Brevet FR3062423A1 — publié le 20180803

Système d'entraînement d'une pompe à carburant d'une turbomachine Domaine de l'invention: La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines. Elle concerne plus particulièrement le circuit d'alimentation en carburant et la régulation du débit de carburant dans ce circuit. Etat de la technique : Les turbomachines installées sur un aéronef sont équipées d'un circuit d'alimentation en carburant, délivrant le carburant à la chambre de combustion, qui doit être régulé en fonction du besoin selon les conditions de vol. En référence à la figure 1, le circuit de carburant comprend généralement une pompe 1 principale haute pression de type volumétrique qui envoie le carburant vers un groupe hydromécanique 2 avant l'injection vers la chambre de combustion 3. L'ensemble est agencé pour assurer, en sortie vers la chambre de combustion, un débit de carburant adapté au besoin. Un boîtier de commande 4 pilote généralement le groupe hydromécanique 2 pour qu'il adapte le débit envoyé par la pompe 1 au besoin de la chambre de combustion 3. En général, la pompe 1 est entraînée par un arbre de sortie du boîtier d'accessoires 5 de la turbomachine, lui-même entraîné par un axe du corps primaire de la turbomachine, non représenté sur la figure 1. Un dispositif d'entraînement 6 est généralement installé entre l'arbre du boîtier de relais d'accessoires 5 et la pompe 1 pour adapter les régimes de rotation entre ces deux équipements. Ce dispositif détermine un rapport K entre la vitesse de la pompe 1 et la vitesse de rotation w de l'axe moteur de la turbomachine. Ce dispositif entraîne généralement aussi un moyen d'alimentation 7 du circuit à partir des réservoirs de carburant 8. La caractéristique linéaire Cyl de la pompe 1 entre le débit de carburant et sa vitesse d'entraînement dépend en particulier de sa cylindrée. La pompe 1 doit être dimensionnée de telle manière que cette cylindrée permette de délivrer les débits 3062423 2 requis pour tous les régimes de fonctionnement de la turbomachine, donc de vitesse de l'arbre de sortie du boîtier de relais d'accessoires 5, aussi bien à basse vitesse qu'à haute vitesse. Comme on peut le voir sur la figure 2, représentant les variations de débit F 5 en fonction de la vitesse de rotation w de l'axe moteur de la turbomachine, le besoin F1 en carburant varie de façon non linéaire en fonction du régime de la turbomachine. La vitesse de rotation w de l'axe moteur de la turbomachine varie entre une valeur minimale wmin, pour l'allumage de la turbomachine, et une valeur maximale wmax pour le décollage. Le régime correspondant à un vol de croisière 10 se situe entre ces deux extrêmes. Suivant l'application, le point crucial est situé soit à l'allumage basse vitesse soit au décollage, à haute vitesse. Sur la figure 2, ce point crucial se situe au niveau de l'allumage, il faut choisir la cylindrée de la pompe de telle manière que sa caractéristique linéaire soit égale à la valeur Cy11, pour assurer un débit 15 suffisant lors de toutes les conditions de vol. Cette valeur Cy11 peut être significativement supérieure à la valeur minimale Cylmin nécessaire dans certaines conditions de vol, voire à celle Cy12 nécessaire lors du décollage. Suivant ce dimensionnement, le débit fourni par la pompe suit donc la droite L1 sur le diagramme débit/vitesse de rotation de la figure 2. Pendant une large 20 phase de vitesse d'entraînement, notamment en vol de croisière, la pompe délivre donc un débit supérieur au besoin en débit carburant, donc un surplus F2 de carburant. Le groupe hydromécanique 2 doit donc renvoyer vers la pompe, par une boucle de recirculation 9, le surplus de carburant F2 par rapport au besoin. 25 Ce problème de régulation du débit de carburant est encore accentué lorsque le circuit de carburant est utilisé, comme indiqué sur la figure 1, pour actionner des géométries variables 10 de la turbomachine. L'actionnement des géométries variables 10 crée des variations de besoin en carburant dans le circuit qui doivent être prises en compte dans le dimensionnement de la pompe 1, dans le 3062423 3 fonctionnement du groupe hydromécanique 2 et dans les caractéristiques de la boucle de recirculation 9. Cette architecture du système d'alimentation en carburant présente plusieurs inconvénients. Le surplus de débit injecté par la pompe 1 induit un surplus de 5 prélèvement de puissance sur le boîtier de relais d'accessoires 5 par rapport au besoin, préjudiciable au rendement de la turbomachine. Le surplus de puissance mécanique se transforme en puissance thermique dissipée dans la boucle de recirculation 9 qui doit être évacuée. Cela a une influence négative sur la taille et la masse du circuit de carburant, notamment pour des