Brevet FR3084159A1 — publié le 20200124

DISPOSITIF DE MESURE AVEC UN MODULE DE REGULATION THERMIQUE DE SA TEMPERATURE 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des dispositifs de mesure de paramètres de flux aérodynamiques, et en particulier des dispositifs comprenant un module de régulation de sa température. Elle vise également une turbomachine coopérant avec un tel dispositif de mesure, un procédé d'assemblage du dispositif de mesure ainsi qu'un procédé pour mesurer les paramètres des flux en sortie de la tuyère d'éjection des gaz. 2. Etat de la technique Dans le cadre du développement des turbomachines, et en particulier des turbomachines pour aéronef, celles-ci subissent une pluralité de tests et d'essais permettant de vérifier et de valider d'une part, leur bon fonctionnement et d'autre part, leur capacité à maintenir leurs intégrités et leurs performances. La validation de ces tests et essais permet d'obtenir une certification autorisant leur mise en service. Il est en particulier réalisé lors de ces tests et essais des mesures de certains paramètres d'un ou de plusieurs flux aérodynamiques, tels que la pression, la température et/ou l'accélération ou encore les particules fines composant le ou les flux au moyen d'un dispositif de mesure. Il existe différents types de dispositifs de mesure adaptés à mesurer un ou plusieurs paramètres d'un flux et qui sont connus généralement sous le nom de peigne de mesure ou encore peigne couche limite en ce qui concerne ceux devant mesurer les paramètres du flux dans la couche limite. En effet, le flux aérodynamique circulant dans la turbomachine ou en sortie de la turbomachine présente des caractéristiques et compositions différentes dans diverses zones de celle-ci. Des exemples de dispositifs de mesure sont connus des documents FR 2 952 713 et FR 3 021 741. Un dispositif de mesure comprend généralement un corps s'étendant principalement suivant un axe et qui porte au moins un moyen de relevé d'informations relatives aux paramètres du flux. Dans le cadre de mesure par exemple en sortie de la tuyère d'éjection des gaz, le dispositif de mesure se déplace entre un flux primaire dit flux chaud qui a traversé la chambre de combustion et la turbine de la turbomachine et un flux secondaire dit flux froid qui est issu de l'air directement généré par la soufflante. Le fait que le dispositif de mesure se déplace entre deux flux de températures différentes entraîne une différence de température le long du dispositif de mesure qui peut perturber la fiabilité des mesures. Or, certains paramètres doivent être mesurés à une température prédéterminée telle qu'une température minimale de 145°C. Il s'avère qu'une telle 2 température peut dégrader la tenue mécanique du dispositif de mesure, des moyens de relevé d'informations de paramètres du flux et faire varier les prises de mesures. A cela s'ajoute le fait que les dimensions du dispositif de mesure, notamment son épaisseur peuvent perturber le ou les flux et influer sur les différences de températures dans le 5 dispositif de mesure. 3. Objectif de l'invention Le présent déposant s'est donc fixé notamment comme objectif de fournir un dispositif de mesure permettant l'homogénéisation de la température le long de celui-ci et cela notamment lorsqu'il est disposé dans des flux de gaz de températures différentes. 10 4. Exposé de l'invention On parvient à cet objectif conformément à l'invention grâce à un dispositif de mesure de paramètres d'un flux aérodynamique d'une turbomachine destiné à être disposé autour d'un axe longitudinal X et à s'étendre principalement suivant un axe radial R de la turbomachine, le dispositif de mesure comprenant un corps portant au moins un 15 moyen de relevé d'informations relatives aux paramètres du flux, le dispositif de mesure comprenant un module de régulation thermique monté au moins en partie autour d'au moins une portion du corps, ce module étant configuré pour permettre soit un réchauffement soit un refroidissement de l'au moins une portion du corps. Ainsi, cette solution permet d'atteindre l'objectif susmentionné. En particulier, étant 20 donné que le dispositif de mesure est disposé dans un flux aérodynamique de la turbomachine, le module de régulation thermique fait en sorte qu'une portion du corps se trouvant au moins en partie dans le flux puisse être soit réchauffée soit refroidie pour homogénéiser la température le long du corps du dispositif de mesure. Plus précisément encore, lorsqu'une portion du dispositif de mesure est dans un flux dit froid, la portion de 25 la paroi du corps est réchauffée et lorsque la portion du corps est dans un flux dit flux chaud, la portion de la paroi du corps est refroidie. Le dispositif de mesure équipé de son module de régulation est donc polyvalent. Suivant une autre caractéristique, le module de régulation thermique est alimenté par un courant d'alimentation. 