Brevet FR3082687A1 — publié le 20191220

Dispositif et procédé de communication de données dans un sous-ensemble d'aéronef La présente invention concerne la communication entre systèmes électroniques dans un sous-ensemble d'aéronef, en particulier dans un ensemble propulsif d'aéronef. Un ensemble propulsif d'avion communique un grand nombre de données et 5 de signaux de bas niveaux soit au sein des ensembles propulsifs soit entre les ensembles propulsifs et l'avion. La communication de telles données est réalisée par des câbles électriques ou optiques qui posent de nombreux problèmes d'intégration. Typiquement, les câbles électriques sont blindés ce qui augmente leur 10 encombrement et la masse de l'aéronef. De plus, la raideur des câbles blindés entraîne des difficultés d'intégration dans les ensembles propulsifs. Il en résulte une augmentation du coût des ensembles propulsifs et, dans certains cas, une modification de la forme des lignes aérodynamiques. La communication de telles données peut aussi être réalisée par des courants 15 porteurs, c'est-à-dire par transmission des signaux de bas niveaux dans des câbles électriques de puissance. La mise en oeuvre de courants porteurs est toutefois délicate puisque les signaux de forte puissance sont susceptibles de polluer les signaux de bas niveaux et la protection de ces signaux de bas niveaux contre les effets électromagnétiques 20 externes requiert des blindages de câbles de puissance augmentant ainsi leur volume. Un but de la présente invention est de surmonter les inconvénients précités en proposant un sous-ensemble d'aéronef facilitant l'intégration des systèmes de communication, réduisant les coûts de fabrication ou d'assemblage, et/ou limitant les risques de pollution des signaux bas niveaux par des signaux hautes fréquences. 25 A cet effet, l'invention se rapporte à un sous-ensemble d'aéronef tel qu'un ensemble propulsif, comprenant des systèmes de traitement de données. De manière non limitative, ces systèmes de traitement de données peuvent être choisis parmi : un calculateur de régulation numérique à pleine autorité, appelé « FADEC » ; un système de commande d'inverseur de poussée, appelé « FTRAS », pour commander 30 l'ouverture et la fermeture d'un inverseur de poussée de l'ensemble propulsif ; un ou plusieurs systèmes de mesure et/ou d'analyse de paramètres physiques tels que l'accélération, la pression ou le débit d'un gaz ; un ou plusieurs capteurs de position ; etc. 2 Ce sous-ensemble d'aéronef comprend au moins un volume intérieur définissant un canal optique. Il est à noter que ce canal optique n'a pas nécessairement vocation à fournir une ligne dégagée entre un émetteur et un récepteur d'un signal optique. En effet, de la lumière peut être transmise dans un volume très encombré par réflexions et diffusions multiples sur des surfaces présentes dans le volume définissant le canal optique. Selon l'invention, l'un au moins des systèmes de traitement de données comprend au moins un émetteur apte à émettre un signal lumineux dans ledit moins un canal optique. Dans le présent document, ce signal lumineux émis est aussi appelé « signal d'émission ». Ledit au moins un émetteur est agencé pour moduler le signal lumineux en fonction de données à transmettre générées par ce système de traitement de données. De plus, au moins un autre des systèmes de traitement de données comprend au moins un récepteur apte à recevoir le signal lumineux émis par ledit au moins un émetteur. Un tel sous-ensemble d'aéronef permet de communiquer des données en réduisant le nombre de câbles électriques ou optiques. On limite ou évite ainsi les inconvénients liés à la communication par câbles électriques ou optiques. En particulier, les inventeurs estiment que cette invention peut permettre de réduire la masse globale d'un ensemble propulsif jusqu'à 90 kg. Une telle communication sans fil permet aussi d'assurer l'indépendance des signaux de bas niveaux par rapport aux signaux de forte puissance. De plus, en cas de dépose du moteur, l'invention permet d'éviter la 25 déconnexion de câbles au niveau du pylône. L'invention permet aussi de faire communiquer des organes montés sur des supports déplaçables l'un par rapport à l'autre, comme par exemple un capot coulissant d'inverseur de poussée et la structure fixe qui le supporte. Dans un mode de réalisation, l'au moins