Brevet FR3049583A1 — publié le 20171006

La présente invention concerne une unité d'alimentation en air sous pression pour aéronef. Aux fins du présent exposé, le terme « aéronef » doit s'entendre au sens large. Il comprend les aéronefs à voilure fixe, notamment les avions à moteurs à turbines communément utilisés pour le transport de passagers, les aéronefs à voilure tournante et les aéronefs plus légers que l'air. Arrière-plan de l'invention La plupart des aéronefs comportent une unité embarquée d'alimentation en air sous pression et/ou en électricité, généralement connue sous le nom de Groupe Auxiliaire de Puissance ou encore de « Auxiliary Power Unit » ou APU en anglais. De telles APU permettent, en consommant une partie du carburant de l'aéronef, de fournir à l'aéronef de l'air sous pression pour climatiser et/ou pressuriser la cabine, et/ou de l'électricité pour faire fonctionner divers autres équipements embarqués à bord de l'aéronef, sans utiliser le(s) moteur(s) de l'aéronef, ce qui est notamment utile lorsque l'aéronef est en stationnement au sol avec son (ses) moteur(s) à l'arrêt. Cependant, l'utilisation des APU tend à être de plus en plus limitée par les aéroports et les exploitants, pour des raisons environnementales (émissions polluantes et sonores) et économiques (consommation de carburant). Par conséquent, pour fournir de l'électricité et de l'air sous pression à l'aéronef en stationnement au sol, on a de plus en plus recours à des 30 systèmes de soutien au sol, aussi connus sous le nom de « Ground Support Equipment » ou GSE en anglais. On distingue deux types de GSE : - les GSE mobiles, comprenant une unité d'alimentation en électricité (« Ground Power Unit » ou GPU en anglais) et/ou une unité de 35 climatisation (« Air Conditioning Unit » ou ACU en anglais) capable de fournir de l'air sous pression ; 3049583 2 - les GSE fixes, qui sont soit des sources d'électricité (« Fixed Electrical Ground Power » ou FEGP en anglais), soit des sources d'air sous pression (« Pre-Conditioned Air » (PCA) ou encore ACU, « Air Conditioning Unit » en anglais). 5 Cependant, les GSE sont souvent des équipements dédiés, c'est-à- dire capables de fournir de l'air sous pression ou de l'électricité, mais pas les deux simultanément. Ils sont également encombrants au sol, ce qui peut poser des difficultés lorsque l'espace autour d'un aéronef en stationnement est restreint. 10 Il arrive également que les aéroports ne soient pas équipés de GSE, ou alors seulement de manière incomplète : par exemple, l'aéroport peut avoir à disposition des sources d'électricité, mais pas de sources d'air sous pression. De plus, les GSE sont souvent moins performants que les APU en 15 matière de fourniture d'air sous pression pour la climatisation de la cabine de l'aéronef, notamment dans des conditions climatiques extrêmes. Par exemple, il arrive qu'un GSE ne permette pas de refroidir suffisamment la cabine dans un climat très chaud (par exemple l'été dans les aéroports situés au Moyen-Orient), ou de la réchauffer suffisamment dans un climat 20 très froid. On souhaite donc disposer d'une unité d'alimentation embarquée à bord d'un aéronef et capable de fournir de l'air sous pression à celui-ci, sans consommer de carburant comme les APU classiques. 25 Objet et résumé de l'invention La présente invention vise à répondre au moins partiellement à ce besoin. Ce but est atteint grâce à une unité d'alimentation en air sous 30 pression pour aéronef (ci-après « APU »), comprenant : un compresseur de charge configuré pour fournir de l'air sous pression, le compresseur de charge comprenant un arbre de compresseur ; une partie motrice configurée pour fournir une puissance via un 35 arbre de sortie ; un moteur électrique couplé audit arbre de compresseur ; et 3049583 3 un système de couplage configuré pour permettre à l'arbre de sortie d'entraîner l'arbre de compresseur et pour empêcher l'arbre de compresseur d'entraîner l'arbre de sortie. Le moteur électrique permet à l'APU de fournir de l'air sous pression 5 à l'aéronef sans consommer de carburant. Lorsque la partie motrice est à l'arrêt et le moteur électrique fonctionne, grâce au système de couplage, l'arbre de sortie n'est pas entraîné par l'arbre de compresseur. Le moteur électrique n'entraîne donc pas inutilement la partie motrice, d'où il résulte un gain appréciable en termes de consommation d'électricité. 