Brevet FR3047199A1 — publié le 20170804

Procédé de fabrication d'un support La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un support, tel par exemple qu'un panneau de support de matériau abradable pour une turbomachine. Comme cela est illustré à la figure 1, une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprend classiquement un carter de soufflante 1 dont une paroi 2 sensiblement cylindrique entoure notamment les aubes de la soufflante. Le carter 1 fait partie d'une nacelle qui entoure le moteur de la turbomachine et à l'intérieur de laquelle tourne une soufflante qui génère un flux d'air secondaire qui s'écoule entre la nacelle et le moteur et forme une partie de la poussée produite par la turbomachine. Le carter 1 comprend une paroi sensiblement cylindrique 2 qui comporte à ses extrémités longitudinales des brides annulaires de fixation 3, 4. La bride aval 4 est fixée par des moyens du type vis-écrou à une bride (non représentée) d'un carter intermédiaire et la bride amont 3 est fixée par des moyens du type vis-écrou à une bride (non représentée) d'une manche d'entrée d'air dans la nacelle. La surface interne d'un carter de soufflante 2 comporte classiquement des panneaux annulaires d'isolation acoustique 5, 6, 7 qui recouvrent la surface cylindrique interne de la paroi 2 et qui sont fixés à cette paroi par tous moyens appropriés 8. Ces panneaux 5, 6, 7 ont en général une structure annulaire en nid d'abeille, formée d'alvéoles adjacents, dont les faces interne et/ou externe sont chacune recouvertes d'un revêtement, également appelé peau. Ces panneaux 5, 6, 7 sont notamment destinés à absorber les ondes sonores générées par la soufflante de la turbomachine. Le carter 1 comporte plus particulièrement un panneau amont 5, situé en amont des aubes de la soufflante, un panneau médian 6, situé en regard des aubes de la soufflante, et un panneau aval 7, situé en aval des aubes de la soufflante. Le panneau 3047199 2 médian supporte une couche 9 de matériau abradable contre laquelle les extrémités radialement externes des aubes sont destinées à frotter en fonctionnement. Afin d'améliorer le traitement acoustique en amont de la 5 soufflante, les alvéoles de la structure en nid d'abeille du panneau amont 5 ont une section relativement importante et le revêtement interne de ce panneau est généralement multiperforé. Le panneau médian 6 a généralement des alvéoles de section plus faible que le panneau amont 5, de façon à augmenter sa résistance aux sollicitations mécaniques. 10 Les panneaux 5, 6, 7 peuvent être monoblocs et s'étendre circonférentiellement en formant en anneau ou être formés de secteurs de panneau qui sont disposés circonférentiellement bout à bout et qui sont fixés sur la paroi 2 du carter 1. Comme cela est mieux visible à la figure 2, chaque panneau 15 médian 6 ou chaque secteur dudit panneau médian 6, comporte un substrat 10 en nid d'abeille, comprenant des faces principales radialement interne 11 et externe 12, au niveau desquelles débouchent les alvéoles 13. Les faces principales 11, 12 sont reliées par des faces latérales 14. Le revêtement 15 doit être appliqué sur la face radialement interne 11, au 20 moins, et sur les faces latérales 14. Les procédés de fabrication actuels peuvent endommager le substrat 10 lors de l'application du revêtement 15. En effet, le substrat 10 possède une bonne résistance mécanique dans le sens radial, c'est-à-dire dans la direction des alvéoles 13, mais possède une faible résistance 25 mécanique dans le sens transverse, c'est-à-dire d'une face latéral 14 à l'autre. Ainsi, lorsque le revêtement 15 est appliqué sur les faces latérales 14 du substrat 10, l'effort transverse exercé sur le substrat 10 tend à écraser les alvéoles 13 du substrat 10. L'invention a notamment pour but de proposer un procédé 30 simple et peu coûteux, permettant la réalisation d'un tel support ou panneau sans risque de détérioration du substrat. 