un émetteur peut comprendre une 30 diode électroluminescente. Dans un mode de réalisation, ledit au moins un autre des systèmes de traitement de données peut être agencé pour émettre un signal de retour dans l'au moins un canal optique. De préférence, le signal de retour peut être dans une bande passante différente de celle du signal d'émission. Une telle ségrégation de bande passante peut par exemple s'effectuer par une différence de modulation des signaux lumineux par l'utilisation de signaux de couleurs différentes filtrés en couleur à la réception. Dans un mode de réalisation, le sous-ensemble d'aéronef peut comprendre 5 une paroi délimitant deux volumes intérieurs. Ces deux volumes forment respectivement un premier et un deuxième canal optique. Selon ce mode de réalisation, le sous-ensemble comprend au moins module de transmission apte à transmettre dans le deuxième canal optique un signal lumineux émis dans le premier canal optique. 10 Un tel module de transmission permet de transmettre un signal lumineux au travers d'une paroi ou cloison sensiblement opaque. Selon une première variante, le module de transmission peut comprendre un récepteur agencé pour recevoir le signal lumineux émis dans le premier canal optique, un émetteur agencé pour émettre le signal lumineux dans le deuxième canal optique, 15 et un câble électrique traversant la paroi de manière à transmettre le signal lumineux du récepteur de ce module de transmission à l'émetteur de ce module de transmission sous forme d'un signal électrique. Ces deux éléments peuvent être fusionnés en un seul émetteur-récepteur dont une partie traverse la paroi. Selon une deuxième variante, la paroi peut comprendre une partie translucide 20 formant le module de transmission. Ces deux variantes sont cumulables : par exemple, une première paroi peut comprendre un module de transmission selon la première variante et une deuxième paroi peut comprendre un module de transmission selon la deuxième variante. Dans un mode de réalisation, le sous-ensemble d'aéronef peut comprendre un pylône ayant un volume intérieur constituant un canal optique. Dans un autre mode de réalisation, le sous-ensemble d'aéronef peut comprendre une tablette numérique portative, cette tablette constituant un système de traitement de données comprenant l'un au moins dudit au moins un émetteur et/ou comprenant l'un au moins dudit au moins un récepteur. Une telle tablette peut permettre à un agent de maintenance de dialoguer avec des systèmes de traitement de données de l'ensemble propulsif ou de l'aéronef lorsque l'un au moins des capots de la nacelle est ouvert : le volume compris sous le capot ouvert constitue un canal optique apte à transmettre des données de maintenance par signaux lumineux dans des conditions d'éclairage standard. 4 Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un procédé de communication de données mettant en oeuvre un sous-ensemble d'aéronef tel que défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture 5 de la description nullement limitative qui suit et des figures annexées, dans lesquelles : Les figures 1 à 7 sont des vues schématiques en coupe longitudinale partielle d'un sous-ensemble d'aéronef conforme à l'invention ; La figure 8 est une vue schématique en coupe transversale d'un sous-ensemble 10 d'aéronef conforme à l'invention en configuration de maintenance. Les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. Un sous-ensemble d'avion conforme à l'invention est représenté à la figure 1. Ce sous-ensemble comprend un ensemble propulsif 1 et un pylône 2 relié à une aile 3 15 de l'avion. Dans la description qui suit, l'ensemble propulsif 1 pris pour exemple est constitué d'une nacelle et d'un turboréacteur à double flux, et comprend un inverseur de poussée. Bien entendu, la présente invention peut être mise en oeuvre dans tout type d'aéronef et tout type d'ensemble propulsif correspondant. 