10 Selon une possibilité, le système de couplage est un système de couplage non piloté, par exemple une roue libre. Un tel système de couplage est léger, fiable et simple à entretenir, et simplifie également la commande de l'APU. Selon une possibilité, l'APU comprend en outre une boîte de vitesses, 15 le moteur électrique étant couplé à l'arbre de compresseur via la boîte de vitesses. La boîte de vitesses permet de déporter le moteur électrique par rapport à l'arbre de compresseur et à l'arbre de sortie, ce qui permet de mieux intégrer l'APU dans l'aéronef. 20 Selon une possibilité, l'arbre de sortie et l'arbre de compresseur sont coaxiaux. Ceci simplifie l'intégration de l'APU dans l'aéronef et la construction de la boîte de vitesses. Selon une possibilité, une partie de l'arbre de sortie s'étend à travers 25 l'arbre de compresseur. L'encombrement de l'APU est alors limité. Selon une possibilité, le compresseur de charge est interposé entre la boîte de vitesses et la partie motrice. Ceci permet de limiter l'encombrement de la boîte de vitesses. En outre, le compresseur de charge et le compresseur de la partie motrice sont alors suffisamment proches pour partager la même entrée d'admission d'air, ce qui est également bénéfique en termes d'intégration de l'APU. Selon une possibilité, la boîte de vitesses est interposée entre le 35 compresseur de charge et la partie motrice. 3049583 4 Ceci permet de déporter le compresseur de charge par rapport à l'arbre de sortie, ce qui peut permettre d'obtenir une meilleure intégration de l'APU au sein de l'aéronef. Selon une possibilité, le système de couplage est situé dans un carter 5 de la boîte de vitesses. Selon une possibilité, l'APU présente un premier mode de fonctionnement dans lequel le moteur électrique est alimenté en électricité et entraîne le compresseur de charge. Dans ce mode de fonctionnement, l'APU fournit de l'air sous pression 10 à l'aéronef en utilisant seulement une source extérieure d'électricité, qui est généralement disponible dans les aéroports via les GSE. Ce mode de fonctionnement permet notamment de climatiser la cabine de l'aéronef sans émissions polluantes ou sonores liées à la consommation de carburant, et ce même en l'absence d'un PCA ou d'un ACU. De plus, 15 contrairement à ces équipements au sol, l'APU permet de faire usage, le cas échéant, des systèmes de régulation climatique (« Environmental Control System » ou ECS en anglais) embarqués à bord de l'aéronef, d'où il résulte un meilleur contrôle de la climatisation cabine. Selon une possibilité, la partie motrice comprend un deuxième 20 compresseur, une chambre de combustion et une turbine couplée à l'arbre de sortie, et présente un deuxième mode de fonctionnement dans lequel la turbine est entraînée par des gaz expulsés par la chambre de combustion, et le moteur électrique est entraîné par la turbine. Dans ce deuxième mode de fonctionnement, l'APU permet 25 d'alimenter l'aéronef en air sous pression et/ou en électricité même dans le cas où aucune source extérieure d'électricité n'est disponible. Selon une possibilité, le moteur électrique est un moteur réversible capable de produire de l'électricité. Ainsi, dans le deuxième mode de fonctionnement, le moteur 30 électrique peut fonctionner comme générateur électrique et fournir alors de l'électricité à des équipements embarqués à bord de l'aéronef. La présente invention fournit également un aéronef comprenant une APU selon l'une quelconque des possibilités qui viennent d'être décrites. Puisque l'APU est toujours disponible à bord de l'aéronef, la cabine 35 de l'aéronef peut être climatisée au sol sans consommation de carburant, 3049583 5 sans équipement extérieur autre qu'une source extérieure d'électricité généralement disponible dans les aéroports. Selon une possibilité, l'aéronef comprend en outre une source d'électricité embarquée, le moteur électrique étant configuré pour recevoir 5 de l'électricité depuis ladite source embarquée d'électricité. Ainsi, I'APU peut