Brevet FR3038582A1 — publié le 20170113

PANNEAU D'HABILLAGE D'UN FUSELAGE D'AERONEF INTEGRANT UN ISOLANT THERMIQUE ET ACOUSTIQUE L'invention se rapporte à un panneau d'habillage d'un fuselage d'aéronef qui comprend un isolant thermique et acoustique. Le fuselage d'un aéronef comprend une structure sur laquelle est rapportée une peau qui comprend une face extérieure orientée vers l'extérieur du fuselage et une face intérieure orientée vers l'intérieur du fuselage. La structure comprend une première série de raidisseurs (appelés lisses) orientés selon une direction longitudinale et une seconde série de raidisseurs circonférentiels (appelés cadres) positionnés dans des plans transversaux perpendiculaires à la direction longitudinale. Selon une première variante décrite dans le document US-8.001.619, le fuselage comprend des matelas d'isolation positionnés contre la face intérieure de la peau et des parois d'habillage qui camouflent les matelas d'isolation. Ces matelas d'isolation sont juxtaposés les uns aux autres et sont fixés à la structure. Chaque matelas d'isolation comprend une couche d'un matériau isolant thermiquement et acoustiquement, comme par exemple de la laine de verre, ensachée dans un film en matière plastique étanche. Les parois d'habillage recouvrent les matelas d'isolation et sont reliées à la structure de l'aéronef. Ces parois d'habillage en matériau composite sont obtenues par des procédés de moulage par compression. La mise en place des matelas d'isolation et des parois d'habillage est relativement longue et couteuse. Selon un autre inconvénient, les parois d'habillage et les matelas d'isolation sont chacun reliés à la structure de l'aéronef par des systèmes de liaison différents ce qui tend à augmenter leurs nombres et donc la masse de l'aéronef. Selon une deuxième variante décrite dans le document U52005/0044712, le fuselage comprend un panneau d'habillage en mouse, obtenu à partir d'un procédé de moulage par injection à basse pression. Ce panneau est relativement épais et assure la fonction d'isolant thermique et acoustique. 3038582 2 Le panneau d'habillage comprend ainsi deux plaques plaquées l'une contre l'autre et assemblées par collage ou soudage, chaque plaque étant obtenue séparément à partir d'un procédé de moulage par injection à basse pression d'une mousse. Selon cette deuxième variante, le panneau d'habillage est mono-matériau. 5 Même si la mise en place de ce type de panneau d'habillage également isolant est plus rapide et moins conteuse que pour la première variante, cette deuxième variante n'est pas pleinement satisfaisante car le matériau en mousse n'est pas optimal sur le plan de l'isolation acoustique et/ou sur le plan de la résistance aux chocs au niveau de la face orientée vers l'intérieur du fuselage. 10 La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un panneau d'habillage isolant configuré pour être positionné contre une face intérieure d'une peau d'un fuselage d'un aéronef, ledit panneau d'habillage isolant comprenant une première face et une deuxième face opposée à la première face, ladite première face étant orientée vers la face intérieure de la peau lorsque 15 ledit panneau d'habillage isolant est mis en place, ledit panneau d'habillage isolant comprenant au moins une couche isolante positionnée au niveau de la première face et une couche d'habillage positionnée au niveau de la deuxième face. Selon l'invention, ledit panneau d'habillage isolant se caractérise en ce qu'il est monobloc et qu'il a une densité croissante de la première face à la deuxième face. 20 Le fait que le panneau d'habillage isolant soit monobloc simplifie sa mise en place ou son démontage. De plus, dans la mesure où la couche d'habillage a une densité différente et supérieure à celle de la ou des couche(s) isolante(s), cela permet de pouvoir choisir une densité faible pour la ou les couche(s) isolante(s) optimale pour l'isolation thermique et acoustique et une densité élevée pour la couche d'habillage pour lui conférer une bonne 25 résistance aux chocs. Le panneau étant monobloc, il peut être réalisé rapidement par une technique d'impression tridimensionnelle, aux dimensions souhaitées. Cela se traduit par un gain de temps important. De préférence, la couche d'habillage a une densité comprise entre 1 et 3 g/cm3 et/ou chaque couche isolante a une densité comprise entre 25 et 50 kg/m3. Avantageusement, le panneau d'habillage isolant comprend des évidements débouchant au niveau de la première face configurés pour loger un élément du fuselage ou lié au fuselage. 