Brevet FR3087837A1 — publié le 20200501

DESCRIPTION TITRE : ENSEMBLE POUR TURBOMACHINE S DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un ensemble pour turbomachine. L'invention vise plus spécifiquement un ensemble pour turbomachine comprenant un moteur à pistons. 10 ETAT DE LA TECHNIQUE En référence à la figure 1, une turbomachine 1 connue comprend, d'amont en 15 aval par rapport au sens d'écoulement d'air au sein de ladite turbomachine 1 en fonctionnement, une soufflante 10, un compresseur basse pression 20, un compresseur haute pression 30, une chambre de combustion 40, une turbine haute pression 50 et une turbine basse pression 60. Le compresseur haute pression 30 et la turbine haute pression 50 forment un corps haute pression 2, et le compresseur 20 basse pression 20 et la turbine basse pression 60 forment un corps basse pression 3. En fonctionnement, l'air admis par la soufflante 10 est réparti entre un flux primaire 4, circulant à travers le corps haute pression 2 et le corps basse pression 3, et un flux secondaire 5, circulant autour du corps haute pression 2 et du corps basse 25 pression 3. Le flux primaire 4 est comprimé à travers les compresseurs 20, 30, puis subit une combustion au sein de la chambre de combustion 40, pour enfin être détendu dans les turbines 50, 60. Les turbines 50, 60 entraînent en rotation à la fois la soufflante 10 et les compresseurs 20, 30. La plupart des améliorations récentes d'une telle turbomachine 1 se sont 30 focalisées sur l'optimisation de son cycle thermodynamique, appelé cycle de Brayton. En abaissant le rapport de pression de la soufflante 10 et, corollairement, en augmentant le taux de dilution (i.e. le rapport entre la masse du flux secondaire 5 sur 2 la masse d'air du flux primaire 4) et/ou le taux de compression (i.e. le rapport entre la pression totale en amont et en aval de la soufflante 10 et des compresseurs 20, 30), il a été observé des progressions du rendement propulsif et/ou du rendement thermique. Toutefois, de telles améliorations sont en partie dégradées par des accroissements de masse et de traînée aérodynamique. Il existe donc un besoin d'amélioration des turbomachines existantes, notamment en vue de réduire leur consommation. A cet égard, il a déjà été envisagé de modifier la forme du cycle de Brayton, par combinaison d'une combustion à pression constante et d'une combustion à volume constant, en vue d'améliorer le rendement d'une turbomachine. Ainsi, il a par exemple été proposé d'intégrer un moteur à pistons à une turbomachine, comme dans le moteur Napier Nomad ou comme décrit dans le document GB760005. En effet, un tel moteur offre l'avantage d'opérer une combustion à volume partiellement constant, ce qui est plus efficace que la combustion à pression constante de la chambre de combustion d'une turbomachine. En revanche, un tel moteur présente une puissance spécifique (i.e. ramenée à l'unité de masse) plus faible qu'une chambre de combustion d'une turbomachine, et souffre de nombreuses limitations quant à sa mise en oeuvre à haute altitude, et/ou à des régimes fortement variables, et/ou lors de sollicitations importantes au démarrage. Par exemple, en ajoutant un tel moteur, il est nécessaire de pouvoir rendre compatible la variabilité du régime de compresseur haute pression, dictée par l'équilibre d'ensemble de la turbomachine, avec la stabilité du régime d'un moteur à pistons, dictée par la continuité du débit d'air qui le traverse. Il existe donc un besoin d'intégrer efficacement un moteur à pistons au sein d'une turbomachine en vue d'en améliorer la consommation. RESUME DE L'INVENTION Un des buts de l'invention est d'améliorer la consommation spécifique de carburant d'une turbomachine. Un autre but de l'invention est de réduire la masse des composants d'une turbomachine. 3 Un autre but de l'invention est d'intégrer efficacement un moteur à pistons, comprenant un nombre multiple d'enveloppes et de pistons, au sein d'une turbomachine. Un autre but de l'invention est d'assurer le couplage aérodynamique entre 5 d'une part un moteur à pistons comprenant un nombre multiple d'enveloppes et de pistons, et d'autre part le compresseur haute pression et la chambre de combustion d'une turbomachine. 