fonctionner sans consommation de carburant, et en l'absence de toute source extérieure d'électricité au sol. La présente invention fournit également un procédé de démarrage de l'APU, dans lequel : 10 on démarre la partie motrice ; on accroît la vitesse de fonctionnement de la patte motrice jusqu'à atteindre une vitesse de rotation désirée de l'arbre du moteur électrique ; on démarre le moteur électrique et, dans le même temps, on 15 arrête la partie motrice de manière à maintenir sensiblement la vitesse de rotation désirée de l'arbre du moteur électrique. Brève description des dessins 20 L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit de plusieurs modes de réalisations, représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : 25 - la figure 1 est un diagramme illustrant schématiquement une unité d'alimentation en air sous pression selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un diagramme illustrant schématiquement une unité d'alimentation en air sous pression selon un deuxième mode de 30 réalisation de l'invention. Sur les dessins, une flèche continue grasse représente un flux de carburant, une flèche continue fine à tête creuse représente un flux d'air, une flèche en pointillés représente un flux de puissance électrique, et une 35 flèche courbe symbolise la rotation d'un arbre. 304 95 83 6 Description détaillée de l'invention La figure 1 représente une unité d'alimentation en air sous pression 1 pour aéronef (ci-après dénommée « APU 1 » pour des raisons de 5 commodité) selon un premier mode de réalisation de l'invention. L'APU 1 comprend un compresseur de charge 30 et une partie motrice 10 configurée pour fournir une puissance via un arbre de sortie 20. Le compresseur de charge 30 comprime de l'air 2 (par exemple, de 10 l'air extérieur prélevé dans l'environnement de l'aéronef où est installée l'APU 1) et fournit de l'air sous pression 3 à l'aéronef, typiquement à un premier équipement (non représenté) de l'aéronef tel qu'un un système de régulation climatique (« Environment Control System » ou ECS en anglais) embarqué à bord de l'aéronef et permettant de climatiser la 15 cabine de l'aéronef. Le compresseur de charge 30 peut être, par exemple, un compresseur axial ou un compresseur centrifuge, cette dernière solution étant préférée, car l'encombrement et la masse du compresseur de charge 30 sont alors plus limités. Le compresseur de charge 30 comprend un 20 arbre de compresseur 23. L'arbre de compresseur 23 peut être entraîné par l'arbre de sortie 20 comme cela sera décrit plus loin. L'APU 1 comprend également un moteur électrique 40. Le moteur électrique 40 est configuré pour être alimenté en électricité 6. Pour cela, le moteur électrique 40 est en général relié électriquement à un connecteur 25 électrique d'alimentation 41 configuré pour recevoir de l'électricité 6' depuis une source extérieure d'électricité. Dans un exemple, la source extérieure d'électricité est un système de soutien au sol (ou GSE) du type GPU ou FEGP. À titre d'exemple, la source extérieure d'électricité délivre une tension de 115 V à une fréquence de 30 400 Hz. On notera que le connecteur électrique 41 peut, si nécessaire, inclure des équipements capables de modifier la tension, l'intensité et/ou la fréquence de l'électricité 6' qui lui est fournie avant qu'elle soit délivrée au moteur électrique 40. En complément ou en alternative, la source extérieure d'électricité 35 est une source d'électricité embarquée à bord de l'aéronef, telle qu'une 304 95 83 7 pile à combustible ou une batterie, ce qui permet à l'APU 1 de fonctionner même en l'absence de tout système de soutien au sol (ou GSE). Le moteur électrique 40 est couplé à l'arbre de compresseur 23 comme cela sera détaillé plus loin. 5 La partie motrice 10 peut être un générateur de gaz comprenant un deuxième compresseur 11, une chambre de combustion 12, une première turbine 13, et une deuxième turbine 14. Le fonctionnement d'un tel générateur de gaz est bien connu. Schématiquement, le deuxième compresseur 11 comprime de l'air 10 extérieur 2 et fournit de l'air sous pression 3' à la chambre de combustion 12. Du carburant 4 (qui peut être du carburant embarqué à bord de l'aéronef) est brûlé dans la chambre de combustion 12 avec l'air sous pression 3' pour générer des gaz de combustion 5 à enthalpie élevée. Ces gaz de combustion 5 sont expulsés par la chambre de combustion 12 et 15 envoyés sur la première turbine 13 puis sur la deuxième turbine 14. Les gaz de combustion 5 subissent deux détentes successives dans la première turbine 13 et la deuxième turbine 14, ce qui fournit le travail mécanique nécessaire pour entraîner l'arbre de sortie 20, le compresseur de charge 30 et le moteur électrique 40. 