échangeurs thermiques, non 10 représentés, placés pour évacuer la chaleur dans ce circuit. L'invention a pour objectif de remédier au moins à certains de ces inconvénients. Exposé de l'invention : 15 A cet effet, l'invention concerne un système d'entraînement d'une pompe à carburant d'une turbomachine, la turbomachine comportant un axe moteur et un démarreur ayant aussi fonction de générateur, le système comportant un réducteur à train épicycloïdal comprenant trois éléments, un planétaire central, une couronne externe et un porte-satellites dont les satellites s'engrènent avec le planétaire et la 20 couronne, un premier des trois éléments étant destiné à être relié à l'axe moteur et un second des trois éléments étant destiné à être couplé à un arbre de la pompe, caractérisé en ce que lesdits trois éléments sont mobiles en rotation autour d'un axe du réducteur, en ce que le système comporte en outre des premiers moyens électriques agencés pour entraîner en rotation le troisième desdits éléments du 25 réducteur, de manière à modifier un rapport de vitesse de rotation entre le premier et le second desdits éléments, et des seconds moyens électriques couplés au premier ou au second desdits éléments du réducteur, les premier et second moyens électriques étant agencés pour transférer de la puissance électrique de manière réversible de l'un à l'autre, et en ce que les premiers moyens ou les 30 seconds moyens électriques comprennent le démarreur. 3062423 4 Le système d'entraînement ainsi agencé permet de modifier la vitesse de la pompe pour un régime moteur donné de la turbomachine. Ainsi, on peut adapter la vitesse de la pompe pour qu'elle délivre le bon débit de carburant aux différents points de fonctionnement de la turbomachine. En se fixant une vitesse maximale 5 admissible de la pompe, la cylindrée de la pompe ne dépend plus que du point de fonctionnement au décollage et non de celui à l'allumage D'un point de vue énergétique, la puissance prélevée sur l'axe moteur sera sera toujours strictement égal au besoin minimum grâce au transfert de puissance. On obtient donc un gain sur la puissance prélevée pour le fonctionnement du 10 circuit carburant. De plus, le transfert de puissance réversible entre le démarreur et l'autre moteur permet de faire fonctionner le dispositif sans besoin de puissance externe lors du pilotage de la pompe, l'un des moteurs prélevant la puissance nécessaire au fonctionnement de l'autre moteur, lorsque que ce dernier fonctionne en moteur. 15 Le transfert de puissance permet de faire fonctionner les deux moteurs dans les deux modes aussi bien en mode moteur qu'en mode générateur. Suivant le point de fonctionnement le démarreur peut soit être en mode moteur ou en mode générateur et le moteur en mode générateur ou en mode moteur. De plus l'utilisation du démarreur permet d'utiliser un équipement déjà 20 présent. Par ailleurs, la réactivité du dispositif d'entraînement pour adapter la vitesse de la pompe permet de simplifier le circuit de carburant. Cela permet de diminuer très fortement le dimensionnement de la boucle de recirculation de carburant, voire de la supprimer. 25 Avantageusement, les seconds moyens électriques sont couplés au second des trois éléments du réducteur et le premier desdits éléments du réducteur peut être le planétaire. Dans un premier mode de réalisation préférentiel, le démarreur forme les seconds moyens électriques et le second desdits éléments du réducteur peut être 30 le porte-satellites. 3062423 5 Ce premier mode de réalisation permet de simplifier la conception d'un boîtier de relais d'accessoires en entrée du système. Dans un second mode de réalisation préférentiel, le démarreur forme les premiers moyens électriques et le second desdits éléments du réducteur peut être 5 la couronne. Ce deuxième mode de réalisation permet d'optimiser le dimensionnement du démarreur en autorisant pour celui-ci des vitesses de rotation élevées et des couples faibles. L'invention concerne aussi une turbomachine comportant un système tel que 10 décrit précédemment. L'invention concerne également un procédé de régulation d'une pompe à carburant pour turbomachine dans un aéronef, un arbre de la pompe étant entraîné par un axe moteur de la turbomachine par des moyens utilisant un système d'entraînement tel que décrit précédemment où le démarreur forme les 15 premiers moyens électriques, caractérisé en ce qu'on modifie la vitesse de rotation de l'arbre de la pompe en pilotant la vitesse de rotation du troisième élément du réducteur par le démarreur, de manière à ce que le débit de carburant délivré par la pompe soit adapté aux conditions de vol de l'aéronef, et en ce que l'on pilote les seconds moyens électriques de manière à fournir de l'énergie électrique