Brevet FR3077137A1 — publié le 20190726

Dispositif et procédé pour le contrôle de la perméabilité acoustique de peaux de panneaux acoustiques pour ensemble propulsif d'aéronef La présente invention se rapporte au domaine du contrôle de la perméabilité acoustique de peaux de panneaux acoustiques pour ensemble propulsif d'aéronef. Un panneau acoustique comprend typiquement deux peaux et une âme alvéolaire du type nid d'abeille enserrée entre les deux peaux. L'âme alvéolaire 5 consiste en des cloisons transversales formant des alvéoles et assurant généralement la liaison entre les deux peaux. L'une des peaux, orientée vers la source de bruit, est rendue acoustiquement perméable, typiquement à l'aide d'orifices réalisés dans cette peau, de manière à capter les ondes acoustiques et réduire l'énergie acoustique au sein de l'âme alvéolaire. Dans le présent document, cette peau perforée est aussi 10 appelée « peau acoustique ». Lors de la fabrication d'un tel panneau, le contrôle de la perméabilité acoustique de la peau acoustique comprend typiquement une estimation d'un pourcentage d'ouverture des orifices. Pour ce faire, une technique classique consiste à compter, dans une zone 15 préalablement définie de la peau acoustique, le nombre d'orifices totalement bouchés par des résidus de colle ou en vis-à-vis d'une cloison transversale de l'âme alvéolaire. Un pourcentage d'ouverture des orifices partiellement bouchés est ensuite estimé par insertion de piges de différents diamètres. Cette technique est à la fois coûteuse, fastidieuse et fournit des résultats approximatifs. De plus, l'insertion de piges dans les 20 orifices peut détériorer le panneau. Une autre technique connue consiste à photographier la peau acoustique et à quantifier le pourcentage d'ouverture des orifices à l'aide d'un logiciel de traitement d'images. Dans le domaine aéronautique, un dispositif a été développé à cet effet, ce dispositif comprenant un appareil photographique monté sur un bras mobile en 25 translation et en rotation afin d'acquérir des images de différentes zones de contrôle de la peau acoustique. Un tel dispositif n'est toutefois pas adapté à des pièces de géométrie complexe (concave/convexe, avec rayons de courbure...). De plus, la qualité du traitement d'images acquises à l'aide d'un tel dispositif dépend à la fois de l'état de surface de la peau acoustique, de la luminosité environnante et du positionnement de 30 la caméra par rapport à la peau (angle de prise de vue). Un but de la présente invention est de surmonter les inconvénients précités en proposant un dispositif et un procédé d'acquisition d'images capables de contrôler la perméabilité acoustique d'une peau acoustique en améliorant la fiabilité du contrôle et le coût de cette opération de contrôle. 2 A cet effet, l'invention se rapporte à un dispositif d'acquisition d'images d'une peau de panneau acoustique pour nacelle d'ensemble propulsif d'aéronef, ce dispositif comprenant un appareil photographique numérique doté d'un objectif. L'utilisation d'un appareil photographique numérique permet de quantifier la perméabilité de la peau, en particulier le pourcentage d'ouvertures d'orifices de cette peau, à l'aide d'un logiciel de traitement d'images. On évite ainsi les inconvénients d'une technique d'estimation manuelle, notamment en limitant les risques de détérioration du panneau avec des piges, tout en améliorant la fiabilité du contrôle. Le dispositif selon l'invention comprend un canon ouvert en une première et une deuxième extrémité, l'objectif débouchant dans le canon par la première extrémité. Le canon a un corps opaque pour empêcher le passage de la lumière environnante dans le canon. La deuxième extrémité du canon est prévue pour positionner le dispositif sur ladite peau dans une position d'acquisition d'image. En position d'acquisition d'image, c'est-à-dire lorsque le canon est plaqué par sa deuxième extrémité sur la peau, la lumière environnante ne pénètre pas ou en quantité négligeable dans le canon. Par rapport aux techniques connues pour l'acquisition d'images de peaux acoustiques, le dispositif selon l'invention permet d'améliorer la qualité de l'image ainsi acquise et améliore en conséquence la fiabilité du contrôle. De plus, un tel dispositif améliore la répétabilité de l'acquisition d'images