20 Dans l'exemple représenté, la première turbine 13 et la deuxième turbine 14 sont couplées au deuxième compresseur 11 via l'arbre de sortie 20. Dans un autre exemple (non représenté), la première turbine 13 peut être couplée au deuxième compresseur 11 via un arbre de turbine distinct de l'arbre de sortie 20, la deuxième turbine 14 étant disposée sur l'arbre 25 de sortie 20. L'APU 1 peut également comprendre une boîte de vitesses 50 qui transmet la rotation de l'arbre de compresseur 23 au moteur électrique 40, et vice versa. Par exemple, le moteur électrique 40 est disposé sur un arbre d'entraînement moteur 52 de la boîte de vitesses 50. On notera que 30 la boîte de vitesses 50 est généralement entourée d'un carter (non représenté). La boîte de vitesses 50 permet de déporter le moteur électrique 40 par rapport à l'arbre de sortie 20, ce qui peut permettre d'obtenir une meilleure intégration de l'APU 1 au sein de l'aéronef. Pour assurer le démarrage de la partie motrice 10, l'APU 1 peut comprendre en outre un starter 90, par exemple un starter électrique 304 95 83 8 connu. Dans l'exemple représenté, le starter 90 est disposé sur un arbre de starter 59 de la boîte de vitesses 50. L'APU 1 comprend en outre un système de couplage 25 interposé enter l'arbre de compresseur 23 et l'arbre de sortie 20. 5 Le système de couplage 25 est configuré pour permettre à l'arbre de sortie 20 d'entraîner l'arbre de compresseur 23 et pour empêcher l'arbre de compresseur 23 d'entraîner l'arbre de sortie 20. En d'autres termes, le système de couplage 25 est configuré de telle sorte que, lorsque l'arbre de compresseur 23 tourne plus vite que l'arbre de sortie 20, l'arbre de 10 compresseur 23 ne transmet aucun couple à l'arbre de sortie 20, et de telle sorte que, lorsque l'arbre de sortie 20 tourne plus vite que l'arbre de compresseur 23, l'arbre de sortie 20 transmet un couple à l'arbre de compresseur 23 et l'entraîne en rotation, typiquement à la même vitesse que lui. 15 L'APU 1 présente un premier mode de fonctionnement destiné à fournir de l'air sous pression à l'aéronef sans consommer de carburant 4. Dans ce mode de fonctionnement, l'APU 1 est alimentée en électricité 6' par une source extérieure d'électricité telle qu'un GSE, et le moteur électrique 40 est alimenté en électricité 6 par l'intermédiaire du 20 connecteur électrique 41. Par suite, le moteur électrique 40 fonctionne et entraîne l'arbre de compresseur 23, et donc le compresseur 30. Le compresseur de charge 30 fournit alors de l'air sous pression 3 à l'aéronef. Selon l'invention, un procédé d'alimentation en air sous pression d'un aéronef à l'aide de l'APU 1 comprend les étapes suivantes : 25 - on alimente l'APU 1 en électricité via le connecteur électrique d'alimentation 41, et - on fournit l'air sous pression 3 produit par le compresseur de charge 30 à l'aéronef. Ainsi, l'aéronef est alimenté en air sous pression 3, alors que l'APU 1 30 n'est alimentée qu'en électricité 6 et non en carburant 4. En d'autres termes, l'APU 1 peut fournir de l'air sous pression 3 sans qu'il ne soit nécessaire de démarrer la partie motrice 10, et donc sans les émissions polluantes et sonores associées. Il n'est pas non plus nécessaire de faire intervenir un GSE pour fournir de l'air sous pression à l'aéronef. 35 Dans ce mode de fonctionnement, le système de couplage 25 découple l'arbre de compresseur 23 de l'arbre de sortie 20 : ainsi, le 304 95 83 9 moteur électrique 40 n'a pas à vaincre inutilement le couple résistif de la partie motrice 10 lorsqu'il démarre, ni à entraîner inutilement la partie motrice 10 en régime permanent. Il en résulte un gain appréciable en termes de consommation électrique et de temps de démarrage de l'APU 1. 