au 20 démarreur lorsqu'il est moteur et/ou à absorber l'énergie électrique fournie par le démarreur lorsqu'il est générateur. L'invention concerne aussi un procédé de régulation d'une pompe à carburant pour turbomachine dans un aéronef, un arbre de la pompe étant entraîné par un axe moteur de la turbomachine par des moyens utilisant un 25 système d'entraînement tel que décrit précédemment où le démarreur forme les seconds moyens électriques, caractérisé en ce qu'on modifie la vitesse de rotation de l'arbre de la pompe en pilotant la vitesse de rotation du troisième élément du réducteur par les premiers moyens électriques, de manière à ce que le débit de carburant délivré par la pompe soit adapté aux conditions de vol de l'aéronef, et en 30 ce que l'on pilote le démarreur de manière à fournir de l'énergie électrique aux 3062423 6 premiers moyens électriques lorsqu'ils sont moteurs et/ou à absorber l'énergie électrique fournie par les premiers moyens électriques lorsqu'ils sont générateurs. Brève description des figures : 5 La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 présente très schématiquement un circuit de carburant selon l'état 10 de la technique ; la figure 2 présente un diagramme en vitesse de rotation et débit montrant l'écart entre le débit fourni par la pompe de carburant et le besoin pour un circuit selon la figure 1; la figure 3 présente très schématiquement une demi coupe d'une 15 turbomachine pouvant utiliser l'invention ; la figure 4 présente des vues en éclaté et un schéma pour un réducteur à train épicycloïdal pouvant être utilisé par l'invention ; la figure 5 présente le schéma d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement selon l'invention entre la turbomachine et la pompe 20 utilisant un réducteur de la figure 4 ; la figure 6 présente le schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement selon l'invention entre la turbomachine et la pompe utilisant un réducteur de la figure 4 ; et la figure 7 présente très schématiquement un circuit de carburant utilisant un 25 dispositif d'entraînement de la figure 5 ou de la figure 6. Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en oeuvre ont les mêmes références dans les figures. 30 3062423 7 Description d'un mode de réalisation : Dans une turbomachine, par exemple une turbomachine à double flux représentée sur la figure 3, le flux d'air en sortie de soufflante 20 se divise en un flux primaire P entrant dans le moteur et en un flux secondaire S entourant ce 5 dernier. Le flux primaire traverse alors des compresseurs basse pression 21 et haute pression 22, la chambre de combustion 3 alimentée par le circuit de carburant précédemment évoqué, puis des turbines haute pression 24 et basse pression 25. Généralement, l'ensemble des compresseurs haute pression 22 et des turbines haute pression 24 tourne d'un bloc sur un axe commun 26 et forme la 10 partie moteur de la turbomachine avec la chambre de combustion. Généralement, l'axe moteur 26 entraîne le boîtier de relais d'accessoires 5 qui peut comporter plusieurs trains d'engrenages reliés à des arbres de sortie pour entraîner divers équipements. Ici un des arbres de sortie du boîtier d'engrenage entraîne, par un dispositif d'entraînement 6', la pompe volumétrique 1 qui alimente 15 le groupe hydromécanique 2 injectant le carburant dans la chambre de combustion 3. Généralement aussi, le boîtier de relais d'accessoires fait le lien entre l'axe moteur 26 et un démarreur/générateur, non représenté sur cette figure, qui peut être utilisé pour entraîner la turbomachine lors des phases de démarrage ou générer un courant électrique lorsque la turbomachine est allumée. 20 La turbomachine peut aussi comporter des géométries variables 10, précédemment évoquées, que l'on peut activer dans certaines conditions d'utilisation. Ces géométries variables 10 sont, par exemple, des aubes à calage variable en entrée de compresseur basse pression. Ici, en référence à la figure 7, le système d'alimentation en carburant 25 comporte un dispositif d'entraînement 6' entre le boîtier de relais d'accessoires 5 et la pompe 1 différent du système de la figure 1. La pompe 1 peut être de même nature que pour la solution classique. C'est une pompe volumétrique rotative, dont le débit est une fonction croissante de la vitesse de rotation w1, apte à fournir le débit nécessaire à l'injection dans la chambre de combustion 3 et à mettre le circuit 3062423 8 carburant en pression. De préférence, elle a une caractéristique linéaire Cyl reliant le débit de sortie à la vitesse de rotation w1. Le dispositif d'entraînement 6' comporte un réducteur à train épicycloïdal dont on utilise les propriétés pour adapter la vitesse de rotation de la pompe 1 au 5 besoin de débit de carburant