puisque l'objectif de l'appareil photographique est situé à une distance sensiblement identique de la peau acoustique d'une capture d'image à une autre, y compris lorsque ces différentes images sont acquises sur des zones différentes d'une peau acoustique ou sur différentes peaux acoustiques. Le dispositif selon l'invention comprend en outre un moyen d'éclairage interne apte à éclairer une portion de peau en vis-à-vis de l'objectif lorsque le dispositif est positionné sur la peau en position d'acquisition d'image. Un tel moyen d'éclairage améliore la qualité de l'image acquise notamment car il permet, en combinaison avec l'opacité du corps du canon, de réaliser et de 30 reproduire des conditions d'éclairage de ladite portion de peau indépendantes de la luminosité extérieure. Le canon peut comprendre tout matériau opaque tel que du plastique. Par ailleurs, le canon et l'appareil photographique peuvent être reliés ou fixés l'un à l'autre à l'aide de tout moyen de fixation, de préférence amovible. Par exemple, 35 le dispositif peut comprendre un système de bride, de vis et d'écrous. 3 Il ressort de ce qui précède qu'un tel dispositif peut être fabriqué avec des matériaux bon marché et qu'il permet d'améliorer la qualité des images acquises tout en réduisant les temps de main d'ceuvre requis pour le contrôle. Dans un mode de réalisation, le moyen d'éclairage peut être agencé pour 5 produire un éclairage rasant de ladite portion de peau. Un éclairage rasant renforce le contraste entre les orifices et les parties pleines, ou non-perforées, de la peau. En effet, un éclairage perpendiculaire à la peau aurait tendance à éclairer le fond du panneau, au travers des orifices non bouchés, ce qui diminuerait le contraste entre les orifices et les parties pleines de la peau. 10 De plus, un éclairage rasant permet de réduire ou d'annuler l'influence de l'état de surface de la peau. De préférence, le moyen d'éclairage peut comprendre une couronne annulaire apte à produire un éclairage omnidirectionnel. Un tel éclairage omnidirectionnel permet d'éviter ou de limiter la création de 15 zones d'ombre sur la portion de peau à photographier. Dans un mode de réalisation, ladite deuxième extrémité du canon peut former une surface de contact annulaire non plane. Une telle surface de contact annulaire non plane permet d'optimiser la répétabilité des prises de vue lorsque la peau acoustique n'est pas plane, par exemple 20 lorsqu'elle est convexe ou concave. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé d'acquisition d'images d'une peau de panneau acoustique pour nacelle d'ensemble propulsif d'aéronef. Le procédé selon l'invention comprend une étape d'acquisition d'une image d'une portion de ladite peau à l'aide d'un dispositif d'acquisition d'images tel que décrit ci- 25 dessus. Autrement dit, le procédé comprend une étape de disposition du dispositif dans ladite position d'acquisition d'image, une étape d'éclairage de ladite portion de peau à l'aide dudit moyen d'éclairage interne et l'étape d'acquisition d'une image de cette portion de peau à l'aide de l'appareil photographique numérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description nullement limitative qui suit et des figures annexées, dans lesquelles : - La figure 1 est une vue schématique d'une nacelle d'ensemble propulsif d'aéronef équipée de panneaux acoustiques ; - La figure 2 est une vue schématique en perspective d'un panneau acoustique ; 4 - La figure 3 est une vue schématique en perspective d'un canon de dispositif d'acquisition d'images selon l'invention ; - La figure 4 est une vue schématique d'un dispositif d'acquisition d'images selon l'invention comprenant un canon et un appareil photographique ; 5 - La figure 5 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'acquisition d'images selon l'invention comprenant un canon et un appareil photographique ; - La figure 6 est une vue schématique en perspective d'une partie du dispositif de la figure 5 montrant un moyen d'éclairage conforme à l'invention ; 10 - La figure 7 est une vue schématique en perspective d'une partie du dispositif de la figure 5 montrant la fixation de l'appareil photographique avec le canon du dispositif de la figure 5 ; - Les figures 8 et 9 montrent des graphiques illustrant des résultats de tests de quantification de pourcentage d'ouverture d'orifices à l'aide d'un simple 15 appareil photographique. Les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. La figure 1 montre une nacelle 1 équipée d'une pluralité de panneaux acoustiques 2 représentés schématiquement en trait fort. 20 Dans cet exemple, les panneaux acoustiques 2 sont intégrés dans une virole d'entrée d'air 11, dans un capot de soufflante 12, dans un capot d'inverseur de poussée 13 et dans une tuyère d'éjection 14. Ainsi, les panneaux acoustiques 2 peuvent avoir une géométrie complexe dotée par exemple de multiples rayons de courbure. 