5 De préférence, le système de couplage 25 est non piloté, c'est-à-dire dépourvu d'une unité de commande et/ou d'actuateurs configurés pour provoquer le couplage/découplage de l'arbre de compresseur 23 et de l'arbre de sortie 20. En d'autres termes, le système de couplage 25 est configuré de telle sorte que le couplage/découplage de l'arbre de 10 compresseur 23 et de l'arbre de sortie 20 s'effectue sans commande extérieure, par exemple mécaniquement, en fonction des vitesses de rotation respectives de l'arbre de compresseur 23 et de l'arbre de sortie 20. Par rapport à un système de couplage piloté classique, un tel 15 système de couplage non piloté est considérablement plus léger, plus fiable et plus simple à entretenir, car ne comprenant pas d'actuateurs lourds, complexes et difficiles à entretenir. En outre, avec un système de couplage non piloté, la commande de l'APU 1 est simplifiée. De préférence, le système de couplage 25 est une roue libre. Des 20 roues libres adaptées pour les gammes de vitesse de rotation et de couple engendrées par le fonctionnement de la partie motrice 10 sont bien connues de l'homme du métier et ne sont donc pas décrites en détail ici. De préférence, la roue libre est une roue libre à galets, aussi appelée roue libre à rouleaux. Ce type de roue libre est particulièrement adapté 25 pour les gammes de vitesse de rotation et de couple engendrées par le fonctionnement de la partie motrice 10. À titre d'exemple illustratif, lorsque la partie motrice 10 fonctionne, l'arbre de sortie 20 tourne à une vitesse de 20000 à 100000 tours/minute (rpm), et la roue libre transmet un couple de 50 à 1000 Net. 30 De préférence, la roue libre à galets est une roue libre dégageante (« centrifugai throwout freewheel » en anglais), c'est-à-dire que, lorsque la roue libre provoque le découplage mécanique de l'arbre de sortie 20 et de l'arbre de compresseur 23, les galets frottent initialement contre une piste intérieure, puis se séparent de cette piste intérieure sous l'effet de la 35 force centrifuge. Ainsi, lorsque l'arbre de sortie 20 et l'arbre de compresseur 23 sont découplés, les galets ne frottent pas, ce qui accroît la 304 95 83 10 durée de vie de la roue libre. La roue libre à galets peut aussi être une roue libre engageante (ou frontale) (« positive continuous engagement freewheel » en anglais). De préférence, la roue libre est configurée de telle sorte que l'arbre 5 de sortie 20 entraîne l'arbre de compresseur 23 dès que l'arbre de sortie 20 est entraîné en rotation par la partie motrice 10. En d'autres termes, la roue libre est configurée de telle sorte que le couplage entre l'arbre de sortie 20 et l'arbre de compresseur 23 s'effectue sans que l'arbre de sortie 20 ne doive atteindre une vitesse de rotation minimum. 10 L'APU 1 présente en outre un deuxième mode de fonctionnement destiné à alimenter l'aéronef en air sous pression même en l'absence d'une source extérieure d'électricité. Dans ce deuxième mode de fonctionnement, la chambre de combustion 12 produit des gaz de combustion 5 à enthalpie élevée qui 15 entraînent la première turbine 13 et la deuxième turbine 14 comme cela a été expliqué ci-dessus. Les turbines 13 et 14 entraînent alors l'arbre de sortie 20. Puisque l'arbre de sortie 20 est entraîné, le système de couplage 25 permet à l'arbre de sortie 20 d'entraîner l'arbre de compresseur 23. Par suite, le compresseur de charge 30 est entraîné et fournit de l'air sous 20 pression 3 à l'aéronef. Selon l'invention, un autre procédé d'alimentation en air sous pression d'un aéronef à l'aide de l'APU 1 comprend les étapes suivantes : - on alimente la chambre de combustion 12 en air 3' comprimé par le deuxième compresseur 11 et en carburant 4, 25 - on fournit l'air sous pression 3 produit par le compresseur de charge 30 à l'aéronef. Ainsi, la cabine de l'aéronef peut être climatisée même en l'absence de toute source extérieure d'électricité. Dans certains modes de réalisation, le moteur électrique 40 est un 30 moteur réversible, c'est-à-dire un moteur électrique capable de produire de l'électricité lorsqu'on lui fournit une puissance mécanique. En d'autres termes, le moteur