suivant les différents régimes de fonctionnement de la turbomachine. En référence, à la figure 4, le réducteur à train épicycloïdal 11 comporte : - un planétaire central 11A, agencé pour pouvoir tourner autour de l'axe du train à une vitesse wA ; 10 - des satellites 11S s'engrenant avec le planétaire central 11A et portés par un porte-satellites 11U, le porte-satellites 11U étant agencé pour pouvoir tourner autour de l'axe du train à une vitesse wU ; - Une couronne 11B externe avec laquelle les satellites 11S s'engrènent également, la couronne 11B étant agencée pour pouvoir tourner autour de l'axe du 15 train à une vitesse wB. Une caractéristique du réducteur à train épicycloïdal 11 est donc que ses trois éléments, le planétaire central 11A, le porte-satellites 11U et la couronne 11B, sont capables de tourner. Ici, par exemple, la couronne 11B est libre de tourner à l'intérieur d'un carter fixe 11C protégeant le réducteur 11. 20 Le fonctionnement du train du réducteur 11 est régi par la formule de Willis qui montre qu'il s'agit d'un mécanisme à deux degrés de liberté et que la connaissance des vitesses de rotation de deux éléments parmi le planétaire central 11A, le porte-satellites 11U et la couronne 11B, permet le calcul de la vitesse de rotation du troisième. 25 Rotation du planétaire central 11A : wA Rotation du porte-satellites 11U : wU Rotation de la couronne 11 B : wB Formule de WILLIS : (wA - wU) / (wB- wU) = k ou wA - k* wB + (k-1)* wU = 0 30 3062423 9 Dans la formule de Willis, le facteur k, aussi appelé raison du train, est une constante déterminée par la géométrie des engrenages. Pour le réducteur 11 de la figure 4, k = - ZB/ZA, où ZA est le nombre de dents du planétaire central A et ZB le nombre de dents de la couronne B. Le facteur k est donc négatif avec un module 5 inférieur à 1. On comprend donc que, si l'arbre de sortie du boîtier de relais d'accessoires 5 est couplé à l'un des trois éléments et l'arbre de la pompe 1 est couplé à un deuxième élément, on peut faire varier la vitesse de rotation de la pompe 1 pour une vitesse donnée de l'arbre du boîtier 5 en faisant varier la vitesse de rotation du 10 troisième élément. Selon l'invention, un premier moteur électrique 12 est couplé audit troisième élément pour piloter la vitesse de rotation de ce dernier. Six combinaisons sont possibles pour positionner les trois équipements, boîtier de relais d'accessoires 5, pompe 1 et moteur électrique 12, par rapport aux 15 trois éléments du réducteur à train épicycloïdal 11. Pour illustrer cela par des exemples de configurations, on se réfère ici aux figures 5 et 6 où l'on prend en compte les références 12 et 13 entre parenthèses et non la référence 16. Sur la figure 5, le boîtier 5 étant relié au planétaire central 11A et la pompe au porte-satellites 11U, un moteur électrique 12 est relié à la couronne 20 11B, de manière à pouvoir entraîner en rotation cette dernière. Sur la figure 6, le boîtier 5 étant relié au planétaire central 11A et la pompe à la couronne 11B, un moteur électrique 12 est relié au porte-satellites 11U, de manière à pouvoir entraîner en rotation ce dernier. On couple également un second moteur 13 à l'un des éléments du réducteur 25 11 qui n'est pas relié au premier moteur 12. Pour illustration, la figure 5 illustre la configuration « 3A-Optionl », où le second moteur 13 est relié au porte-satellites 11U, et la figure 6 illustre la configuration « 3B-Optionl », où le second moteur 13 est relié au planétaire 11A. Le premier moteur 12 et le second moteur 13 comportent chacun un stator et 30 un rotor. Lesdits moteurs 12, 13 sont pilotables en couple appliqué sur leur rotor et 3062423 10 en vitesse de rotation w12, w13 de leur rotor. Il s'agit par exemple de moteurs asynchrones en courant alternatif. Le couple et la vitesse de chaque moteur 12, 13 sont alors pilotés par la puissance électrique et la fréquence du courant envoyé par un convertisseur 14, 15 dédié à chacun. 5 Par ailleurs, le second moteur 13 est électriquement lié au premier moteur 12 par l'intermédiaire desdits convertisseurs de tension réversibles 14, 15, afin de faire passer de la puissance de l'un à l'autre. La position du second moteur 13 multiplie par deux le nombre de combinaisons possibles pour le dispositif 6'. On obtient ainsi douze combinaisons 10 répertoriées dans le tableau ci-dessous. Ce tableau indique également la fonction donnant la vitesse w1 de la pompe 1 à partir de la vitesse w5 de l'arbre du boîtier 5 et de la vitesse w12 du premier moteur 12. La vitesse de rotation w13 du second moteur 13 est déterminée par la vitesse de rotation de l'équipement avec lequel il est couplé en série sur le 15 réducteur 11, soit l'arbre de la pompe 1, soit l'arbre de sortie du boîtier 5. Dans ce tableau, l'option 1 correspond aux cas où le second moteur 13 est couplé en série avec la pompe 1 sur le même élément du réducteur 11, et l'option 2 correspond aux cas où le second moteur 13 est couplé en série avec l'arbre de sortie du boîtier 5 de relais d'accessoires sur le même élément du réducteur 11. 