30 Suivant une caractéristique de l'invention, le module de régulation thermique comprend une première face et une deuxième face disposées en vis-à-vis respectivement et réalisées respectivement en un premier et un deuxième matériau conducteur, et au moins un élément thermoélectrique à effet Peltier agencé entre la première face et la deuxième face, la première face étant en contact avec une paroi externe du corps, et la 35 deuxième face étant en contact avec une paroi interne du corps. De la sorte, le module de régulation thermique fait partie intégrante du dispositif de mesure. Un tel agencement minimise l'encombrement et limite la traînée du dispositif de mesure. 3 Suivant encore une autre caractéristique, la paroi interne et la paroi externe du corps sont réalisées dans des matériaux conducteurs différents. Selon une autre caractéristique, la paroi interne du corps est destinée à être réchauffée ou refroidie par le flux dans lequel est destiné à être baigné l'au moins un 5 moyen de relevé d'informations. Cet agencement est efficace et simple puisqu'il permet d'utiliser la chaleur du flux aérodynamique pour refroidir ou réchauffer la partie du dispositif qui se trouve dans le premier ou le deuxième flux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure comprend un système électronique de commande qui est configuré pour commander un courant 10 d'alimentation dans l'élément thermoélectrique lorsqu'une température du corps atteint une valeur seuil de température. De la sorte le dispositif de mesure est autonome. De manière avantageuse, le système électronique de commande est configuré pour commander une inversion d'un premier sens de circulation du courant d'alimentation dans un deuxième sens dans l'élément thermoélectrique lorsque la température mesurée 15 de la portion du corps est inférieure ou supérieure à une valeur seuil de température pour réchauffer ou refroidir la portion de la paroi du corps. Une telle configuration permet une versatilité du module de régulation thermique et une automatisation de son fonctionnement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le module de régulation thermique 20 comprend plusieurs éléments thermoélectriques à effet Peltier agencés radialement le long du corps et séparés les uns des autres de sorte à former des secteurs de régulation de température pouvant être réchauffés ou refroidis indépendamment. Une portion du flux peut donc être prélevée et circuler à l'intérieur du corps qui présente une température homogène grâce au module de régulation thermique. 25 Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen de relevé d'informations est monté à une extrémité radiale intérieure du corps en étant courbé de sorte à former un bec de sonde, le moyen de relevé d'informations comprenant un orifice dans le prolongement d'une cavité interne du corps. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure comprend 3 0 des éléments de raccord montés autour du corps et destinés à relier la paroi externe avec la paroi du corps. De la sorte, le dispositif de mesure présente une forme aérodynamique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les éléments de raccord sont réalisés dans un matériau céramique. Un tel matériau permet une isolation électrique entre les différents matériaux conducteurs à partir desquels est réalisé le dispositif de 35 mesure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le corps comprend une semelle destinée à être fixée sur un support, le support étant relié à des moyens de déplacement 4 du dispositif de mesure dans le flux. Cela permet de faciliter les différentes mesures dans les flux aérodynamiques de la turbomachine. L'invention concerne également une turbomachine à double flux d'axe longitudinal X comprenant une première veine annulaire dans laquelle circule un premier flux 5 aérodynamique, une deuxième veine annulaire dans laquelle circule un deuxième flux aérodynamique, et une tuyère d'éjection des premier et deuxième flux aérodynamiques à l'extérieur de la turbomachine, le deuxième flux ayant une température supérieure à celle du premier flux, la turbomachine comprenant un dispositif de mesure présentant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées qui est positionnée en sortie de la 10 tuyère d'éjection. Suivant une caractéristique de la turbomachine, celle-ci comprend un actionneur configuré pour déplacer le dispositif de mesure entre le premier et le deuxième flux, et le module de régulation thermique étant configuré de manière à permettre le réchauffement de l'au moins une portion du corps se trouvant dans le premier flux et/ou le deuxième flux. 15 Suivant une caractéristique de l'invention, la turbomachine comprend une tuyère d'éjection globalement annulaire autour de l'axe longitudinal X éjectant le premier et le deuxième flux aérodynamiques, le dispositif de mesure étant disposé en sortie de la tuyère d'éjection et étant destiné à se déplacer entre le premier et le deuxième flux, et le module de régulation thermique étant configuré de manière à permettre le réchauffement 2 0 de l'au moins une portion du corps se trouvant dans le premier flux et/ou le deuxième flux. En effet, dans la turbomachine ou en sortie de la tuyère s'écoulent