électrique 40 peut également fonctionner comme générateur électrique. Dans ce cas, dans le deuxième mode de fonctionnement, le moteur électrique 40 est entraîné par l'arbre de sortie 35 20 via l'arbre de compresseur 23 et la boîte de vitesses 50. Le moteur électrique 40 produit de l'électricité 7, qui est typiquement fournie à un 304 95 83 11 deuxième équipement (non représenté) de l'aéronef, tel qu'un système de dégivrage, un système de démarrage des moteurs principaux, le réseau de bord de l'aéronef, etc. Selon l'invention, un procédé d'alimentation en électricité d'un 5 aéronef à l'aide de l'APU 1 dans laquelle le moteur électrique 40 est un moteur réversible comprend les étapes suivantes : - on alimente la chambre de combustion 12 en air 3' comprimé par le deuxième compresseur 11 et en carburant 4, - on fournit l'électricité 7 produite par le moteur électrique 40 à 10 l'aéronef. Selon l'invention, un procédé d'alimentation en air sous pression et en électricité d'un aéronef à l'aide de I'APU 1 dans laquelle le moteur électrique 40 est un moteur réversible comprend les étapes suivantes : - on alimente la chambre de combustion 12 en air 3' comprimé par le 15 deuxième compresseur 11 et en carburant 4, - on fournit l'air sous pression 3 produit par le compresseur de charge 30 à l'aéronef, et - on fournit l'électricité 7 produite par le moteur électrique 40 à l'aéronef. 20 Dans certains modes de réalisation (non représentés), le starter 90 est un moteur électrique réversible. Le starter 90 est alors capable de produire de l'électricité 7 lorsqu'il est entraîné par l'arbre de sortie 20 via la boîte de vitesses 50, et donc de jouer le même rôle que le moteur électrique 40 dans les procédés décrits ci-dessus. 25 L'APU 1 peut être lancée dans le premier mode de fonctionnement de la manière suivante. On démarre tout d'abord la partie motrice 10 à l'aide du starter 90. Une fois que la partie motrice 10 est lancée, on accroît sa vitesse de fonctionnement (par exemple en augmentant le débit de carburant 4 et 30 d'air sous pression 3') jusqu'à ce que l'arbre d'entraînement moteur 52 atteigne une vitesse de rotation désirée, cette vitesse de rotation pouvant correspondre, par exemple, à la vitesse de rotation nécessaire pour obtenir un débit d'air sous pression 3 nécessaire pour le premier équipement. L'arbre de sortie 20 entraîne alors l'arbre de compresseur 23 35 via le système de couplage 25 comme cela a été expliqué ci-dessus. Par 304 95 83 12 suite, le compresseur de charge 30 (et éventuellement le moteur électrique 40) sont entraînés en rotation. Une fois que la vitesse de rotation désirée de l'arbre d'entraînement moteur 52 est atteinte, on démarre le moteur électrique 40, c'est-à-dire 5 que l'on fournit au moteur électrique 40 une puissance électrique qui croît jusqu'à atteindre la puissance électrique nécessaire pour maintenir la vitesse de rotation désirée de l'arbre d'entraînement moteur 52, et, dans le même temps, on arrête la partie motrice 10 (par exemple en diminuant progressivement l'arrivée de carburant 4), à maintenir sensiblement la 10 vitesse de rotation désirée de l'arbre d'entraînement moteur 52. De cette manière, pour démarrer le moteur électrique 40, la seule puissance électrique à fournir est la puissance nécessaire pour vaincre le couple résistif interne du moteur électrique 40. Au contraire, si on démarrait l'APU 1 en démarrant directement le moteur électrique 40, il 15 faudrait fournir à celui-ci une puissance nécessaire pour vaincre son propre couple résistif et celui du compresseur de charge 30. Le connecteur électrique 41 peut donc être configuré avec une puissance électrique maximale moindre, ce qui est bénéfique en termes d'encombrement et de masse de l'APU 1. 