3047199 3 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la réalisation d'un tel panneau pour une turbomachine mais peut être appliquée à la réalisation de tout support présentant des caractéristiques similaires. A cet effet, elle propose un procédé de fabrication d'un support 5 comportant un substrat et un revêtement, le substrat comprenant deux faces principales opposées reliées par des faces latérales, le substrat comportant en outre des alvéoles débouchant au niveau de l'une au moins des faces principales, ledit procédé comportant une étape d'application du revêtement sur l'une au moins desdites surfaces principales et sur l'une au 10 moins desdites surfaces latérales du substrat, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de montage d'un renfort sur le substrat, ledit renfort comportant une base à partir de laquelle s'étendent des éléments en saillie écartés les uns des autres, lesdits éléments en saillie étant engagés dans les alvéoles du substrat. 15 Le renfort permet de reprendre les efforts transverses lors de l'application du revêtement sur la surface latérale concernée, de façon à éviter l'écrasement des alvéoles du substrat. Au moins un élément en saillie peut être engagé dans un alvéole situé à proximité de la face latérale du substrat recouverte par le 20 revêtement. Plus les éléments en saillie sont engagés dans des alvéoles situés à proximité du bord latéral sur lequel est appliqué le revêtement, plus le nombre d'alvéoles pouvant éventuellement être écrasés sous l'effet des efforts transverses est faible. 25 Le support est par exemple formé par une structure en nid d'abeilles, comportant des alvéoles disposés sous la forme de rangées. Les alvéoles ont par exemple une section hexagonale, les alvéoles de deux rangées successives étant alors disposés en quinconce. Le support peut être coupé au niveau de ses bords latéraux de façon à présenter les 30 dimensions voulues. Dans ce cas, la rangée d'alvéoles située au niveau de la face latérale concernée est généralement constituée d'alvéoles coupés, 3047199 4 c'est-à-dire ouverts et débouchant au niveau de la face latérale ayant fait l'objet de la coupe. Dans un tel cas, les éléments en saillie sont de préférence engagés dans les alvéoles fermés de la rangée adjacente, située en retrait par rapport à la rangée d'alvéoles coupés. 5 Les alvéoles peuvent s'étendre d'une face principale à l'autre, c'est-à-dire déboucher au niveau de chacune desdites faces principales. Par ailleurs, lors de l'étape d'application du revêtement, le substrat et le revêtement peuvent être positionnés dans une enceinte d'un autoclave, l'enceinte de l'autoclave étant soumise à une pression tendant à 10 appliquer le revêtement sur la surface principale correspondante du substrat. Un film intumescent peut être appliqué entre l'une au moins des faces latérales du substrat et le revêtement, l'enceinte de l'autoclave étant soumis à une température supérieure à la température 15 d'intumescence dudit film. On rappelle qu'un matériau intumescent est un matériau tendant à s'expanser, ici dans la direction transverse, lorsqu'il est soumis à une température élevée, supérieure ou égale à une température dite d'intumescence du matériau. 20 Le film intumescent est un film en matériau époxyde. Un tel matériau présente une température d'intumescence de l'ordre de 120°C. Le revêtement appliqué sur le substrat peut être un revêtement comportant un renfort sec ou pré-imprégné de résine, par exemple un tissu à base de fibres de carbone ou de verre pré-imprégné de résine époxyde. 25 Un tel revêtement présente de bonnes caractéristiques mécaniques et thermiques, et une grande stabilité dans le temps. Il est par ailleurs relativement aisé à mettre en forme. Le substrat présente une forme générale d'arc de cercle. Un tel substrat peut donc former un secteur de panneau servant au support de 30 matériau abradable. 3047199 5 L'enceinte de l'autoclave ou de l'équipement qui permet d'apporter la pression peut être soumise à une température comprise entre 100 et 150°C, de préférence comprise entre 130 et 140°C, pendant une durée d'au moins 60 minutes, de préférence comprise entre 80 et 100 5 minutes, et une pression comprise entre 400 et 800 kPa, de préférence comprise entre 500 et 700 kPa. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux 10 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'un carter de soufflante d'une turbomachine selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue schématique et avec arrachage partiel d'une partie d'un support apte à être fabriqué à l'aide du procédé selon 15 l'invention, - la figure 3 est une vue schématique représentant l'étape d'application du revêtement sur le substrat dans une enceinte d'un autoclave, - la figure 4 est une vue en perspective du renfort, 20 - la figure 5 est une vue schématique et en perspective, illustrant le montage du support sur le substrat, - la figure 6 est un diagramme représentant l'évolution de la pression et de la température dans l'enceinte de l'autoclave lors de l'étape d'application ou de polymérisation du revêtement sur le substrat. 25 La figure 3 représente une étape du procédé de fabrication d'un support selon une forme de réalisation de l'invention. Lors de cette étape, un revêtement composite 15 comprenant une nappe en tissu pré-imprégné d'une résine, par exemple une résine époxyde, est inséré dans une empreinte d'un autoclave 16. 30 Plus particulièrement l'autoclave 16 comporte une partie basse fixe 17 dans laquelle est formée l'empreinte 18, et une partie haute formée 3047199 6 par un sac à vide amovible 19 pouvant recouvrir de façon étanche la partie basse 17 de manière à former une enceinte ou un volume interne délimité par l'empreinte 18 et par le sac à vide 19. Le revêtement 15 épouse la forme de l'empreinte 18. Le tissu du 5 revêtement 15 est formé à base de fibres de carbone et/ou de verre, par exemple. L'empreinte 18 présente une section de forme généralement rectangulaire, comme illustré à la figure 3, et une forme en arc de cercle dans une direction circonférentielle perpendiculaire au plan de coupe 10 illustré à la figure 3. L'empreinte 18 présente ainsi une face dite principale 18a, en forme de portion de cylindre, de part et d'autre de laquelle s'étendent des faces latérales 18b s'étendant radialement par rapport à la face principale 18a. Le revêtement 15 épousant la forme de l'empreinte 18, celui-ci 15 comporte donc également une partie principale 15a en portion de cylindre et deux parties latérales radiales 15b. Les surfaces internes des parties latérales 15b du revêtement 15 sont recouvertes chacune d'un film en matériau intumescent 20, par exemple en matériau époxyde, par exemple de type FM-410. La température d'intumescence est par exemple comprise 20 entre 110 et 170°C. En d'autres termes, les films 20 s'expansent lorsqu'ils sont soumis à une température supérieure à la température d'intumescence. Un substrat 10 est ensuite engagé dans l'empreinte 18, le substrat 10 comportant une face principale radialement interne 11, une face 25 principale radialement externe 12, lesdites faces principales 11, 12 présentant des formes en portions de cylindres et étant reliées l'une à l'autre par des faces latérales 14 s'étendant radialement. Le substrat 10 présente une structure en nid d'abeille et est réalisé par exemple en aluminium. Le substrat 10 comporte ainsi des alvéoles 13 s'étendant entre 30 les deux faces principales 11, 12 et débouchant au niveau de chacune desdites faces principales 11, 12. Chaque alvéole 13 présente une section 3047199 7 de forme hexagonale, les alvéoles 13 étant organisés sous la forme de rangées adjacentes les unes aux autres, les alvéoles 13 d'une rangée étant agencés en quinconce par rapport aux alvéoles 13 des rangées directement adjacentes. 