3038582 3 Pour faciliter l'introduction des éléments dans les évidements, au moins la couche isolante est réalisée en mousse déformable de manière élastique. Pour l'isolation thermique, au moins une des couches isolantes comprend une pluralité d'alvéoles qui communiquent entre elles afin de permettre à l'air de circuler d'une alvéole à 5 l'autre. Pour l'isolation acoustique, au moins une des couches isolantes a une géométrie anéchoïque. Selon un mode de réalisation, une face de ladite couche isolante orientée vers une autre couche isolante ou la couche d'habillage comprend une alternance de formes en creux et de formes en crête selon deux directions. 10 Selon un mode d'obtention, le panneau d'habillage isolant est réalisé par impression tridimensionnelle. L'invention a également pour objet un aéronef équipé d'au moins un panneau d'habillage isolant conforme à l'invention qui est relié au fuselage de l'aéronef par au moins une liaison démontable. 15 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un fuselage d'un aéronef sans panneau d'habillage, 20 - La figure 2 est une coupe transversale montrant la mise en place d'un panneau d'habillage isolant contre une face intérieure d'un fuselage d'un aéronef, - La figure 3 est une coupe transversale d'une partie d'un fuselage d'un aéronef équipé d'un panneau d'habillage isolant qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - La figure 4 est une vue en perspective d'une partie d'une couche isolante d'un panneau 25 d'habillage isolant. Sur les figures 1 à 3, on a représenté en 10 une partie du fuselage d'un aéronef. Ce fuselage 10 comprend une peau 12 rapportée sur une structure. Pour la suite de la description, on entend par direction longitudinale DL, une direction qui s'étend de la pointe avant à la pointe arrière de l'aéronef. Un plan transversal est un plan 30 perpendiculaire à la direction longitudinale DL. 3038582 4 La structure de l'aéronef comprend une première série de raidisseurs 14, appelés lisses, qui sont approximativement parallèles à la direction longitudinale DL et une deuxième série de raidisseurs circonférentiels 16, appelés cadre, qui s'étendent dans des plans transversaux. La peau 12 comprend une face intérieure 18 orientée vers l'intérieur du fuselage 10 et une 5 face extérieure 20 orientée vers l'extérieur du fuselage 10. Avantageusement, le fuselage 10 comprend un revêtement 21 (visible sur la figure 3), comme une peinture, appliqué sur la face extérieure 20 de la peau 12. La peau 12, les raidisseurs 14, 16 sont métalliques ou en matériau composite. Ils ne sont pas plus décrits car ils sont connus de l'homme du métier et peuvent avoir différentes 10 configurations en fonction du type d'aéronef. Le fuselage 10 comprend au moins une paroi d'habillage 22 décalée vers l'intérieur du fuselage 10 par rapport à la peau 12 qui délimite une cabine et un isolant 24 thermique et phonique intercalé entre la peau 12 et la paroi d'habillage 22. Selon l'invention, le fuselage 10 comprend au moins un panneau d'habillage isolant 26 15 appliqué contre la face intérieure 18 de la peau 12 du fuselage. Généralement, le fuselage 10 comprend plusieurs panneaux d'habillage isolants 26 juxtaposés les uns aux autres de manière à recouvrir la face intérieure 18 de la peau 12 du fuselage. Chaque panneau d'habillage isolant 26 comprend une première face 28 orientée vers la face intérieure de la peau 12 et une deuxième face 30 opposée à la première face 28 et comprend de la première face 28 jusqu'à 20 la deuxième face 30 une succession de couches comportant : - au moins une couche isolante 32 thermiquement et acoustiquement, qui a une faible densité et qui assure la fonction d'isolant 24 thermique et acoustique, et - une couche d'habillage 34 qui a une densité élevée supérieure à celle de la couche isolante 32, qui forme la paroi d'habillage 22 et qui est positionnée au niveau de la 25 deuxième face 30. Par faible densité, on entend que le matériau a une densité comprise entre 25 et 50 kg/m3. Par densité élevée, on entend que le matériau a une densité comprise entre 1 et 3 g/cm3, de préférence de l'ordre de 1,6 g/cm3. Ainsi, la densité du panneau d'habillage isolant 26 est croissante de la première face 28 à la 30 deuxième face 30. Selon une première variante, la couche d'habillage 34 est réalisée en un matériau différent de celui de la ou des couche(s) isolante(s) 32, lesdites matériaux ayant des densités différentes. 