20 De préférence, une partie de l'arbre de sortie 20 s'étend à travers l'arbre de compresseur 23, ce qui permet de limiter l'encombrement de l'APU 1. De préférence, l'arbre de sortie 20 et l'arbre de compresseur 23 sont coaxiaux, le sens de rotation de l'arbre de sortie 20 étant repéré par le 25 repère P sur la figure 1. Ceci permet de simplifier la construction du système de couplage 25 et son montage dans l'APU 1. De préférence, comme cela est représenté sur la figure 1, le compresseur de charge 30 est situé ou interposé entre la partie motrice 10 et la boîte de vitesses 50, c'est-à-dire que l'entraînement de l'arbre de 30 compresseur 23 par l'arbre de sortie 20 s'effectue via le système de couplage 25, sans faire intervenir la boîte de vitesses 50. La boîte de vitesses 50 présente donc seulement une entrée, pour l'arbre de sortie 20 et l'arbre de compresseur 23, et deux sorties, respectivement pour l'arbre d'entraînement moteur 52 et pour l'arbre de starter 59. Ceci permet de 35 limiter l'encombrement de la boîte de vitesses 50. En outre, le compresseur de charge 30 et le deuxième compresseur 11 sont 304 95 83 13 suffisamment proches pour partager la même entrée d'admission d'air 2, ce qui est également bénéfique en termes d'intégration de I'APU 1. De préférence, le système de couplage 25 est situé dans un carter de la boîte de vitesses 50, ce qui permet d'utiliser le système de 5 lubrification interne de la boîte de vitesses 50 pour lubrifier le système de couplage 25. La figure 2 représente une APU 1' selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques et ne 10 sont pas décrits en détail à nouveau. Dans ce deuxième mode de réalisation, le compresseur de charge (repéré par 30') est situé en sortie de la boîte de vitesses 50. Ainsi, la boîte de vitesses 50 est interposée entre le compresseur de charge 30' et la partie motrice 10. Lorsque l'arbre de sortie 20 entraîne l'arbre de 15 compresseur 23' du compresseur de charge 30', cet entraînement s'effectue donc via la boîte de vitesses 50 et le système de couplage 25.Ce mode de réalisation permet de déporter le compresseur de charge 30' par rapport à l'arbre de sortie 20, ce qui peut permettre d'obtenir une meilleure intégration de I'APU 1' au sein de l'aéronef. 20 Le système de couplage 25 peut être situé dans un carter de la boîte de vitesses 50 et intégré dans celle-ci comme cela est représenté sur la figure 2, de sorte que l'arbre de starter 59 est couplé à l'arbre de sortie 20 via la boîte de vitesses 50, et non via le système de couplage 25. Ceci permet au starter 90 d'entraîner l'arbre de sortie 20 et donc de démarrer 25 la partie motrice 10. De plus, on peut alors utiliser le système de lubrification interne de la boîte de vitesses 50 pour lubrifier le système de couplage 25. De préférence, l'arbre de sortie 20 et l'arbre de compresseur 23 sont coaxiaux, le sens de rotation de l'arbre de sortie 20 étant repéré par le 30 repère P sur la figure 2. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir dans la boîte de vitesses 50 une roue dentée pour transmettre le couple de l'arbre de sortie 20 à l'arbre de compresseur 23, ce couple étant transmis via le système de couplage 25. Le fonctionnement de l'APU 1' est identique au fonctionnement de 35 l'APU 1 et ne sera donc pas décrit en détail. 304 95 83 14 La présente invention fournit une APU capable, selon les équipements au sol disponibles à l'aéroport où stationne l'aéronef, d'alimenter les équipements de l'aéronef en air sous pression et/ou en électricité, même en l'absence de source extérieure d'air sous pression. En 5 outre, dans le cas où une source électrique extérieure est disponible, l'APU selon l'invention permet de fournir de l'air sous pression, et donc de climatiser la cabine de l'aéronef, sans émissions polluantes ou sonores liées à la consommation de carburant. On remarquera que les modes de fonctionnement décrits ci-dessus 10 sont obtenus à l'aide d'un unique système de couplage, à savoir le système de couplage 25, ce qui limite la complexité de l'APU 1 ou 1'. De plus, on remarquera que le deuxième mode de fonctionnement décrit ci-dessus peut tout à fait être utilisé lorsque l'aéronef n'est pas au sol, par exemple en cas de défaillance des équipements normalement 15 chargés de fournir (par exemple à partir de la puissance produite par les moteurs de l'aéronef) de l'air sous pression et/ou de l'électricité à l'aéronef durant le vol. Enfin, bien que cela ne soit pas représenté sur les figures, l'APU 1 (ou 1') peut comprendre une unité de commande reliée à divers capteurs 20 et actuateurs et qui est configurée pour mesurer et/ou commander divers paramètres