deux flux de températures différentes, le module de régulation thermique régule alors la température le long du corps en réchauffant ou en refroidissant la portion du corps se trouvant dans le premier flux ou le deuxième flux. 25 L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'un dispositif de mesure de paramètres d'un flux aérodynamique d'une turbomachine, le procédé comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un corps s'étendant suivant un axe radial entre une extrémité radiale extérieure et une extrémité radiale intérieure, 30 - installation et fixation d'un premier élément de raccord vers l'extrémité radiale extérieure du corps et radialement en-dessous d'une semelle, - agencement d'un module de régulation thermique autour du corps et radialement en-dessous du premier élément de raccord, - connexion d'au moins un câble d'alimentation d'un circuit d'alimentation électrique 35 avec le module de régulation thermique puis passage du câble dans le premier élément de raccord et dans la semelle, 5 - installation et fixation d'un deuxième élément de raccord vers l'extrémité radiale intérieure du corps et radialement en-dessous du module de régulation thermique, - cintrage de l'extrémité radiale intérieure du corps de manière à obtenir un bec de sonde. 5 L'invention concerne en outre un procédé pour mesurer des paramètres d'un premier et/ou d'un deuxième flux aérodynamique en sortie d'une tuyère de turbomachine globalement annulaire, la tuyère s'étendant autour d'un axe longitudinal X, le procédé étant caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, est positionné en sortie de la tuyère et est déplacé entre le 10 premier flux et le deuxième flux ayant une température supérieure à celle du premier flux et en ce que lorsqu'une portion au moins du dispositif de mesure est dans le premier flux ou dans le deuxième flux, le module de régulation est configuré de manière à réchauffer ou refroidir la température de la portion du corps se trouvant dans le premier flux et/ou dans le deuxième flux. 15 Le procédé pour mesurer les paramètres d'un premier et/ou d'un deuxième flux comprend encore les étapes suivantes : - fixation de la semelle sur un support mobile d'un banc d'essai de la turbomachine préalablement au positionnement du dispositif de mesure en sortie de la turbomachine, et 20 - connexion des éléments d'alimentation à un système électronique de commande destiné à contrôler un circuit d'alimentation fournissant un courant d'alimentation dans au moins un élément thermoélectrique. 5. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et 25 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement en coupe axiale et partielle, un exemple 3 0 de turbomachine double flux à laquelle s'applique l'invention ; La figure 2 illustre schématiquement un dispositif de mesure en sortie d'une tuyère d'éjection des gaz de la turbomachine. La figure 3 est une vue en coupe radiale d'un exemple de dispositif de mesure selon l'invention ; et 35 La figure 4 représente schématiquement et en vue partielle un exemple d'élément thermoélectrique. 6 6. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une vue en coupe axiale et partielle d'une turbomachine 60 d'axe longitudinal X, en particulier une turbomachine double flux selon l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce type de turbomachine. 5 Cette turbomachine 60 à double flux comprend de manière générale d'amont en aval une soufflante 61, un ensemble de compresseur 62, une chambre de combustion 63, un ensemble de turbine 64. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine et ici suivant l'axe longitudinal X. La turbomachine 60 comprend une 10 première veine 65 annulaire, dite veine primaire dans laquelle circule un flux primaire ou flux chaud qui traverse l'ensemble de compresseur 62, la chambre de combustion 63, et l'ensemble de turbine 64. La turbomachine 60 comprend également une deuxième veine 66 annulaire, dite veine secondaire dans laquelle circule un flux secondaire ou flux froid autour d'un carter interne 67 dans lequel sont logés l'ensemble de compresseur, la 15 chambre de combustion et l'ensemble de turbine. Il est entendu que la température du flux primaire est supérieure à celle du flux secondaire. Les veines primaire et secondaire 65, 66 sont coaxiales. En particulier, la veine secondaire 66 est délimitée radialement par un carter externe 68 annulaire auquel est solidarisé un carter de soufflante 69 et le carter interne 67. La veine primaire est délimitée par le carter interne 67 et un carter central 71. 20 Le terme REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure (1) de paramètres d'un flux aérodynamique d'une turbomachine (60) destiné à être disposé autour d'un axe longitudinal X et à s'étendre principalement suivant un axe radial R de la turbomachine, le dispositif de mesure (1) comprenant un corps (2) portant au moins un moyen de relevé d'informations (5) relatives aux paramètres du flux, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (1) comprend un module de régulation thermique (3) monté au moins en partie autour d'au moins une portion du corps (2), ce module (3) étant configuré pour permettre soit un réchauffement soit un refroidissement de l'au moins une portion du corps (2). 