20 Liaison Boîtier/Pompe/ Premier moteur Vitesse pompe Liaison second moteur Boîtier 5 relié au porte-satellites 11 U Option 1 Option 2 Moteur 12 Pompe 1 1 couronne 11B planétaire 11A w1 = (1-k)*w5 planétaire A porte-satellites 11U A + k *w12 1 planétaire 11A couronne 11B w1 = -w5*(1-k)/k couronne B porte-satellites 11U B + w12/k Boîtier 5 relié à la couronne 11 B Option 1 Option 2 Moteur 12 Pompe 1 2 porte-satellites planétaire 11A w1 = k *w5 planétaire A couronne B 3062423 11 A 11U +(1-k)*w12 2 planétaire 11A porte-satellites 11U w1 = -w5*k/(1-k) + w12/(1-k) porte-satellites 11U couronne B B Boîtier 5 relié au planétaire 11A Option 1 Option 2 Moteur 12 Pompe 1 3 couronne 11 B porte-satellites 11U w1 = w5/(1-k) porte-satellites 11U planétaire A A - w12*k/(1-k) 3 porte-satellites 11U couronne 11 B w1 = w5/k couronne B planétaire A B - w12*(1-k)/k Tableau 1. Par ailleurs, en référence à la figure 7, le système d'alimentation en carburant diffère également de celui de la figure 1 en ce que le boîtier de commande 4' est 5 relié au convertisseur 14, pour piloter la vitesse w12 et le couple du premier moteur 12 en vue d'adapter la vitesse w1 de la pompe 1, ainsi qu'au convertisseur 15, pour piloter le couple du second moteur 13 en vue de gérer le transfert de puissance entre les deux moteurs. L'étude du réducteur 11 montre que le couple CA s'exerçant sur le planétaire 10 11A, le couple CB s'exerçant sur la couronne 11 B et le couple CU s'exerçant sur le porte-satellites 11 U sont reliés par deux relations : CA + CB + CU = 0 (équilibre du train) wA *CA + wB *CB + wU *CU = 0 (équilibre de puissance) Compte tenu des relations liant les vitesses de rotation de ces éléments, cela 15 permet de calculer les couples s'exerçant sur deux éléments du réducteur 11 connaissant le troisième. Le second moteur 13, étant mis en série avec la pompe 1 ou le boîtier 5, voit sa vitesse de rotation déterminée comme étant égale à celle de cet équipement. On comprend cependant qu'il apporte un degré de liberté supplémentaire au 20 système suivant le couple qu'il exerce et qui vient s'ajouter à celui de la pompe 1 ou du boîtier sur l'élément correspondant du réducteur 11. 3062423 12 Ce degré de liberté supplémentaire peut être utilisé pour assurer un transfert de puissance avec le premier moteur : soit fournir de la puissance lorsque le premier moteur 12 intervient pour accélérer la pompel par rapport à l'entraînement du boîtier 5, soit absorber de la puissance lorsque le premier moteur 12 intervient 5 pour freiner la pompe1. Ce concept avec deux moteurs électriques auxiliaires pour le système d'entraînement entre le boîtier de relais d'accessoires 5 et la pompe 1 est très innovant car il offre les avantages suivants : - Prélèvement sur le boîtier de relais d'accessoires 5 uniquement de la 10 puissance mécanique correspondant au besoin de puissance pour l'alimentation des géométries variables (besoin en pression) et pour l'alimentation en débit carburant (besoin en débit carburant), - réduction de la cylindrée de la pompe 1, - réduction drastique du dimensionnement de la boucle de recirculation 9' 15 du débit pompe, - simplification de l'architecture du groupe hydromécanique 2 de régulation du carburant, - aucun besoin en puissance externe lors du pilotage de la vitesse de la pompe par un moteur 12 grâce au transfert de puissance entre ce moteur et le 20 second moteur 13. Dans le système décrit dans ce qui précède, le premier moteur 12 et le second moteur 13 sont des équipements spécialement dédiés, ajoutés pour faire fonctionner le dispositif d'entraînement 6'. Selon l'invention, on remplace l'un des deux moteurs auxiliaires 12, 13 par le 25 démarreur électrique 16 de la turbomachine. Cela multiplie encore par deux le nombre de configurations possibles. Dans le tableau 1, chaque option 1 ou 2 se dédouble en deux options, 1a/1b ou 2a/2b, selon que le démarreur 16 remplace le second moteur 13 (version a) ou remplace le premier moteur 12 (version b). 3062423 13 La faisabilité technique de ce concept de circuit de carburant a été vérifiée à partir des besoins d'un type de turbomachine particulier en considérant quatre points de fonctionnement : - Le point de décollage avec l'actionnement de géométries variables du 5 turboréacteur, - Le point de décollage sans actionnement de géométries variables du turboréacteur, - Le point de vol de croisière, - Le point d'allumage. 