Brevet FR3050396A1 — publié le 20171027

Procédé de désolidarisation d'un assemblage collé en particulier pour la dépose d'un matériau collé DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne notamment un procédé de désolidarisation d'un assemblage collé en particulier pour la dépose d'un matériau collé. L'assemblage collé fait par exemple partie d'un module de turbomachine ou d'ensemble propulsif d'aéronef ETAT DE L'ART Il peut s'avérer nécessaire de retirer un matériau collé d'un assemblage collé en vue par exemple de son remplacement. Dans le cas par exemple d'une turbomachine ou d'un ensemble propulsif, une couche en matériau abradable peut être collée sur un carter et peut être retirée en vue de son remplacement, lorsque son usure est trop importante. Dans la technique actuelle, il n'existe pas vraiment de procédure bien établie de dépose d'un matériau collé. Dans ce contexte, de nombreux programmes de recherches académiques et industriels ont été mis en place pour identifier une méthodologie, la moins intrusive possible, pour le retrait d'un matériau collé. Actuellement, les voies les plus suivies concernent la fonctionnalisation chimique de primaires, les méthodes par chauffage, par timbrage intensif, et par fonctionnalisation de colle pour dépose par courant électrique, magnétique ou chauffage thermique. Ces méthodes, pour être applicables industriellement, doivent être compatibles avec des contraintes fortes qui peuvent concerner le moment voulu de la dépose, de quelques minutes à plusieurs années après le collage, et les matériaux mis en jeux qui ne doivent pas être endommagés par le procédé de dépose. Ces contraintes limitent fortement les approches de démontage par voies thermiques qui ont tendance à détruire les matériaux composites, et les approches par voies chimiques qui répondent mal aux contraintes temporelles de démontage. Ainsi, aujourd'hui, il n'existe pas de procédure 3050396 2 industrielle de dépose de matériau collé fiabilisée et opérationnelle sur sites industriels. Ce dernier point implique que la désolidarisation d'un assemblage collé est aujourd'hui réalisé par destruction d'un des matériaux de 5 l'assemblage (en général le moins onéreux), classiquement par attaque chimique ou usinage mécanique. Dans le cas particulier précité de retrait d'une couche de matériau abradable, cette couche abradable et la couche de colle sont par exemple supprimées par usinage. L'invention permet de remédier à ce problème en proposant 10 notamment un procédé de désolidarisation d'un assemblage collé, et un procédé de dépose d'un matériau collé d'un tel assemblage. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose à cet effet un procédé de désolidarisation d'un assemblage collé, cet assemblage comprenant un premier matériau, un 15 second matériau, et une couche de colle intercalée entre les deux matériaux, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'émission d'ondes acoustiques destructrices dans la couche de colle afin de mettre en résonance acoustique des charges désolidarisantes noyées dans cette couche. 20 Dans la présente demande, on entend par charges désolidarisantes, des charges qui, lorsqu'elles sont mises en résonance acoustique, sont aptes à générer des contraintes dans la couche de colle dans laquelle elles sont noyées. Ces contraintes sont destinées à entraîner des fissures ou ruptures dans la couche de colle, qui se traduisent par une désolidarisation 25 de l'assemblage collé. On entend par onde acoustique destructrice, une onde dont une valeur de paramètre acoustique est telle que les charges désolidarisantes entrent en résonance acoustique. Le paramètre acoustique est choisi parmi l'amplitude, la fréquence, la phase, l'atténuation, la vitesse, etc., d'au moins une onde acoustique. 30 L'invention propose ainsi une nouvelle méthode pour la dépose d'un matériau collé en utilisant une approche où la colle est fonctionnalisée avec 3050396 3 des charges destinées à être mises en résonance acoustique. Cette mise en résonance permet par exemple de créer des contraintes de grandes amplitudes, de traction et/ou de cisaillement grâce à la sélection des modes de résonance. Cette mise en résonance permet de créer des contraintes 5 mécaniques localisées dans la couche de colle, intenses et contrôlées en amplitude, ce qui engendre la destruction de la couche de colle et la désolidarisation de l'assemblage collé, autorisant ainsi la dépose d'un des matériaux collés. Comparativement à certaines limitations des approches