20 Le sous-ensemble de la figure 1 comprend de multiples systèmes de traitement de données, notamment un calculateur de régulation numérique à pleine autorité 10 (FADEC), un système de commande d'inverseur de poussée 11 (ETRAS) agencé pour commander l'ouverture et la fermeture de l'inverseur de poussée, des systèmes de mesure et d'analyse de paramètres physiques tels que l'accélération, la pression ou le 25 débit d'un gaz, et des capteurs de position. De manière générale, l'invention peut être mise en oeuvre dans un ensemble propulsif doté de tous les systèmes de traitement de données nécessaires à son fonctionnement. En référence à la figure 1, le sous-ensemble qui y est illustré comprend une 30 pluralité de volumes intérieurs 1A, 1B, 2A... Ces volumes sont délimités par des parois, cloisons ou composants de ce sous-ensemble. Par exemple, le volume 1A est délimité par une paroi interne 106 et une paroi externe 108 d'une section médiane de la nacelle de l'ensemble propulsif 1, par une paroi 100 séparant la section médiane d'une section amont de la nacelle, et par une paroi 102 séparant la section médiane 5 d'une section arrière de la nacelle. Pour autre exemple, le volume 2A est un volume délimité par des parois du pylône 2. Ces volumes intérieurs sont des volumes déjà existants dans les ensembles propulsifs de l'art antérieur. Ces volumes sont généralement étroits et encombrés 5 d'éléments ou organes constituant des obstacles. Ces volumes sont relativement protégés de la lumière externe sans pour autant être nécessairement optiquement clos. L'invention tire donc profit de tels volumes confinés pour communiquer des données à l'aide de signaux lumineux émis dans ces volumes qui définissent ainsi des canaux optiques, par lignes directes ou diffusions ou réflexions multiples sur les 10 surfaces présentes dans ces volumes. Selon l'invention, l'un au moins des systèmes de traitement de données, par exemple le FADEC 10, comprend au moins un émetteur 20 apte à émettre un signal lumineux dans le canal optique 1A. Cet émetteur 20 est agencé pour moduler le signal lumineux en fonction de données à transmettre générées par ce système de 15 traitement de données 10. De plus, au moins un autre des systèmes de traitement de données, par exemple l'ETRAS 11, comprend au moins un récepteur 31 apte à recevoir le signal lumineux émis par l'émetteur 20. Pour communiquer des données dans le sens inverse, l'ETRAS 11 - ou plus généralement ledit au moins un autre des systèmes de traitement de données - peut 20 être agencé pour émettre un signal de retour dans le canal optique 1A, préférentiellement dans une bande passante différente de la bande passante du signal d'émission. Pour ce faire, l'ETRAS 11 - ou cet autre système de traitement de données - peut comprendre un émetteur retour 41 apte à émettre un signal lumineux dans le canal optique 1A et agencé pour moduler ce signal lumineux en fonction de 25 données à transmettre générées par cet autre système de traitement de données 11. Dans cet exemple, le FADEC 10 comprend un récepteur retour 50 apte à recevoir le signal lumineux de retour émis par l'émetteur retour 41. La figure 2 illustre une telle communication entre FADEC 10 et ETRAS 11 : le FADEC 10 transmet un ordre à l'ETRAS 11 par émission d'un signal lumineux dans le 30 canal optique 1A via l'émetteur 20. Le signal lumineux émis par l'émetteur 20 est représenté par des flèches en trait continu : ce signal d'ordre émis par l'émetteur 20 est dans cet exemple réfléchi sur la paroi 102 avant d'arriver au récepteur 31, en raison de la présence d'un obstacle 91. Réciproquement, l'ETRAS 11 transmet un signal de retour au FADEC 10 par émission d'un signal lumineux dans le canal optique 1A via l'émetteur retour 41. Le signal lumineux émis par l'émetteur retour 41 est représenté par une flèche en trait interrompu. Dans cet exemple, le signal de retour émis par l'émetteur retour 41 arrive directement au récepteur retour 50, 6 éventuellement avec multiréflexions entre le moteur et les capots compte tenu de la géométrie du volume (entre capot et moteur par exemple). Ce qui précède s'applique bien entendu à la communication entre toute couple de systèmes de traitement de données séparés par un canal optique défini par un 5 volume intérieur d'un sous-ensemble d'aéronef. Par exemple, en référence au mode de réalisation qui vient d'être décrit, le système de traitement de données 11 peut consister non pas en un ETRAS mais en un système de commande de variation de section d'une tuyère secondaire de l'ensemble propulsif (non représenté). 