5 Le substrat 10 est engagé de façon à ce que les films intumescents 20 soient situés entre les parties latérales 15b du revêtement 15 et les faces latérales 14 du substrat 10. Le substrat 10 comporte par exemple une dimension circonférentielle L comprise entre 1 et 1,5 m et une dimension transversale I comprise entre 0,25 et 0,5 m. Le rayon de 10 courbure du substrat 10 est par exemple compris entre 2 et 2.5 m. Un renfort 21 (figures 3 à 5) est alors engagé sur le substrat 10. Le renfort 21 comporte une base comportant dans cette forme de réalisation un treillis métallique constitué de sous-éléments rigides 22 s'étendant circonférentiellement reliés par d'autres sous-éléments 15 transverses 23 s'étendant transversalement. Des tiges 24 s'étendent radialement depuis la base, par exemple depuis chaque point de liaison entre les sous-éléments du treillis 22 et 23. Le renfort 21 peut être réalisé par tout moyen connu comme par exemple par soudage ou par fabrication directe. 20 Le renfort 21 est engagé sur le substrat 10 de façon à ce que les tiges 24 soient insérées dans des alvéoles 13 du substrat 10 et de façon à ce que la base 22, 23 du renfort 21 soit en appui sur la face principale radialement externe 12 du substrat 10. Le substrat 10 peut être coupé au niveau de ses bords latéraux 14 de façon à présenter les dimensions 25 voulues. Dans ce cas, la rangée d'alvéoles 13 située au niveau de la face latérale concernée 14 est généralement constituée d'alvéoles 13 coupés, c'est-à-dire ouverts et débouchant au niveau de la face latérale 14 ayant fait l'objet de la coupe. Dans un tel cas, les tiges 24 sont de préférence engagées dans les alvéoles 13 fermés de la rangée adjacente, située en 30 retrait par rapport à la rangée d'alvéoles 13 coupés. 3047199 8 La partie amovible 19 est ensuite positionnée de façon à recouvrir l'empreinte 18 de la partie fixe 17, un joint 25 assurant l'étanchéité entre les parties fixe et amovibles 17, 19. L'ensemble subit alors un cycle de polymérisation lors duquel on 5 augmente la température et la pression au sein de l'enceinte 26 de l'autoclave 16. Le diagramme de la figure 6 illustre l'évolution de la température (courbe C1) et de la pression (courbe C2) au cours du temps, lors d'un tel cycle. Le cycle démarre à l'instant tO. A tO, on augmente la pression 10 dans l'enceinte 26, de façon à atteindre une valeur pmax comprise 400 et 800 kPa, de préférence comprise entre 500 et 700 kPa, par exemple de l'ordre de 600 kPa. Parallèlement, on augmente progressivement la température jusqu'à atteindre à l'instant t1 la valeur Tmax comprise entre 100 et 150°C, de préférence comprise entre 130°C et 140°C, par exemple 15 de l'ordre de 135°C. La valeur Tmax est maintenue jusqu'à l'instant t2, puis la température décroît progressivement, jusqu'à l'instant t4. La durée entre t1 et t2 est comprise entre 60 et 120 minutes, par exemple de l'ordre de 90 minutes. Avant l'instant t4, on fait chuter la pression au sein de l'enceinte 26, à l'instant t3. 20 Entre tO et t1, la température augmente de façon relativement linéaire, avec une pente comprise entre 2 et 5 °C par minute. De même, entre t2 et t4, la température décroît de façon relativement linéaire, avec une pente comprise entre 2 et 5°C par minute. Lors d'un tel cycle, le substrat 10 est plaqué vers le bas, sur la 25 partie principale 15a du revêtement 15, du fait de la pression au sein de l'enceinte 26 de l'autoclave 16. On notera que, du fait de l'orientation radiale des alvéoles 13, le substrat 10 possède de bonnes caractéristiques de résistance à la compression dans le sens radial de sorte que le substrat 10 n'est pas déformé sous l'effort radial correspondant. En outre, lors d'un 30 tel cycle, l'élévation de la température au-delà de la température d'intumescence des films 30 tend à faire s'expanser les films 20 dans la 3047199 9 direction transversale, de façon à plaquer les parties radiales 15b du revêtement 15 contre les faces latérales 18b de l'empreinte 18 et de façon à exercer des efforts transversaux sur le substrat 10. Ces efforts traversent une faible partie du substrat 10 avant d'être repris par les tiges 24 puis la 5 base 22, 23 du renfort 21. Ainsi, la majeure partie du substrat 10 n'est pas soumis à des efforts transverses importants, évitant ainsi toute dégradation du substrat 10. A l'issue du cycle de polymérisation, le revêtement 15 adhère aux faces principale 11 et latérales 14 du substrat 10, directement dans le 10 cas de la face principale interne 11 ou par l'intermédiaire des films intumescents 20 dans le cas des faces latérales 14. Le support constitué du substrat 10 et du revêtement 15 peut alors être extrait de l'empreinte 18 de l'autoclave 16 à l'issue du cycle de polymérisation précité. 