actuelles et précitées ci-dessus, cette nouvelle méthodologie permet la 10 dépose d'un matériau collé n'importe quand après la conception du collage, pourvu que l'assemblage collé ne soit pas dégradé, et permet de ne pas dégrader les matériaux collés puisque le phénomène mis en jeu pour procéder à la dépose est localisé dans la couche de colle. Avantageusement, les ondes acoustiques sont émises au moyen 15 d'un transducteur sans contact, de préférence du type EMAT. Un transducteur EMAT (acronyme de l'anglais ElectroMagnetic Acoustic Transducer) permet de générer directement et sans contact tout type de mode acoustique, avec des modes de cisaillement qui peuvent être selon toutes les directions du plan normal à la propagation de l'onde acoustique. 20 Le principe de ces transducteurs est de délivrer une décharge magnétique au voisinage d'un matériau conducteur qui, par un effet de couplage magnéto-élastique, permet de créer une onde acoustique. La détection est régie par le phénomène inverse : l'onde acoustique module le champ magnétique du matériau inspecté, modulation détectée par un détecteur 25 EMAT placé au voisinage de la pièce inspecté. La présente invention concerne également un procédé de dépose d'un matériau collé faisant partie d'un assemblage collé dans un module de turbomachine ou d'ensemble propulsif d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de désolidarisation dudit assemblage tel que décrit 30 ci-dessus, et une étape supplémentaire de retrait dudit matériau. 3050396 4 L'invention concerne encore un assemblage collé, comprenant un premier matériau, un second matériau, et une couche de colle intercalée entre les deux matériaux, caractérisé en ce que des charges désolidarisantes sont noyées dans la couche de colle, ces charges étant 5 configurées pour entrer en résonance acoustique lorsqu'elles sont soumises à des ondes acoustiques destructrices. De préférence, les charges ont au moins une dimension submillimétrique. Elles peuvent comprendre des particules et/ou des fils, par exemple en aluminium ou tout type de matériau conducteur 10 électriquement. Les particules peuvent être en forme de billes, cubes, parallélépipèdes et/ou fibres. Les fils peuvent former au moins un treillis. Le treillis s'étend avantageusement dans le plan de la couche de colle. L'invention concerne enfin un module de turbomachine ou d'ensemble propulsif d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins 15 un assemblage collé tel que décrit ci-dessus. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence au 20 dessin unique annexé qui est une vue très schématique représentant une installation de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE L'invention utilise le principe de la résonance acoustique. La résonance acoustique est un phénomène physique très important et 25 systématiquement anticipé dans toute conception d'ouvrage car pouvant mener à la destruction totale de structures telles que des ponts soumis à un pas militaire cadencé ou des immeubles sous l'effet du vent. L'invention consiste à utiliser ce phénomène pouvant être hautement destructeur pour procéder au démontage d'un assemblage collé. Pour ce 30 faire, on utilise une colle préalablement chargée avec des charges aptes à être mises en résonance acoustique, et à générer des contraintes dans la 3050396 5 couche de colle suffisantes pour produire cette désolidarisation, les fréquences appliquées étant comprises entre quelques mégahertz et plusieurs dizaines de mégahertz. Les charges sont de préférence de taille sub-millimétrique selon au 5 moins une dimension. Selon cette définition, la géométrie des charges n'est pas restreinte et celles-ci peuvent être en particulier des éléments discrets sub-millimétriques selon toutes leurs dimensions (sphères ou cubes par exemple) ou bien peuvent présenter une grande dimension (fil par exemple). Toutes les formes peuvent être envisagées. Ces structures 10 possèdent toutes une fréquence fondamentale propre de résonance, que l'on nommera fo et ses harmoniques associées, n.fo, avec n entier positif. Les charges peuvent être réalisées en aluminium. Elles occupent de préférence au moins une dizaine de pourcents du volume de la couche de colle. 