25 Les panneaux acoustiques 2 sont conçus pour atténuer le bruit émis par les organes qui sont logés dans la nacelle 1, comme un moteur ou une soufflante (non représentés). La figure 2 montre un panneau acoustique 2 comprenant deux peaux 21 et 22, et une structure alvéolaire 23 entre ces deux peaux 21 et 22. 30 La structure alvéolaire 23 comprend des cloisons transversales 231 délimitant des alvéoles 232. Dans cet exemple, la peau 21 est une peau acoustique comprenant des perforations ou orifices 211 prévus pour mettre les alvéoles 232 en communication avec un volume extérieur du panneau 2. Les alvéoles 232 constituent ainsi des cavités 35 de Helmholtz. 5 Lors de la fabrication d'un tel panneau acoustique 2, les orifices 211 sont de préférence réalisés avant fixation de la peau 21 avec l'âme alvéolaire 23. L'assemblage de la peau acoustique 21 perforée avec l'âme alvéolaire 23 est typiquement réalisée par collage ou brasage ou soudage. 5 Ainsi, après assemblage, certains orifices 211 sont situés en vis-à-vis d'une alvéole 232 mettant cette alvéole 232 en communication avec ledit volume extérieur du panneau 2. D'autres orifices 211 peuvent néanmoins se retrouver en vis-à-vis d'une cloison transversale 231 et/ou être totalement ou partiellement bouchés par des résidus de colle, ce qui affecte le pourcentage d'ouverture de la peau 10 acoustique 21. Il est donc important de contrôler le pourcentage d'ouverture de la peau acoustique 21. En référence aux figures 3 et 4, l'invention propose un dispositif 3 d'acquisition d'images pour le contrôle du pourcentage d'ouverture d'une peau acoustique 21 d'un 15 panneau acoustique 2 tel qu'illustré à la figure 2. Le dispositif 3 est prévu pour acquérir des images d'une telle peau acoustique 21 et comprend à cet effet un appareil photographique 31. L'appareil photographique 31 est un appareil numérique doté d'un objectif 311. 20 Le dispositif 3 comprend en outre un canon 32. Ce canon 32 s'étend suivant une direction Dl. Dans cet exemple, le canon 32 a une forme globalement tubulaire dont la dimension intérieure, par exemple le diamètre intérieur, est égal ou supérieur à la dimension de la portion de peau 21 que l'on souhaite photographier. 25 Plus spécifiquement, le canon 32 comprend une première extrémité 321 et une deuxième extrémité 322. Le canon 32 est ouvert en sa première 321 et en sa deuxième extrémité 322. L'objectif 311 débouche dans le canon 32 par la première extrémité 321 de ce canon 32. 30 La deuxième extrémité 322 du canon 32 est prévue pour positionner le dispositif 3 sur ladite peau acoustique 21 dans une position d'acquisition d'image (non représentée). Le canon 32 comprend un corps opaque afin d'empêcher le passage de la lumière environnante dans le canon 32. 6 Le canon 32 peut être réalisé par impression tridimensionnelle. Ainsi, dans la position d'acquisition d'image, dans laquelle la deuxième extrémité 322 du canon est plaquée contre la peau acoustique 21, la lumière environnante ne pénètre pas ou pénètre en quantité négligeable dans le canon 32. 5 Dans l'exemple des figures 3 et 4, la deuxième extrémité 322 du canon 32 forme une surface de contact S32 annulaire non plane. Dans cet exemple, la surface de contact S32 est ondulée, de sorte que la coordonnée suivant la direction D1 d'un point se déplaçant circonférentiellement sur cette surface de contact S32 définisse une sinusoïde. 10 Une telle surface de contact S32 permet d'épouser des peaux acoustiques 21 de formes variables et complexes. Par exemple, dans la position d'acquisition d'image, les creux de la surface de contact S32 peuvent recevoir des parties convexes d'une peau acoustique 21. Plus généralement, une telle surface de contact S32 facilite le positionnement 15 du canon 32 de sorte que la direction D1 du dispositif 3 puisse être maintenue de manière sensiblement perpendiculaire à une partie de la peau acoustique 21 à photographier. De plus, une telle surface de contact S32 permet aussi de limiter la pénétration de lumière environnante dans le canon 32. 