3038582 5 Selon une deuxième variante, la couche d'habillage 34 et la ou les couche(s) isolante(s) 32 sont réalisées à partir du même matériau, mais la couche d'habillage 34 et la ou les couche(r)s isolante(s) ont des densités différentes. Selon un premier mode de réalisation, le panneau d'habillage isolant 26 comprend une unique 5 couche isolante 32 thermiquement et acoustiquement. Selon un deuxième mode de réalisation, le panneau d'habillage isolant 26 comprend plusieurs couches isolantes 32 thermiquement et acoustiquement, une première couche isolante 32 thermiquement et acoustiquement étant positionnée au niveau de la première face 28, la couche d'habillage 34 étant positionnée au niveau de la deuxième face 30. 10 Le panneau d'habillage isolant 26 a une épaisseur (distance entre les première et deuxième faces 28 et 30) qui varie de 10 à 30 cm en fonction des performances en matière d'isolation recherchées. La couche d'habillage 34 a une épaisseur de l'ordre de 2 à 10 mm. Selon l'invention, chaque panneau d'habillage isolant 26 forme un unique bloc, les couches isolantes 32 et d'habillage 34 étant intimement liées. 15 Selon un mode d'obtention, le panneau d'habillage isolant 26 est réalisé par impression tridimensionnelle à l'aide d'un dispositif d'impression 3D. Ce type de dispositif permet de pouvoir obtenir des couches avec des densités différentes. Avantageusement, le panneau d'habillage isolant 26 comprend des évidements 36 débouchant au niveau de la première face 28 pour permettre de loger au moins un raidisseur 20 14,16 ou tout autre élément accolé contre la face intérieure 18 de la peau 12 du fuselage. Comme illustré sur la figure 3, chaque évidement 36 a des dimensions et une géométrie identiques à celles de l'élément de la structure de l'avion ou relié à ladite structure destiné à être logé dans ledit évidement 36. Le panneau d'habillage isolant 26 est relié au reste du fuselage par au moins une liaison 38, 25 comme par exemple des bandes auto-agrippantes, des vis, des écrous, des crochets ou autre. Avantageusement, la liaison 38 est configurée de manière à être démontable. Selon une autre caractéristique, au moins la couche isolante 32 positionnée au niveau de la première face 28 est réalisée en mousse déformable de manière élastique. Cette configuration permet à la couche isolante 32 positionnée au niveau de la première face 28 de se déformer 30 de manière à permettre aux raidisseurs ou à tout autre élément de pénétrer dans les évidements 36. 3038582 6 Selon un mode de réalisation, la couche isolante 32 est en mousse à base de carbone ou de fibres de verre. De préférence, la densité de la mousse de la couche isolante 32 est supérieure ou égale à 0,05 g/cm3. 5 Au moins une des couches isolantes 32 comprend une pluralité d'alvéoles qui communiquent entre elles afin de permettre à l'air de circuler d'une alvéole à l'autre. En présence de plusieurs panneaux d'habillage isolant 26 juxtaposés, chacun d'eux comprend au moins un chant avec au moins un orifice relié à au moins une alvéole dudit panneau d'habillage isolant 26, ledit orifice étant positionné de sorte à communiquer avec un orifice 10 prévu au niveau d'un chant d'un autre panneau d'habillage isolant pour faire communiquer les alvéoles des deux panneaux d'habillage isolants juxtaposés. De préférence, les alvéoles ont des dimensions variables allant de 0,5 cm à 3 cm environ. Selon un mode de réalisation, chaque couche isolante 32 a une première face courbe avec un profil sensiblement identique à la face intérieure de la peau 12 recouverte et une deuxième 15 face qui coopère avec une autre couche isolante 32 ou la couche d'habillage 34 qui a un profil de type boîte à oeufs, à savoir une surface qui alterne les creux et les crêtes selon deux directions perpendiculaires. Pour obtenir l'isolation acoustique, au moins l'une des couches isolantes 32 a une géométrie anéchoïque. De préférence, chaque couche isolante 32 a une première face 40 courbe avec 20 un profil sensiblement identique à la face intérieure de la peau 12 recouverte et une deuxième face 42 qui coopère avec une autre couche isolante 32 ou la couche d'habillage 34 qui est recouverte de dièdres 44. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 4, les dièdres 44 ont des formes pyramidales et sont positionnés régulièrement selon deux directions perpendiculaires, de manière à 25 obtenir selon les deux directions une succession de creux et de crêtes. De préférence, chaque forme pyramidale comprend quatre faces en forme de triangle rectangle, la longueur des côtés du triangle est de l'ordre de 1 cm. La géométrie et les dimensions des dièdres 44 sont adaptées en fonction des caractéristiques des ondes sonores à atténuer. Le nombre de couches isolantes 32 est déterminé en fonction des caractéristiques 30 recherchées en matière d'isolation thermique et/acoustique. 3038582 7 La couche d'habillage 34 a une densité adaptée pour lui conférer une résistance aux chocs. Elle a une forme courbe avec un profil sensiblement identique à la face intérieure de la peau 12. Le fait de prévoir un panneau d'habillage isolant monobloc permet un montage plus rapide, 5 la mise en place des matelas isolant étant supprimée. Cette solution facilite la maintenance dans la mesure où seul un élément doit être démonté pour atteindre des équipements accolés à la peau du fuselage. Enfin, elle permet de réduire le nombre d'éléments de liaison et donc la masse de l'aéronef du fait qu'un seul élément est relié à la structure de l'aéronef. REVENDICATIONS1. Panneau d'habillage isolant configuré pour être positionné contre une face intérieure (18) d'une peau (12) d'un fuselage d'un aéronef, ledit panneau d'habillage isolant (26) comprenant une première face (28) et une deuxième face (30) opposée à la première face (28), ladite première face (28) étant orientée vers la face intérieure (18) de la peau (12) lorsque ledit panneau d'habillage isolant (26) est mis en place, ledit panneau d'habillage isolant (26) comprenant au moins une couche isolante (32) positionnée au niveau de la première face (28) et une couche d'habillage (34) positionnée au niveau de la deuxième face (30), caractérisé en ce que ledit panneau d'habillage isolant (26) est monobloc et a une densité croissante de la première face (28) à la deuxième face (30). 2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'habillage (34) a une densité comprise entre 1 et 3 gr/m3. 3. Panneau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque couche isolante (32) a une densité comprise entre 25 et 50 kg/m3. 4. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des évidements (36) débouchant au niveau de la première face (28) configurés pour loger un élément (14, 16) du fuselage ou lié au fuselage. 5. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la couche isolante (32) est réalisée en mousse déformable de manière élastique. 6. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des couches isolantes (32) comprend une pluralité d'alvéoles qui communiquent entre elles afin de permettre à l'air de circuler d'une alvéole à l'autre. 7. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des couches isolantes (32) a une géométrie anéchoïque. 8. Panneau selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une face (42) de ladite couche isolante (32) orientée vers une autre couche isolante (32) ou la couche d'habillage (34) comprend une alternance de formes en creux et de formes en crête (44) selon deux directions. 9. Procédé d'obtention d'un panneau d'habillage isolant (26) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit panneau d'habillage isolant (26) est réalisé par impression tridimensionnelle. 3038582 9 10. Aéronef équipé d'au moins un panneau d'habillage isolant (26) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit panneau d'habillage isolant (26) est relié au fuselage par au moins une liaison (38) démontable.