10 La figure 3 illustre une communication entre le FADEC 10 et un actionneur 12 prévu pour modifier la géométrie d'une turbine haute pression (non représentée) de l'ensemble propulsif 1. Un tel actionneur 12 est communément désigné par l'acronyme « VSV » (« Variable Stator Valve » en anglais). Dans l'exemple de la figure 3, le FADEC 10 transmet un ordre à l'actionneur 12 15 par émission d'un signal lumineux dans le canal optique 1A via l'émetteur 20. Le signal lumineux émis par l'émetteur 20 est représenté par une flèche en trait continu et arrive dans cet exemple directement à un récepteur 36 monté sur la paroi 102 de sorte que le récepteur 36 débouche dans le canal optique 1A. Un émetteur 26 est monté sur la paroi 102 en vis-à-vis du récepteur 36 de sorte que cet émetteur 26 20 débouche dans un volume 1B définissant un canal optique de la section arrière de la nacelle. Le récepteur 36 et l'émetteur 26 peuvent être reliés par un câble électrique traversant la paroi 102 de manière à transmettre le signal lumineux du récepteur 36 à l'émetteur 26 sous forme d'un signal électrique. Le signal lumineux est ensuite réémis par l'émetteur 26 dans le canal optique 1B pour arriver à un récepteur 32 de 25 l'actionneur 12 (flèches en trait continu). Dans cet exemple, le signal d'ordre émis par l'émetteur 26 est réfléchi sur un obstacle 92 avant d'arriver au récepteur 32 de l'actionneur 12. Dans l'exemple de la figure 3, l'actionneur 12 transmet un signal de retour au FADEC 10 par émission d'un signal lumineux dans le canal optique 1B via un émetteur 30 retour 42. Le signal lumineux émis par cet émetteur retour 42 est représenté par des flèches en trait interrompu. Dans cet exemple, le signal de retour émis par l'émetteur retour 42 arrive à un récepteur retour 56 après réflexion sur l'obstacle 92. Le récepteur retour 56 est monté sur la paroi 102 de sorte que ce récepteur retour 56 débouche dans le canal optique 1B. Un émetteur retour 46 est monté sur la paroi 102 35 en vis-à-vis du récepteur retour 56 de sorte que cet émetteur retour 46 débouche dans le canal optique 1A. Le récepteur retour 56 et l'émetteur retour 46 peuvent être reliés par un câble électrique traversant la paroi 102 de manière à transmettre le 7 signal lumineux du récepteur retour 56 à l'émetteur retour 46 sous forme d'un signal électrique. L'invention permet ainsi de communiquer un signal au travers d'une paroi séparant deux volumes intérieurs formant respectivement un premier et un deuxième 5 canal optique. Dans l'exemple décrit ci-dessus, l'émetteur 26 et le récepteur 36 constituent un module de transmission : le récepteur 36 est agencé pour recevoir le signal lumineux émis dans le canal optique 1A, l'émetteur 26 est agencé pour émettre le signal lumineux dans le canal optique 1B. Ainsi, ce module de transmission est apte à 10 transmettre dans le canal optique 1B un signal lumineux émis dans le canal optique 1A. L'émetteur retour 46 et le récepteur retour 56 constituent un autre module de transmission similaire. Alternativement, une partie de la paroi délimitant deux canaux optiques peut 15 être translucide de manière à constituer un module de transmission ne nécessitant aucun émetteur ni récepteur. D'autres exemples de transmission de données entre systèmes de traitement de données sont représentés aux figures 4 à 7 : de la même manière que dans les exemples des figures 2 et 3, les signaux d'ordre sont représentés par des traits 20 continus et les signaux de retour pas des traits interrompus. La figure 4 illustre une transmission de données entre, d'une part, un système 13 de mesure d'un paramètre physique tel que le débit de l'air entrant dans la nacelle et, d'autre part, le FADEC 10. La figure 5 illustre une transmission de données entre un calculateur (non 25 représenté) situé dans l'avion et un système 14, par exemple un système de verrouillage (« Tertiary Lock System ») déporté vers l'arrière de la nacelle. La figure 6 illustre une transmission de données entre un capteur 15 et l'ETRAS 11. Ce capteur 15 peut être alimenté ou autonome. La figure 7 illustre une transmission mutuelle de données entre un calculateur 30 (non représenté) situé dans l'avion et le FADEC 10. Dans l'exemple de la figure 8, une tablette numérique portative 19 constitue un système de traitement de données. Cette tablette 19 comprend un émetteur 29 et un récepteur 39. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être 35 décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans 8 sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la modulation du signal lumineux peut comprendre une modulation de fréquence et/ou d'amplitude de l'onde porteuse, et/ou une modification de la couleur du signal lumineux. Par exemple encore, un émetteur et un récepteur d'un système de traitement de données peuvent être 5 couplés dans un unique organe. Dans le cas où un récepteur et un émetteur peuvent se voir en ligne droite, il sera avantageux de réduire l'angle d'ouverture de la lumière émise ou de la focaliser vers le récepteur, par exemple en émettant des rayons sensiblement parallèles visant le récepteur. Ceci est particulièrement avantageux dans une ambiance assez 10 fortement polluée lumineusement, par exemple lorsqu'un capot est ouvert ou au voisinage d'un REVENDICATIONS1. Sous-ensemble d'aéronef comprenant des systèmes de traitement de données, ce sous-ensemble d'aéronef comprenant au moins un volume intérieur (1A) 5 définissant un canal optique, l'un au moins des systèmes de traitement de données (10) comprenant au moins un émetteur (20) apte à émettre un signal lumineux dans ledit moins un canal optique (1A), ledit au moins un émetteur (20) étant agencé pour moduler le signal lumineux en fonction de données à transmettre générées par ce système de traitement de données (10), et en ce qu'au moins un 10 autre des systèmes de traitement de données (11) comprend au moins un récepteur (31) apte à recevoir le signal lumineux émis par ledit au moins un émetteur (20), caractérisé en ce que le volume intérieur permet une communication par signaux lumineux sans fil émis dans ce volume par lignes directes ou diffusions ou réflexions multiples sur les surfaces présentes dans ce volume. 15 2. Sous-ensemble d'aéronef, caractérisé en ce qu'il est un ensemble propulsif 3. Sous-ensemble d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprenant des systèmes 20 de traitement de données comprenant - un calculateur de régulation numérique à pleine autorité (10), et/ou - un système de commande d'inverseur de poussée (11) agencé pour commander l'ouverture et la fermeture d'un inverseur de poussée de l'ensemble propulsif (1), et/ou 25 - un ou plusieurs systèmes de mesure et/ou d'analyse de paramètres physiques tels que l'accélération, la pression ou le débit d'un gaz, et/ou - un ou plusieurs capteurs de position. 4. Sous-ensemble d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, dans lequel l'au moins un émetteur (20) comprend une diode électroluminescente. 5. Sous-ensemble d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un autre des systèmes de traitement de 35 données (11) est agencé pour émettre un signal de retour dans l'au moins un canal optique (1A), le signal de retour étant de préférence dans une bande passante différente de celle du signal d'émission. 10 6. Sous-ensemble d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une paroi (102) délimitant deux volumes intérieurs (1A, 1B), ces deux volumes (1A, 1B) formant respectivement un premier et un deuxième canal optique, et comprenant au moins module de transmission apte à transmettre dans le deuxième canal optique (1B) un signal lumineux émis dans le premier canal optique (1A). 7. Sous-ensemble d'aéronef selon la revendication 6, dans lequel le module de transmission comprend un récepteur (36) agencé pour recevoir le signal lumineux émis dans le premier canal optique (1A), un émetteur (26) agencé pour émettre le signal lumineux dans le deuxième canal optique (1B), et un câble électrique traversant la paroi (102) de manière à transmettre le signal lumineux du récepteur (36) de ce module de transmission à l'émetteur (26) de ce module de transmission sous forme d'un signal électrique. 8. Sous-ensemble d'aéronef selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la paroi comprend une partie translucide formant un module de transmission. 9. Sous-ensemble d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 20 comprenant un pylône (2) ayant un volume intérieur (2A) constituant un canal optique. 10. Sous-ensemble d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant une tablette numérique portative (19; Fig.8), cette tablette (19) 25 constituant un système de traitement de données comprenant l'un au moins dudit au moins un émetteur (29) et/ou comprenant l'un au moins dudit au moins un récepteur (39). 11. Procédé de communication de données mettant en oeuvre un sous-30 ensemble d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.