20 Dans l'exemple des figures 3 et 4, le canon comprend un module rapporté 329 qui comporte ladite deuxième extrémité 322. Un tel agencement peut notamment permettre de changer le module rapporté 329 en fonction de la forme de la peau acoustique 21 à contrôler. Par exemple, le dispositif 3 peut comprendre une série de différents modules 329 25 amovibles dotés chacun d'une surface de contact S21 de forme spécifique. En outre, un tel module rapporté 329 peut permettre d'ajuster la longueur du canon 32 par exemple à l'aide d'un mécanisme d'ajustement de longueur 328 tel qu'illustré à la figure 5. Ce mécanisme 328 peut comprendre des tiges agencées pour faire coulisser le module 329 par rapport à la partie fixe du canon 32 le long de la 30 direction Dl. En référence à la figure 6, le dispositif 3 comprend en outre un moyen d'éclairage interne 33 apte à éclairer une portion de peau 21 en vis-à-vis de l'objectif 311 lorsque le dispositif 3 est positionné sur la peau 21 dans la position d'acquisition d'image. 7 Dans cet exemple, le moyen d'éclairage 33 comprend une couronne annulaire fixée sur une paroi interne du canon 32, au niveau de la deuxième extrémité 322. La couronne annulaire du moyen d'éclairage 33 permet de produire un éclairage omnidirectionnel. 5 De préférence, le moyen d'éclairage 33 est agencé pour produire un éclairage rasant de la portion de peau 21 en vis-à-vis de l'objectif 311 lorsque le dispositif 3 est positionné sur la peau 21 dans la position d'acquisition d'image. Il est recommandé que l'intérieur du canon soit tapissé d'une couleur sombre et mate pour éviter que la source de lumière interne ne crée des réflexions de lumière 10 parasites à l'intérieur du canon qui pourraient venir éclairer le fond du panneau. Le canon 32 et l'appareil photographique peuvent être reliés ou fixés l'un à l'autre à l'aide de tout moyen de fixation, de préférence amovible. Par exemple, le dispositif peut comprendre un système de bride, de vis et d'écrous tel qu'illustré à la figure 7. 15 La mise en oeuvre d'un tel dispositif 3 ressort de ce qui précède. Typiquement, on place le dispositif 3 dans la position d'acquisition d'image, on éclaire la portion de peau 21 à photographier à l'aide du moyen d'éclairage interne 33 puis on acquière une ou plusieurs images de cette portion de peau 21 à l'aide de l'appareil photographique 31. 20 Les images numériques ainsi acquises sont ensuite traitées à l'aide d'un logiciel de traitement et d'analyse d'images. La figure 8 montre des résultats d'un premier test dans lequel un pourcentage d'ouverture d'orifices d'une peau acoustique a été estimé à l'aide d'un appareil photographique (sans canon 32). Sur le graphique de la figure 8, l'axe des abscisses 25 représente un paramètre P1 d'angle de prise de vue par rapport à la normale de la peau acoustique (normalité de l'appareil photographique par rapport à la peau acoustique). L'axe des ordonnées représente un paramètre P2 de pourcentage d'ouverture d'orifices estimé. Une première série 51 de mesures a été réalisée sans apport de lumière. Une deuxième série S2 de mesures a été réalisée avec apport de 30 lumière. Ce graphique indique que l'augmentation de l'angle de prise de vue se traduit par une diminution du pourcentage d'ouverture d'orifices estimé, cela quelle que soit la condition d'éclairage. Ce graphique indique aussi que l'absence d'apport de lumière entraîne une 35 sous-estimation du pourcentage d'ouverture d'orifices, cette sous-estimation étant 8 d'autant plus grande que l'angle de prise de vue est petit, c'est-à-dire proche de la normale à la peau. Il ressort de ce test que la normalité de l'appareil photographique par rapport à la peau acoustique a une incidence sur l'estimation du pourcentage d'ouverture 5 d'orifices d'autant plus grande que l'angle de prise de vue est élevé. La figure 9 montre des résultats d'un deuxième test dans lequel un pourcentage d'ouverture d'orifices d'une peau acoustique a été estimé à l'aide d'un appareil photographique (sans canon 32). Sur le graphique de la figure 9, l'axe des abscisses représente un paramètre P3 représentant une succession d'images acquises 10 avec angle de prise de vue normal à la peau acoustique. L'axe des ordonnées représente un paramètre P4 de pourcentage d'ouverture d'orifices estimé. Une série de mesures S3 a été réalisée en espace ouvert (« open space »). Une série de mesures S4 a été réalisée sous condition d'éclairage diffus. Une série de mesures S5 a été réalisée sous éclairage par diode électroluminescente. 