2. Dispositif de mesure (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module de régulation thermique (3) comprend une première face (13) et une deuxième face (14) disposées en vis-à-vis respectivement et réalisées respectivement en un premier et un deuxième matériau conducteur, et au moins un élément thermoélectrique (12) à effet Peltier agencé entre la première face (13) et la deuxième face (14), la première face (13) étant en contact avec une paroi externe (4) du corps (2), et la deuxième face (14) étant en contact avec une paroi interne (20) du corps (2). 3. Dispositif de mesure (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la paroi interne (20) du corps (2) est destinée à être réchauffée ou refroidie par le flux dans lequel est destiné à être baigné l'au moins un moyen de relevé d'informations (5). 4. Dispositif de mesure (1) selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un système électronique de commande (35) qui est configuré pour commander un courant d'alimentation dans l'élément thermoélectrique (12) lorsqu'une température du corps atteint une valeur seuil de température. 5. Dispositif de mesure (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le module de régulation thermique (3) comprend plusieurs éléments thermoélectriques (12) à effet Peltier agencés radialement le long du corps (2) et séparés les uns des autres de sorte à former des secteurs de régulation de température pouvant être réchauffés ou refroidis indépendamment. 14 6. Dispositif de mesure (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de relevé d'informations (5) est monté à une extrémité radiale intérieure (8) du corps (2) en étant courbé de sorte à former un bec de sonde, le 5 moyen de relevé d'informations (5) comprenant un orifice (11) dans le prolongement d'une cavité (6) interne du corps (2). 7. Dispositif de mesure (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le corps (2) comprend une semelle (9) destinée à être fixée sur un support 10 (40), le support (40) étant relié à des moyens de déplacement du dispositif de mesure dans le flux. 8. Turbomachine (60) à double flux d'axe longitudinal X comprenant une première veine annulaire (65) dans laquelle circule un premier flux aérodynamique, une 15 deuxième veine annulaire (66) dans laquelle circule un deuxième flux aérodynamique, et une tuyère d'éjection (70) des premier et deuxième flux aérodynamiques à l'extérieur de la turbomachine, le deuxième flux ayant une température supérieure à celle du premier flux, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 2 0 à 7 qui est positionné en sortie de la tuyère d'éjection (70). 9. Turbomachine (60) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur (30) configuré pour déplacer le dispositif de mesure (1) entre le premier et le deuxième flux, et le module de régulation thermique (3) étant 25 configuré de manière à permettre le réchauffement de l'au moins une portion du corps (2) se trouvant dans le premier flux et/ou le deuxième flux. 10. Procédé d'assemblage d'un dispositif de mesure (1) de paramètres d'un flux aérodynamique d'une turbomachine, le procédé comprenant les étapes suivantes : 30 fourniture d'un corps (3) s'étendant suivant un axe radial entre une extrémité radiale extérieure (7) et une extrémité radiale intérieure (8), installation et fixation d'un premier élément de raccord (25) vers l'extrémité radiale extérieure (8) du corps, et radialement en-dessous d'une semelle (9), agencement d'un module de régulation thermique (3) autour du corps (2) et 35 radialement en-dessous du premier élément de raccord (25), 15 - connexion d'au moins un câble d'alimentation d'un circuit d'alimentation électrique (19) avec le module de régulation thermique (3) puis passage du câble dans le premier élément de raccord (25) et dans la semelle (9), - installation et fixation d'un deuxième élément de raccord (26) vers l'extrémité 5 radiale intérieure (8) du corps (2) et radialement en-dessous du module de régulation thermique (3) ; - cintrage de l'extrémité radialement interne du corps (2) de manière à obtenir un bec de sonde. 10 11. Procédé pour mesurer des paramètres d'un premier et/ou d'un deuxième flux aérodynamique en sortie d'une tuyère de turbomachine globalement annulaire, la tuyère s'étendant autour d'un axe longitudinal X, le procédé étant caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 est positionné en sortie de la tuyère d'éjection (70) et est déplacé entre le premier 15 flux et le deuxième flux ayant une température supérieure à celle du premier flux et en ce que lorsqu'une portion au moins du dispositif de mesure (1) est dans le premier flux ou dans le deuxième flux, le module de régulation thermique (3) est configuré de manière à réchauffer ou refroidir la portion du corps se trouvant dans le premier flux et/ou dans le deuxième flux. 20