joint intègre en outre une nervure longitudinale orientée radialement vers l'intérieur de la partie cylindrique. Un tel joint présente une grande capacité d'écrasement, dont la limite est assurée par la nervure. Ainsi, la nervure agit comme butée lors d'un écrasement complet de la partie cylindrique. Toutefois, cette butée présente plusieurs inconvénients, provenant du fait que cette butée est constituée du même matériau que le joint. En premier lieu, elle présente, de même que pour le reste du joint, une certaine souplesse. Ainsi, lors d'un écrasement important du joint, la butée est par conséquent également susceptible de subir un écrasement important. De ce fait, le référencement que doit procurer cette butée se révèle très imprécis, et les pièces séparées par le joint sont susceptibles d'entrer en contact, ce qui doit être évité en toutes circonstances. En outre, du fait que cette butée est venue de matière avec le reste du joint, la liberté de conception de la butée est très réduite. Il n'est par exemple pas possible de lui conférer une section variable. Pour pallier les inconvénients évoqués ci-dessus, il a été proposé une solution consistant à prévoir une butée additionnelle, rapportée à proximité immédiate du joint. Une telle butée peut par exemple comporter une languette métallique fixée à proximité du joint, par exemple au moyen d'une vis, une portion de la languette étant apte venir en appui contre un flanc du joint afin de s'opposer à l'écrasement du joint. Cette solution n'est toutefois pas satisfaisante, que ce soit en termes de performance, de coûts ou de facilité de montage. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus, en améliorant le comportement mécanique des joints assurant l'étanchéité entre un capot d'une partie arrière d'une nacelle et d'un turboréacteur dans un ensemble propulseur d'aéronef. L'invention vise en particulier à fournir un joint présentant une résistance à l'écrasement accrue, permettant notamment d'éviter tout contact non désiré entre les pièces entre lesquelles le joint est interposé. A cet effet, l'invention concerne un joint d'étanchéité conçu pour être interposé entre deux parties d'un ensemble propulsif d'un aéronef, ledit joint d'étanchéité comportant une partie tubulaire cylindrique et au moins une paire de plots de contact, chaque plot présentant deux extrémités opposées formant chacune une surface d'appui, chaque plot de contact étant disposé dans une ouverture respective de la partie tubulaire du joint de sorte que les surfaces d'appui, des plots de contact qui sont orientées vers l'intérieur de la partie tubulaire, dites surfaces d'appui internes, sont aptes à entrer en contact au-delà d'un seuil prédéterminé de déformation du joint. Ainsi, en prévoyant une ou plusieurs paires de plots de contact, 5 dont les surfaces d'appui situées à l'intérieur de la partie tubulaire du joint sont en regard l'une de l'autre, le joint selon l'invention intègre une butée interne. Cette butée interne peut présenter une rigidité très supérieure au reste du joint et ainsi agir comme une butée d'arrêt, évitant tout contact non désiré entre les parties entre lesquelles le joint est interposé. Ainsi, le référencement procuré 10 par la butée intégrée au joint conforme à l'invention est bien plus précis que dans l'état de la technique. Dans une réalisation, les surfaces d'appui des plots de contact orientées vers l'extérieur de la partie tubulaire du joint, dites surfaces d'appui externes, affleurent ou dépasse la surface externe de ladite partie tubulaire. 15 Dans une réalisation, les surfaces d'appui internes, des plots de contact, affleurent ou dépassent la surface interne de ladite partie tubulaire. Dans une réalisation, chaque plot de contact comporte une partie centrale, insérée dans l'ouverture correspondante de la partie tubulaire, et deux parties d'extrémités, la section transversale de la partie centrale étant inférieure 20 à la section transversale des parties d'extrémités. Dans une réalisation, les plots de contact, sont réalisés dans un matériau rigide, tel que du téflon ou un matériau métallique. Dans une réalisation, l'un des plots de contact présente une surface d'appui interne de forme concave, l'autre plot de contact présentant 25 une surface d'appui interne de forme convexe. Dans une réalisation, la partie tubulaire du joint comporte une surface de montage comportant deux semelles de fixation. Dans une réalisation, l'un des plots de contact est disposé entre les deux semelles de fixation. 30 Dans une réalisation, les plots de contact, sont rapportés sur la partie tubulaire, par clipsage, par vulcanisation ou par collage. Dans une réalisation, la partie tubulaire est surmoulée sur les plots de contact. Dans une réalisation, le joint comporte plusieurs paires de plots de 35 contact. Dans une réalisation, la partie tubulaire est réalisée dans une matière élastique de type silicone armé de fibres de verre ou d'aramide. Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence au dessin ci annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation d'un joint d'étanchéité selon celle-ci. La figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un ensemble propulseur d'aéronef comprenant une nacelle et un turboréacteur ; La figure 2 est une vue partielle en perspective d'une demi section arrière d'une nacelle, montrant les emplacements des joints selon l'invention ; La figure 3 est une vue agrandie du détail III de la figure 2 ; Les figures 4a et 4b montrent un joint conforme à l'invention en coupe transversale, respectivement dans une situation d'écrasement partiel et d'écrasement maximal ; La figure 5 montre est une coupe longitudinale partielle du joint de la figure 4a ; Les figures 6a et 6b sont des coupes transversales d'un joint conforme à l'invention, respectivement dans une position de repos et dans une position d'écrasement maximal. La figure 1, décrite plus haut, montre les principaux éléments d'un 20 ensemble propulsif, incluant le turboréacteur et les différents éléments de la nacelle entourant le turboréacteur. Ces éléments incluent ainsi : - une entrée d'air 20 en avant d'un turboréacteur 30, - une section médiane 40 destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, 25 - une section arrière 50 pouvant éventuellement embarquer des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur 30, et - une tuyère d'éjection 60 dont la sortie est située en aval du turboréacteur. 30 Dans l'exemple de la figure 1, la section arrière 50 inclut des inverseurs de poussée, comportant notamment un ou plusieurs capots mobiles 51. La figure 2 montre plus particulièrement une moitié de section arrière 50, la figure 3 étant est une vue agrandie du détail III de la figure 2 35 Les figures 2 et 3 montrent ainsi une demi partie de la section arrière 50 de la nacelle, incluant notamment la structure interne 53 (ou IFS), et la structure externe 52 (ou OFS). La structure interne 53 vient en contact du turboréacteur (non montré sur la figure 2) et, plus spécialement, vient en contact d'un carter qui entoure le compresseur du turboréacteur 30. La figure 2 montre en outre des joints d'étanchéité 1, 1 a, 1 b, et 1 c. Comme on le verra plus bas, ces joints sont tous conformes à l'invention. Le joint 1 est fixé à la structure interne 53. Ainsi, lorsque l'ensemble propulsif est en configuration normale de fonctionnement, le joint 1 est interposé entre la structure interne 53 et le carter du turboréacteur 30, et le joint 1 se trouve dans un état au moins partiellement écrasé entre ces deux parties. Comme illustré sur les figures 2 et 3, un joint d'étanchéité conforme à l'invention est également placé, sur la section arrière 50 de la nacelle : - au niveau de la ligne de jonction supérieure (référence 1 a) ; - dans la zone de jonction avec le cadre avant de la nacelle 15 (référence lb) ; - et/ou sur la structure interne fixe (IFS) 53, à l'avant (référence 1c). Les joints d'étanchéité 1, la et lb permettent de conserver en toute circonstance un contact et donc de créer une barrière étanche entre le 20 carter du turboréacteur 30 et un capot 51 et ce même lorsque l'amplitude radiale est maximale. De plus, comme évoqué ci-dessus, en intégrant une butée rigide, ces joints présentent une résistance à l'écrasement accrue, évitant ainsi que les éléments que ces joints séparent puissent entrer en contact. 25 On décrit ci-après un exemple de réalisation d'un joint conforme à l'invention, tel que représenté sur les figures 4a et 4b. Comme on peut le voir sur ces figures, le joint d'étanchéité 1 selon l'invention comprend une partie tubulaire cylindrique 2. Dans l'exemple représenté, cette partie tubulaire 2 présente, au repos, une section circulaire. Une première portion de cette partie 30 tubulaire 2 constitue une surface de contact 3, destiné à entrer en contact avec un premier élément (élément qui peut selon les cas être mobile par rapport au joint), dans l'exemple le carter du turboréacteur 30. Une deuxième portion de la partie tubulaire 2 constitue une surface d'attache 4 du joint 1, permettant l'appui du joint 1 sur un deuxième élément (sur lequel est fixé le joint), dans 35 l'exemple la structure interne 53 fixe. Avantageusement la surface 3 est constituée par les surfaces d'appui de deux semelles de fixation 5. Conformément à l'invention, le joint 1 comporte au moins une paire de plots de contact 8, 9. Chaque plot de contact est disposé au travers d'une ouverture respective 6, 7 pratiquée dans la partie tubulaire 2 du joint 1. Chaque plot de contact 8, 9 comporte une partie centrale 80, 90, insérée dans 5 l'ouverture respective 6, 7, et deux parties d'extrémité. Chaque plot de contact comporte donc une partie d'extrémité disposé à l'intérieure de la partie tubulaire, définissant respectivement une surface d'appui 81, 91 orientée vers l'intérieur de la partie tubulaire 2, dites surfaces d'appui interne 81, 91. En outre, la deuxième partie d'extrémité de chacun des plots de contact définit une 10 surface d'appui orientée vers l'extérieur de la partie tubulaire. Ces deux surfaces d'appui sont dites surfaces d'appui externes 82, 92. Comme on peut le voir, la surface d'appui externe 82 du plot de contact 8 disposé au niveau de la surface de contact 3 de la partie tubulaire 2, affleure ou dépasse légèrement la surface de contact 3. Ainsi lorsque le 15 premier élément (dans l'exemple une partie du turboréacteur 30) est en contact avec le joint 1, cet élément est en appui sur la surface d'appui externe 82. De même, la surface d'appui externe 92 du plot de contact 9 qui est disposé au niveau de la surface de montage 4, affleure ou dépasse la surface externe de la partie tubulaire 2 entourant la partie centrale 90 du plot 20 de contact. Dans l'exemple représenté, le joint 1 comporte des semelles de fixation 5, et une cale de montage 93 est utilisée afin de compenser la hauteur des semelles de fixation. Alternativement, on pourra prévoir un plot de contact de hauteur adaptée et éviter l'emploi d'une cale de montage. Dans tous les cas, le plot de contact 9 sera en appui direct ou indirect sur le deuxième 25 élément, qui est dans l'exemple une partie de la structure interne fixe 53. Conformément à l'invention les surfaces d'appui internes 81, 91 des plots de contact 8, 9 sont disposées en regard l'une de l'autre. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 4b, au-delà d'un seuil d'écrasement du joint 1, les plots de contact 8, 9 viennent en contact l'un de l'autre via leurs surfaces 30 d'appui internes 81, 91 respectives. Les deux plots de contact 8, 9, qui sont constitués d'un matériau rigide, forment ainsi une butée d'arrêt, permettant de limiter le mouvement relatif du turboréacteur 30 et de la structure interne 53 . Ainsi, on peut s'assurer que ces deux éléments seront toujours séparés par une distance minimale H, évitant ainsi que ces éléments viennent en contact. 35 Comme on peut le voir sur la figure 4b, la distance minimale H entre le premier élément et le deuxième élément est déterminée par la hauteur des plots de contact 8, 9 (ou, le cas échéant, par la hauteur des plots 8, 9 et de la cale de montage 93). Dans le cas d'un joint 1 comportant plusieurs paires de plots de contact 8, 9, comme représenté sur la figure 5, on pourra notamment prévoir des distances minimales H différentes pour chaque paire de plot de contact, soit en variant la hauteur des plots de contact, soit, le cas échéant, en utilisant des cales de montage 93 de hauteur différente. Les plots de contact pourront présenter une section transversale de forme circulaire ou de forme non circulaire (par exemple ovale, rectangulaire, etc.) Comme évoqués plus haut, les plots de contact seront constitués d'un matériau rigide, tel que par exemple du téflon ou un matériau métallique. Les plots de contact pourront être fixés par clipsage ou surmoulés lors de la fabrication du reste du joint 1. La partie tubulaire 2 peut être, par exemple, réalisé par moulage d'une matière élastique telle que par exemple un silicone ou un élastomère armé de fibres de carbone ou de fibres d'aramide. Les figures 6a et 6b montrent un joint conforme à l'invention et comportant des lèvres déformables 10 identiques à celles décrites dans la demande internationale WO 2009/056699. L'invention fournit ainsi un joint d'étanchéité 1 qui permet de maintenir une 20 barrière étanche entre deux éléments qui sont susceptibles de connaître des déplacements relatifs de grande amplitude, tout en intégrant un système de butée rigide REVENDICATIONS1. Joint d'étanchéité conçu pour être interposé entre deux parties d'un ensemble propulsif d'un aéronef, ledit joint d'étanchéité (1) comportant 5 une partie tubulaire (2) cylindrique et au moins une paire de plots de contact (8, 9), chaque plot présentant deux extrémités opposées formant chacune une surface d'appui (81, 91, 82, 92), chaque plot de contact (8, 9) étant disposé dans une ouverture respective de la partie tubulaire (2) du joint de sorte que les surfaces d'appui (81, 91) des plots de contact qui sont orientées vers l'intérieur 10 de la partie tubulaire (2), dites surfaces d'appui internes (81, 91), sont aptes à entrer en contact au-delà d'un seuil prédéterminé de déformation du joint. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les surfaces d'appui des plots de contact orientées vers l'extérieur de la partie 15 tubulaire (2) du joint, dites surfaces d'appui externes (82, 92), affleurent ou dépasse la surface externe de ladite partie tubulaire. 3. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les surfaces d'appui internes (81, 91) des plots de contact (8, 9) 20 affleurent ou dépassent la surface interne de ladite partie tubulaire. 4. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque plot de contact comporte une partie centrale (80, 90) insérée dans l'ouverture correspondante de la partie tubulaire (2), et deux 25 parties d'extrémités, la section transversale de la partie centrale étant inférieure à la section transversale des parties d'extrémités. 5. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots de contact (8, 9) sont réalisés dans un matériau 30 rigide, tel que du téflon ou un matériau métallique. 6. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'un des plots de contact présente une surface d'appui interne de forme concave, l'autre plot de contact présentant une surface d'appui interne 35 de forme convexe. 7. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie tubulaire comporte une surface de montage (4) comportant deux semelles de fixation (5). 8. Joint d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des plots de contact (9) est disposé entre les deux semelles de fixation (5). 9. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 8, 10 caractérisé en les plots de contact (8, 9) sont rapportés sur la partie tubulaire (2), par clipsage ; par vulcanisation ou par collage. 10. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie tubulaire (2) est surmoulée sur les plots de 15 contact (8, 9). 11. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs paires de plots de contact. 20 12. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans une matière élastique de type silicone armé de fibres de verre ou d'aramide.