15 Ce graphique indique que les conditions d'éclairage ont une incidence sur la répétabilité et la justesse des résultats. Compte tenu de ces différents résultats, il ressort qu'un dispositif 3 conforme à l'invention permet d'améliorer l'estimation du pourcentage d'ouverture d'orifices, en particulier la répétabilité des résultats, puisque ce dispositif 3 permet de contrôler 20 l'angle de prise de vue et l'éclairage de la portion de peau photographiée, quelles que soient les conditions d'éclairage de l'espace environnant. Le tableau suivant montre des résultats obtenus à l'aide d'un dispositif 3 selon l'invention. Les cinq premières colonnes concernent cinq séries de mesures. Dans les séries de mesures Al, A2 et A3, quatre mesures ont été réalisées dans quatre zones 25 de contrôle respectives. Les séries de mesures A4 et A5 ne comprennent qu'une seule mesure. Les valeurs indiquées dans les cinq premières colonnes sont des estimations de pourcentage d'ouverture d'orifices. La dernière colonne du tableau indique la variabilité (écart-type) en pourcentage pour chaque zone de mesure : Al A2 A3 A4 A5 Variabilité (%) 10,9208 10,8831 10,9053 10,9284 10,9419 2,3% 10,4601 10,4332 10,4617 1,6% 10,6686 10,6729 10,6152 3,2% 10,4718 10,4374 10,4661 1,8% 9 En outre, les inventeurs ont estimé que le dispositif 3 de l'invention permet d'obtenir les gains de temps et de coût suivants par rapport à la technique de comptage à la pige de l'état de la technique antérieure, pour le contrôle d'un panneau acoustique pour structure fixe interne de nacelle de turboréacteur d'avion : Etape Procédé de comptage à la Procédé selon l'invention pige Préparation du matériel 10 min 5 min Durée du contrôle pour sept 7 x 10 min 7 x 45 sec zones Rangement du matériel 10 min 5 min Temps total 90 min 17,5 min Coût total 150E 30E 5 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif 3 peut comprendre un bras d'assistance (non représenté) pour faciliter la manutention du canon 32 et de 10 l'appareil REVENDICATIONS1. Dispositif d'acquisition d'images (3) d'une peau (21) de panneau acoustique (2) pour nacelle (1) d'ensemble propulsif d'aéronef, ce dispositif (3) 5 comprenant un appareil photographique (31) numérique doté d'un objectif (311), ce dispositif (3) étant caractérisé en ce qu'il comprend un canon (32) ouvert en une première (321) et une deuxième (322) extrémité, l'objectif (311) débouchant dans le canon (32) par la première extrémité (321), le canon (32) ayant un corps opaque pour empêcher le passage de la lumière environnante dans le canon (32), la deuxième 10 extrémité (322) du canon (32) étant prévue pour positionner le dispositif (3) sur ladite peau (21) dans une position d'acquisition d'image, ce dispositif (3) comprenant en outre un moyen d'éclairage (33) interne apte à éclairer une portion de peau (21) en vis-à-vis de l'objectif (311) lorsque le dispositif (3) est positionné sur la peau (21) dans la position d'acquisition d'image. 15 2. Dispositif (3) selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'éclairage (33) est agencé pour produire un éclairage rasant de ladite portion de peau (21). 3. Dispositif (3) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen d'éclairage (33) comprend une couronne annulaire apte à produire un éclairage omnidirectionnel. 20 4. Dispositif (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite deuxième extrémité (322) du canon (32) forme une surface de contact annulaire non plane. 5. Procédé d'acquisition d'images d'une peau (21) de panneau acoustique (2) pour nacelle (1) d'ensemble propulsif d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend une 25 étape d'acquisition d'une image d'une portion de ladite peau (21) à l'aide d'un dispositif (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.