10 A cet égard, l'invention a pour objet un ensemble pour turbomachine comprenant : un compresseur, un arbre de compresseur, configuré pour entraîner en rotation le compresseur, 15 un moteur à pistons comprenant o une enveloppe, et o un piston monté mobile à l'intérieur de l'enveloppe et définissant avec l'enveloppe une chambre de piston à volume variable, un vilebrequin, configuré pour être entraîné en rotation par le moteur à 20 pistons, une chambre de combustion isobare, - une turbine, un arbre de turbine, configuré pour être entraîné en rotation par la turbine, un mécanisme de transmission différentiel comprenant 25 o une première pièce rotative reliée à l'arbre de compresseur, o une deuxième pièce rotative reliée au vilebrequin, et o une troisième pièce rotative reliée à l'arbre de turbine, les pièces rotatives coopérant entre elles de sorte à transmettre à l'arbre de compresseur un mouvement de rotation à une première vitesse qui 30 dépend : o d'une deuxième vitesse de rotation du vilebrequin et o d'une troisième vitesse de rotation de l'arbre de turbine. 4 Grâce à un tel ensemble, il est possible d'intégrer efficacement un moteur à pistons au sein d'une turbomachine. En effet, grâce au mécanisme de transmission différentiel, les régimes respectifs du moteur à pistons et du compresseur peuvent évoluer indépendamment l'un de l'autre. Ainsi, la turbine d'un tel ensemble est en 5 mesure de fonctionner aux mêmes régimes qu'en l'absence du moteur à combustion. tout en atteignant des niveaux de consommation plus faibles. Enfin, la seconde combustion des gaz brûlés par le moteur à pistons dans la chambre de combustion isobare conduit à une réduction de la quantité d'oxydes d'azote émise. 10 Avantageusement, mais facultativement, l'ensemble selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - le mécanisme de transmission différentiel comprend un premier train épicycloïdal, 15 le premier train épicycloïdal comprend une première couronne et un premier planétaire, la première couronne formant la deuxième pièce rotative du mécanisme de transmission et le premier planétaire formant la première pièce rotative du mécanisme de transmission différentiel, - le premier train épicycloïdal comprend un premier porte-satellite, le premier 20 porte-satellite formant la troisième pièce rotative du mécanisme de transmission différentiel, - le premier train épicycloïdal comprend un premier porte-satellite, et le mécanisme de transmission différentiel comprend un réducteur incluant la troisième pièce rotative, le premier porte-satellite étant relié à l'arbre de 25 turbine via le réducteur, le moteur à pistons comprend en outre : o un conduit d'admission configuré pour admettre de l'air en provenance du compresseur dans la chambre de piston à volume variable, 30 o un conduit de refoulement configuré pour refouler des gaz en provenance de la chambre de piston à volume variable vers la chambre de combustion isobare, 5 - il comprend un conduit primaire de circulation d'air configuré pour guider de l'air en provenance du compresseur jusqu'à la chambre de combustion isobare, le moteur à pistons comprend une pluralité d'enveloppes et une pluralité 5 de pistons, de préférence entre 6 et 24 pistons, chaque piston étant mobile au sein d'une enveloppe de la pluralité d'enveloppes, la pluralité d'enveloppes et la pluralité de pistons définissant une pluralité de chambres de piston à volume variable, et il comprend en outre une chambre de tranquillisation configurée pour 10 faciliter un passage d'un écoulement continu de gaz au travers du compresseur et/ou de la turbine à un écoulement discontinu de gaz au travers du moteurs à pistons. L'invention a également pour objet une turbomachine comprenant un 15 ensemble tel que celui précédemment décrit. Avantageusement, mais facultativement, l'ensemble tel que précédemment décrit, et/ou la turbomachine telle que celle précédemment décrite, peu(ven)t en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes, prises seules ou en 20 combinaison : la turbomachine est configurée pour être montée sur un aéronef de type court ou moyen-courrier, c'est-à-dire du type développant une poussée comprise entre 100 et 135 kN, un taux de dilution de la turbomachine est compris entre 12 et 18, 25 la turbomachine comprend en outre une soufflante, dont un taux de compression, lors du fonctionnement