15 On notera que les efforts transversaux peuvent être appliqués par d'autres moyens que les films intumescents 20. Il est ainsi possible de prévoir une empreinte 18 comportant des faces latérales 18b inclinées par rapport à la direction radiale, de manière à ce que la pression exercée dans l'enceinte 26 exerce également un effort radial sur les parties latérales 15b 20 du revêtement 15 de façon à plaquer lesdites parties latérales 15b sur les faces latérales 14 du substrat 10. En variante, il est possible de prévoir des éléments mobiles au niveau de l'empreinte 18, lesdits éléments mobiles étant aptes à appliquer des efforts transversaux de façon à plaquer les parties latérales 15b du revêtement sur les faces latérales 14 du substrat 25 10. Le procédé selon l'invention permet ainsi la fabrication d'un support comportant un substrat 10 et un revêtement 15, sans risque de dégradation du substrat 10 et garantit de façon simple et peu coûteuse la santé du revêtement. 30 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un support comportant un substrat (10) et un revêtement (15), le substrat (10) comprenant deux faces principales opposées (11, 12) reliées par des faces latérales (14), le substrat (10) comportant en outre des alvéoles (13) débouchant au niveau de l'une au moins des faces principales (11, 12), ledit procédé comportant une étape d'application du revêtement (15) sur l'une au moins desdites surfaces principales (11, 12) et sur l'une au moins desdites surfaces latérales (14) du substrat (10), caractérisé en ce qu'il comporte une étape de montage d'un renfort (21) sur le substrat (10), ledit renfort (21) comportant une base (22, 23) à partir de laquelle s'étendent des éléments en saillie (24) écartés les uns des autres, lesdits éléments en saillie (24) étant engagés dans les alvéoles (13) du substrat (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un élément en saillie (24) est engagé dans un alvéole (23) situé à proximité de la face latérale (14) du substrat (10) recouverte par le revêtement (15). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les alvéoles (13) s'étendent d'une face principale (11, 12) à l'autre. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, lors de l'étape d'application du revêtement (15), le substrat (10) et le revêtement (15) sont positionnés dans une enceinte (26, 18) d'un autoclave (16), l'enceinte (26, 18) de l'autoclave (16) étant soumise à une pression tendant à appliquer le revêtement (15) sur la surface principale correspondante (11) du substrat (10). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un film intumescent (20) est appliqué entre l'une au moins des faces latérales (14) du substrat (10) et le revêtement (15), l'enceinte (26, 18) de l'autoclave (16) étant soumis à une température supérieure à la température d'intumescence dudit film (20). 3047199 11 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le film intumescent (20) est un film à base de résine époxyde. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le revêtement (15) appliqué sur le substrat (10) est un revêtement 5 comportant un tissu pré-imprégné de résine, par exemple un tissu à base de fibres de carbone ou de verre pré-imprégné de résine époxyde. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le substrat (10) présente une forme générale d'arc de cercle. 9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en 10 ce que l'enceinte (26, 18) de l'autoclave (16) est soumise à une température comprise entre 100 et 150°C, de préférence comprise entre 130 et 140°C, pendant une durée d'au moins 60 minutes, de préférence comprise entre 80 et 100 minutes, et une pression comprise entre 400 et 800 kPa, de préférence comprise entre 500 et 700 kPa. 15