10 L'étude menée permet d'identifier les configurations répondant à certaines contraintes avec l'estimation des paramètres suivants pour les quatre points de fonctionnement: - la plage de vitesses de rotation wl de la pompe 1, en particulier la valeur maximale, 15 la vitesse d'entrée w2 pour l'arbre du boîtier de relais d'accessoires 5, la raison k du train épicycloïdal du réducteur 11, la puissance transmise entre le démarreur 16 et l'autre moteur,12 ou 13, (cette puissance dimensionne l'autre moteur et correspond aussi à un excès de puissance prélevée sur l'arbre du boîtier 5) 20 - la vitesse de rotation du démarreur 16 (cela dimensionne le démarreur, qui doit par ailleurs fournir la puissance pour préparer le démarrage de la turbomachine) - la limitation du couple à délivrer par le second moteur 13 si le démarreur 16 est positionné à la place du premier moteur 12 ou la limitation du couple à 25 délivrer par le premier moteur 12 si le démarreur 16 est positionné à la place du second moteur 13. Les inventeurs ont mené, pour une application donnée, une étude systématique sur l'ensemble des configurations avec un objectif d'une puissance limitée à 3 kW pour le transfert entre le démarreur 16 et l'autre moteur. Cette 30 valeur de 3 kW permet avantageusement de limiter la taille du moteur auxiliaire 12 3062423 14 ou 13, selon la place du démarreur 16. Ils ont trouvé en particulier que les deux combinaisons décrites ci-dessous présentent divers avantages à considérer pour une intégration dans une turbomachine pour l'application donnée. En fonction de l'application, les études aboutiront à d'autres configurations. Les deux 5 configurations présentées ne sont donc pas exhaustives. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5 en prenant en compte la référence 16 et non la référence entre parenthèse, indiquant le moteur auxiliaire remplacé. En référence à la figure 5, la configuration « 3A-Option 1 a » correspond aux liaisons suivantes : 10 - boîtier 5 couplé au planétaire central 11A ; - pompe 1 couplée au porte-satellites 11U ; - premier moteur 12 couplé à la couronne 11B ; - démarreur 16 couplé au porte-satellites 11U, en série avec la pompe 1. Ici, en référence à la figure 7, le boîtier de commande 4' est relié aux 15 convertisseurs 14, 15, pour piloter le moteur auxiliaire 12 et le démarreur 16 dans les quatre quadrants, en terme de couple et de vitesse. en vue d'adapter la vitesse w1 de la pompe 1 et d'optimiser le transfert de puissance. Dans cet exemple, la vitesse w1 de la pompe 1 est donnée par la formule du tableau 1 : 20 wl = w5/(1-k) - w12*k/(1-k) Suivant que le moteur 12 entraîne la couronne B avec une valeur w12 positive ou négative la pompe 1 peut être entraînée à une vitesse inférieure ou supérieure à la vitesse w5/(1-k) qu'elle aurait pour un train 11 avec une couronne fixe. 25 Lors du fonctionnement de la turbomachine sur l'aéronef, le boîtier de commande 4' ajuste la vitesse w1 de la pompe 1 au besoin en carburant de la chambre d'allumage 3 faisant varier la vitesse w12 du moteur 12. Selon que la vitesse de rotation du moteur 12 est positive ou négative, le moteur 12 apporte de la puissance pour augmenter la vitesse de la pompe 1 ou en 30 récupère pour diminuer cette vitesse. La puissance prélevée sur l'arbre de sortie 3062423 15 du boîtier de relais d'accessoires 5 est toujours strictement égal au besoin minimum de puissance utile grâce au transfert de puissance quel que soit le point de vol. Le boîtier de commande 4' pilote aussi le démarreur 16 de manière à adapter 5 son couple pour transférer de la puissance avec le premier moteur 12, dans un sens ou dans un autre suivant le point de fonctionnement de la turbomachine. En se référant au cas de la figure 2 où c'est le point de fonctionnement à l'allumage qui est dimensionnant pour la pompe 1, le démarreur 16 fournit de la puissance au premier moteur 12 lors de l'allumage. 10 Cette configuration permet de répondre aux contraintes suivantes : - la puissance transmise entre le premier moteur 12 et le démarreur 16 est limitée, avantageusement elle est inférieure à 3 kW ; - la vitesse w12 du moteur électrique 12 est supérieure à celle w1 de la pompe 1 ; 15 - la valeur maximale de la vitesse w1 de la pompe 1 est limitée à une valeur maximale traditionnelle pour la vitesse maximale de l'arbre du boîtier de relais d'accessoires 5; - le couple fourni par le démarreur 16 est limité tout en utilisant un montage direct sur l'arbre de la pompe 1. 