de fonctionnement de l'APU, tels que la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 20 et de l'arbre de compresseur 23, le débit et la pression de l'air en entrée et en sortie du compresseur de charge 30 (ou 30') et du deuxième compresseur 11, le débit en carburant 4 à l'entrée de la 25 chambre de combustion 12, la tension fournie au moteur électrique 40 ou délivrée par le moteur électrique 40, etc. L'unité de commande peut également commander l'activation ou la désactivation de l'APU 1 (ou 1') ou la commutation entre ses différents modes de fonctionnement, par exemple sur la base d'une commande fournie par un utilisateur. 30 Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation 35 évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation 3049583 15 additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. REVENDICATIONS1. Unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') pour aéronef, comprenant : un compresseur de charge (30 ; 30') configuré pour fournir de l'air sous pression (3), le compresseur de charge (30 ; 30') comprenant un 10 arbre de compresseur (23 ; 23'), et une partie motrice (10) configurée pour fournir une puissance via un arbre de sortie (20) ; l'unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') étant caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur électrique (40) couplé 15 audit arbre de compresseur (23 ; 23'), et un système de couplage (25) configuré pour permettre à l'arbre de sortie (20) d'entraîner l'arbre de compresseur (23 ; 23') et pour empêcher l'arbre de compresseur (23 ; 23') d'entraîner l'arbre de sortie (20). 20 2. Unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') pour aéronef selon la revendication 1, dans laquelle le système de couplage (25) est un système de couplage non piloté, par exemple une roue libre. 3. Unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') pour aéronef selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une boîte de vitesses 25 (50), le moteur électrique (40) étant couplé à l'arbre de compresseur (23 ; 23') via la boîte de vitesses (50). 4. Unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') pour aéronef selon la revendication 3, dans laquelle l'arbre de sortie (20) et l'arbre de compresseur (23) sont coaxiaux. 30 5. Unité d'alimentation en air sous pression (1) pour aéronef selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle une partie de l'arbre de sortie (20) s'étend à travers l'arbre de compresseur (23). 6. Unité d'alimentation en air sous pression (1) pour aéronef selon la revendication 5, dans laquelle le compresseur de charge (30) est 35 interposé entre la boîte de vitesses (50)' et la partie motrice (10). . 3049583 17 7. Unité d'alimentation en air sous pression (1') pour aéronef selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle la boîte de vitesses (50) est interposée entre le compresseur de charge (30') et la partie motrice (10). 8. Unité d'alimentation en air sous pression (1') pour aéronef 5 selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le système de couplage (25) est situé dans un carter de la boîte de vitesses (50). 9. Unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') pour aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle le moteur électrique (40) est un moteur réversible capable de produire de l'électricité 10 (7). 10. Aéronef comprenant une unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11. Aéronef selon la revendication 10, comprenant en outre une source d'électricité embarquée, le moteur électrique (40) étant configuré 15 pour recevoir de l'électricité (6') depuis ladite source embarquée d'électricité. 12. Procédé de démarrage de l'unité d'alimentation en air sous pression (1 ; 1') pour aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel : 20 on démarre la partie motrice (10) ; on accroît la vitesse de fonctionnement de la partie motrice (10) jusqu'à atteindre une vitesse de rotation désirée de l'arbre (52) du moteur électrique (40) ; on démarre le moteur électrique (40) et, dans le même temps, 25 on arrête la partie motrice (10) de manière à maintenir sensiblement la vitesse de rotation désirée de l'arbre (52) du moteur électrique (40).