15 Le matériau de ces charges doit pouvoir être mis en résonance acoustique à distance utilisant par exemple, mais cet exemple n'est pas restrictif, des phénomènes de couplages élasto-magnétiques. L'idée consiste alors à exciter les charges présentes dans la couche de colle avec une excitation périodique, en phase avec un de leurs modes 20 de résonance, pour les faire entrer en résonance forcée. Cette résonance forcée crée un mouvement propre de la couche chargée. Ce mouvement est périodique et s'amplifie au fur à mesure qu'il est entretenu. Cette amplification permet finalement de mener à la destruction de la couche de colle ainsi chargée. 25 La figure unique montre un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les références 10 et 20 désignent deux matériaux tels que des plaques, fixés l'un à l'autre par une couche de colle 30 intercalée entre les matériaux. L'assemblage collé de la figure peut faire partie d'un module 60 de 30 turbomachine ou d'ensemble propulsif d'aéronef. 3050396 6 L'exemple illustré concerne le cas d'une couche de colle 30 préalablement chargée avec un treillis 40 de fil d'aluminium faisant une centaine de micromètres de diamètre. Ce fil d'aluminium a un mode de résonance fondamental fo dans le domaine des mégahertz (MHz). Il est 5 possible d'exciter ce treillis de fil d'aluminium en excitation forcée à fo en utilisant la technologie EMAT. Les ondes générées dans cette configuration seront essentiellement longitudinales. Avec cette configuration, la taille caractéristique de la couche de colle variera dans le temps, selon un mouvement périodique dont l'amplitude augmente, cela menant finalement 10 à la destruction de la couche en son coeur. L'excitation à la résonance est réalisée jusqu'à désolidarisation totale de l'assemblage collé, et dépose du collage, au moyen d'un transducteur EMAT 50 sans contact déplacé à distance de l'assemblage collé, distance par exemple inférieure ou égale à 5cm. 15 Pour que la résonance acoustique puisse être la plus efficace possible, elle est directement réalisée dans la couche de colle à détruire. Le transducteur doit être suffisamment puissant pour exciter suffisamment les charges jusqu'à leur résonance et la rupture de la couche de colle. Le couplage utilisé pour créer la résonance forcée est de préférence plus 20 énergétique que les dissipations générées par les pertes lors de l'amplification du mouvement lors de la mise en résonance. Ces pertes sont essentiellement d'origines thermique et visqueuse. La technologie EMAT est une solution efficace pour cette approche mais toute autre technologie adaptée peut être utilisée. 25 REVENDICATIONS1. Procédé de désolidarisation d'un assemblage collé, cet assemblage comprenant un premier matériau (10), un second matériau (20), et une couche de colle (30) intercalée entre les deux matériaux, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'émission d'ondes acoustiques destructrices dans la couche de colle afin de mettre en résonance acoustique des charges désolidarisantes (40) noyées dans cette couche. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les ondes acoustiques sont émises au moyen d'un transducteur (50) sans contact, de préférence du type EMAT. 3. Procédé de dépose d'un matériau collé faisant partie d'un assemblage collé dans un module (60) de turbomachine ou d'ensemble propulsif d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de désolidarisation dudit assemblage selon l'une des revendications précédentes, et une étape supplémentaire de retrait dudit matériau. 4. Assemblage collé, comprenant un premier matériau (10), un second matériau (20), et une couche de colle (30) intercalée entre les deux matériaux, caractérisé en ce que des charges désolidarisantes (40) sont noyées dans la couche de colle, ces charges étant configurées pour entrer en résonance acoustique lorsqu'elles sont soumises à des ondes acoustiques destructrices. 5. Assemblage collé selon la revendication précédente, dans lequel les charges comprennent des particules et/ou des fils, par exemple en aluminium ou tout type de matériau conducteur électriquement. 6. Assemblage collé selon la revendication précédente, dans lequel les charges ont au moins une dimension sub-millimétrique. 7. Assemblage collé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel les particules sont en forme de billes, cubes, parallélépipèdes et/ou fibres. 8. Assemblage collé selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel les fils forment au moins un treillis (40). 3050396 8 9. Assemblage collé selon la revendication précédente, dans lequel le treillis (40) s'étend dans le plan de la couche de colle. 10. Module (60) de turbomachine ou d'ensemble propulsif d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un assemblage collé selon 5 l'une des revendications 4 à 9.