en croisière et/ou au décollage, est compris entre 1,3 et 1,5, un taux de compression du compresseur haute pression est compris entre 15 et 25, 30 la turbomachine comprend en outre une soufflante, dont un régime est compris entre 2 500 et 4 000 tours par minute, une vitesse périphérique de la soufflante est comprise entre 300 et 420 mètres par seconde, 6 un régime du compresseur haute pression est compris entre 15 000 et 20 000 tours par minute, elle comprend un échangeur thermique disposé en amont du moteur à pistons, 5 le moteur à pistons est refroidi au moyen d'un échangeur air-huile, elle comprend en outre une pompe volumétrique configurée pour augmenter la pression d'admission au sein du moteur à pistons, le moteur à combustion présente des dimensions telles que l'excès d'air admis par la chambre de combustion secondaire est compris entre 4 et 12, 10 de préférence compris entre 8 et 12, un alésage du piston est compris entre 150 et 250 millimètres, une course du piston est comprise entre 150 et 250 millimètres, un rapport volumétrique du moteur à combustion est compris entre 2 et 5, en fonctionnement, une vitesse linéaire moyenne du piston à l'intérieur du 15 cylindre est comprise entre 5 et 20 mètres par seconde, en fonctionnement, une pression maximale atteinte au sein de l'enveloppe du moteur à pistons est comprise entre 150 et 250 bars, une puissance développée par le moteur à combustion en fonctionnement est comprise entre 500 kW et 2 MW, 20 un régime de l'arbre de moteur à combustion, en fonctionnement, est compris entre 1 000 et 4 000 tours par minute, un rapport de réduction du premier train épicycloïdal est compris entre 2 et 3, et un coefficient géométrique du réducteur est compris entre 1,25 et 2. 25 DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue 30 en regard des dessins annexés sur lesquels : [Fig. 1] la figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement une turbomachine connue de l'art antérieur, 7 [Fig. 2] la figure 2 illustre schématiquement une turbomachine comprenant un premier exemple de réalisation d'un ensemble selon l'invention, [Fig. 3] 5 la figure 3 illustre schématiquement une turbomachine comprenant un deuxième exemple de réalisation d'un ensemble selon l'invention, [Fig. 4] la figure 4 illustre schématiquement une turbomachine comprenant un troisième exemple de réalisation d'un ensemble selon l'invention, 10 [Fig. 5] la figure 5 est une vue en perspective d'une partie d'une turbomachine comprenant un quatrième exemple de réalisation d'un ensemble selon l'invention, et [Fig. 6] 15 la figure 6 est une vue en coupe de la partie d'une turbomachine illustrée en figure 5. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 20 Turbomachine En référence aux figures 2 à 4, une turbomachine 1 comprend un compresseur 30 et un arbre de compresseur 300 configuré pour entraîner en rotation le compresseur 30 autour d'un axe longitudinal X-X de la turbomachine 1. La 25 turbomachine 1 comprend en outre une turbine 50 et un arbre de turbine 500 configuré pour être entraîné en rotation par la turbine 50 autour de l'axe longitudinal X-X. Comme visible sur les figures 2 à 4, une chambre de combustion isobare (i.e. à pression constante) 40 est également agencée entre le compresseur 30 et la turbine 50. La turbomachine 1 comprend alors avantageusement un conduit de circulation 30 primaire 6 configuré pour guider de l'air en provenance du compresseur 30 jusqu'à la chambre de combustion isobare 40. Comme également visible sur les figures 2 à 4, la turbomachine 1 peut comprendre une soufflante 10 entraînée en rotation par une turbine de soufflante 60, par l'intermédiaire d'un arbre de soufflante 100. Avantageusement, la turbine de 8 soufflante 60 est disposée en aval de la turbine 50, par rapport au sens d'écoulement d'air au sein de la turbomachine 1. Dans tout ce qui va suivre, l'amont et l'aval sont d'ailleurs définis par rapport au sens d'écoulement d'air au sein de la turbomachine 1 en fonctionnement. De manière également avantageuse, la turbomachine 1 peut en 5 outre comprendre un compresseur supplémentaire 20, disposé en aval de la soufflante 10 et en amont du compresseur 30. Ce compresseur supplémentaire 20 est également entraîné en rotation par la turbine de soufflante 60, par