20 Lors de la conception de la pompe 1, il n'est donc plus nécessaire de la dimensionner avec une cylindrée correspondant à la valeur maximale de K mais, par exemple, pour une valeur intermédiaire. Si l'on se réfère au cas de la figure 2, par exemple, en se fixant une vitesse maximale admissible pour la pompe 1, on peut dimensionner la pompe 1 pour le point de décollage et non plus pour le point 25 d'allumage, plus contraignant. Cela permet de diminuer la cylindrée de la pompe par rapport à l'état de la technique. De plus, le système permet de fournir toujours à la pompe 1 la puissance minimale pour répondre au besoin en débit de carburant. Cela a deux conséquences positives. 3062423 16 Premièrement, la puissance prélevée directement sur l'arbre de sortie du boîtier de relais d'accessoires 5 est toujours strictement égale au besoin grâce au transfert de puissance entre les deux moteurs 12, 13. L'absence de perte provient de ce transfert de puissance électrique, moteur 5 12 soit récupérant de l'énergie au travers du dispositif de transmission et la restituant au moteur 13, soit récupérant de l'énergie du moteur 13 et la restituant en mode moteur au dispositif de transmission. La puissance prélevée sur la turbomachine est donc inférieure à celle qui est prélevée dans une architecture telle que celle décrite dans la figure 1. 10 De plus, la taille et la masse des moteurs capables d'absorber ou de restituer la puissance transférée entre eux sont inférieures à celle d'une batterie qui interviendrait comme réservoir d'énergie électrique. Cette configuration permet donc d'atteindre les objectifs en minimisant la taille et la masse du second moteur 12. 15 Deuxièmement, le débit délivré par la pompe 1 étant adapté au besoin, il n'y a plus besoin d'une boucle de recirculation sortant du groupe hydromécanique de régulation 2 pour les phases de fonctionnement stationnaire. Il n'y a donc plus de besoin d'évacuer le surplus d'énergie thermique créé par le surplus de débit. Cela permet donc de simplifier le circuit de carburant et de minimiser la taille des 20 échangeurs thermiques sur le circuit de carburant. En référence à la figure 7, le circuit de carburant peut conserver une boucle de recirculation 9' mais cette dernière est seulement dimensionnée pour permettre au circuit de s'adapter lors des transitoires, en tenant compte des temps de réaction des équipements tels que le groupe hydromécanique de régulation 2, la 25 pompe 1 et les capteurs non représentés qui sont utilisés pour la régulation. De plus, la limitation de la puissance transférée, associée à des valeurs de couples raisonnables et des vitesses de rotation élevées, permet de limiter la taille et la masse des moteurs. Cela permet donc d'atteindre les objectifs en minimisant la taille et la masse du dispositif d'entraînement 6' entre le boîtier de relais 30 d'accessoires 5 et la pompe 1. 3062423 17 On notera également, que l'on utilise avec le démarreur 16 un équipement qui doit nécessairement exister pour sa fonction principale, on évite donc l'ajout d'un moteur auxiliaire. Le démarreur assure la fonction de démarrage de la turbomachine. L'architecture du circuit carburant 2 de la figure 7 comportera un 5 clapet de retour qui sera piloté en ouverture pendant cette phase de préparation de démarrage. En effet pendant cette phase de préparation de démarrage, la pompe sera entraînée par le dispositif de transmission 6 et celle-ci délivrera un débit qui n'est pas requis au niveau de l'injection. Ce débit sera donc recirculé. Cette recirculation n'existera que lors de la phase d'arrêt ou lors de la préparation à 10 l'allumage. Par ailleurs, cette configuration permet de simplifier le boîtier de relais d'accessoires 5, en effet on peut y supprimer : - le train d'engrenages pour le démarreur 16 car le réducteur 11 assure le rapport de réduction entre boîtier 5 et le démarreur durant les phases de 15 démarrage et de préparation à l'allumage ; - le train d'engrenages pour la pompe 1 car le réducteur 11 assure le rapport de réduction entre boîtier 5 et la pompe. Ce mode de réalisation privilégié comporte cependant les inconvénients suivants : 20 - la vitesse du démarreur 16 ne peut pas dépasser la vitesse maximale de la pompe 1 puisqu'il est relié au même axe (pour minimiser la taille du démarreur 16, il serait préférable d'entraîner la pompe à plus haute vitesse mais cette exigence est incompatible avec la vitesse maximale de sortie du boîtier 5) ; - il peut être nécessaire de placer un réducteur entre le premier moteur 12 25 et la couronne 11B pour atteindre des valeurs de couple faibles avec un dimensionnement raisonnable. En référence à la figure 6, la configuration « 3B-Option 1 b » correspond aux liaisons suivantes : - boîtier 5 couplé au planétaire central 11A ; 30 - pompe 1 couplée à la couronne 11B; 3062423 18 - démarreur 6 couplé au porte-satellites 11 U ; - second moteur 13 couplé au planétaire 11A, en série avec le boîtier 5. De manière similaire à la configuration précédente, en référence à la figure 7, le boîtier de commande 4' est relié aux convertisseurs 14, 15, pour piloter le 5 moteur auxiliaire 12 et le démarreur 16 dans les quatre quadrants, en terme de couple et de vitesse en vue d'adapter la vitesse w1 de la pompe 1 et d'optimiser le transfert de puissance. Dans cet exemple, la vitesse w1 de la pompe 1 est donnée par la formule du tableau 1 : 10 w1 = w5/k - w12*(1-k)/k Ici, c'est le démarreur 16 qui ajuste la vitesse w1 de la pompe 1 au besoin en carburant de la chambre d'allumage 3 faisant varier sa vitesse w12. Le second moteur 13, en série avec la pompe, sert au transfert de puissance avec le démarreur 16. 15 On retrouve pour ce deuxième mode de réalisation privilégié tous les avantages cités pour le premier avec en plus, particulièrement : - une vitesse w12 du démarreur 16 supérieure à celle w1 de la pompe 1; - une limitation du couple à délivrer par le démarreur 16 lors de la phase de pilotage de la pompe 1. 20 Ces avantages permettent d'optimiser la taille du démarreur 16 sans que la fonction d'entraînement de la pompe à carburant n'impacte sa première fonction de démarreur. REVENDICATIONS1. Système d'entraînement d'une pompe à carburant d'une turbomachine, la turbomachine comportant un axe moteur (26) et un démarreur (16) ayant aussi fonction de générateur, le système comportant un réducteur (11) à train épicycloïdal comprenant trois éléments, un planétaire (11A) central, une couronne (11B) externe et un porte-satellites (11U) dont les satellites (11S) s'engrènent avec le planétaire et la couronne, un premier des trois éléments étant destiné à être relié à l'axe moteur (26) et un second des trois éléments étant destiné à être couplé à un arbre de la pompe (1), caractérisé en ce que lesdits trois éléments sont mobiles en rotation autour d'un axe du réducteur, en ce que le système comporte en outre des premiers moyens électriques (12) agencés pour entraîner en rotation le troisième desdits éléments du réducteur (11), de manière à modifier un rapport de vitesse de rotation entre le premier et le second desdits éléments, et des seconds moyens électriques (13) couplés au premier ou au second desdits éléments du réducteur (11), les premier et second moyens électriques étant agencés pour transférer de la puissance électrique de manière réversible de l'un à l'autre, et en ce que les premiers moyens (12) ou les seconds moyens (13) électriques comprennent le démarreur (16). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens électriques (13) sont couplés au second des trois éléments du réducteur. 3. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier desdits éléments du réducteur (11) est le planétaire (11A). 4. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le démarreur (16) forme les seconds moyens électriques. 3062423 20 5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second desdits éléments du réducteur (11) est le porte-satellites (11 U). 6. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le démarreur (16) 5 forme les premiers moyens électriques. 7. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second desdits éléments du réducteur (11) est la couronne (11 B). 10 8. Turbomachine comportant un système selon la revendication précédente. 9. Procédé de régulation d'une pompe (1) à carburant pour turbomachine dans un aéronef, un arbre de la pompe étant entraîné par un axe moteur de la turbomachine par des moyens utilisant un système d'entraînement selon la 15 revendication 6, caractérisé en ce qu'on modifie la vitesse de rotation de l'arbre de la pompe en pilotant la vitesse de rotation du troisième élément du réducteur par le démarreur (16), de manière à ce que le débit de carburant délivré par la pompe soit adapté aux conditions de vol de l'aéronef, et en ce que l'on pilote les seconds moyens électriques (13) de manière à fournir de l'énergie électrique au démarreur 20 lorsqu'il est moteur et/ou à absorber l'énergie électrique fournie par le démarreur lorsqu'il est générateur. 10. Procédé de régulation d'une pompe (1) à carburant pour turbomachine dans un aéronef, un arbre de la pompe étant entraîné par un axe 25 moteur de la turbomachine par des moyens utilisant un système d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on modifie la vitesse de rotation de l'arbre de la pompe en pilotant la vitesse de rotation du troisième élément du réducteur par les premiers moyens électriques (12), de manière à ce que le débit de carburant délivré par la pompe soit adapté aux conditions de vol de l'aéronef, et 30 en ce que l'on pilote le démarreur (16) de manière à fournir de l'énergie électrique 3062423 21 aux premiers moyens électriques lorsqu'ils sont moteurs et/ou à absorber l'énergie électrique fournie par les premiers moyens électriques lorsqu'ils sont générateurs. 5