l'intermédiaire de l'arbre de soufflante 100. Dans ce cas, la soufflante 10, le compresseur supplémentaire 20 et la turbine de soufflante 60 forment un premier corps 3, tandis 10 que le compresseur 30 et la turbine 50 forment un deuxième corps 2. Dans un mode de réalisation, le compresseur supplémentaire 20 est un compresseur basse pression, le compresseur 30 est un compresseur haute pression, la turbine 50 est une turbine haute pression, et la turbine de soufflante 60 est une turbine basse pression. La soufflante 10, le compresseur basse pression 20 et la turbine basse 15 pression 60 forment alors le corps basse pression 3, tandis que le compresseur haute pression 30 et la turbine haute pression 50 forment le corps haute pression 2. Moteur à pistons La turbomachine 1 comprend en outre un moteur à pistons 7 qui comprend : 20 une enveloppe 70, et un piston 72 monté mobile à l'intérieur de l'enveloppe 70. Le piston 72 et l'enveloppe 70 définissent une chambre de piston à volume variable 74. Le moteur à pistons 7 fonctionne par combustion isochore (i.e. à volume constant), à deux temps de manière privilégiée ou, alternativement, à quatre temps. 25 II peut par ailleurs être de tout type : moteur diesel, moteur à essence, moteur de type Wankel, etc. Avantageusement, le moteur à pistons 7 comprend en outre : un conduit d'admission 76 configuré pour admettre de l'air en provenance du compresseur 30 dans la chambre de piston à volume variable 74, et 30 un conduit de refoulement 78 configuré pour refouler des gaz en provenance de la chambre de combustion à volume variable 74 vers la chambre de combustion isobare 40. Par ailleurs, le moteur à pistons 7 peut comprendre : 9 une (ou plusieurs) buse(s) d'injection de carburant (non représentée) débouchant au sein de la chambre de piston à volume variable 74, et configurée(s) pour y injecter du carburant, et lorsque le moteurs à pistons 7 est un moteur à essence, une (ou plusieurs) 5 bougie(s) (non représentée) débouchant également au sein de la chambre de piston à volume variable 74, et configurée(s) pour produire une (ou plusieurs) étincelle(s) destinée(s) à enflammer le contenu de la chambre de piston à volume variable 74. En tout état de cause, la turbomachine 1 comprend également un vilebrequin 10 700, configuré pour être entraîné en rotation par le moteur à pistons 7. Ce vilebrequin 700 peut, par exemple, être configuré pour transformer un mouvement linéaire rectiligne du piston 72 au sein de l'enveloppe 70, en un mouvement de rotation. Ceci n'est cependant pas limitatif, puisque le vilebrequin 700 peut également être entraîné en rotation par rotation du piston 72 au sein de l'enveloppe 70, typiquement lorsque 15 le moteur à pistons 7 est de type Wankel. Avantageusement, le moteur à combustion 7 comprend une pluralité d'enveloppes 70 et une pluralité de pistons 72, de préférence entre 6 et 24, chaque piston 72 étant mobile au sein d'une enveloppe 70 de la pluralité d'enveloppes 70, la pluralité d'enveloppes 70 et la pluralité de pistons 72 définissant une pluralité de 20 chambres de piston à volume variable 74. Dans ce cas, le conduit d'admission 76 est également configuré pour admettre de l'air en provenance du compresseur 30 dans chaque chambre de piston à volume variable 74 de la pluralité de chambres de piston à volume variable 74, et le conduit de refoulement 78 est également configuré pour refouler des gaz en provenance de chaque chambre de piston à volume variable 74 25 de la pluralité de chambres de combustion à volume variable 74 vers la chambre de combustion isobare 40. Dans un mode de réalisation illustré en figures 5 et 6, l'architecture du moteur à pistons 7 est dite à « pistons opposés En effet, cette architecture offre une compacité supérieure, et permet de facilite l'intégration du moteur à pistons 7 au sein 30 de la turbomachine 1. Dans cette configuration, deux pistons 72, de préférence cylindriques de révolution, coulissent linéairement dans une même enveloppe 70, elle-même de préférence cylindrique de révolution. Ainsi, ils définissent entre eux la chambre de piston à volume variable 74. Dans ce mode de réalisation, le moteur à pistons 7 comprend alors deux fois plus de pistons 72 que d'enveloppes 70 ou de 10 chambres de piston à volume variable 74. De manière privilégiée, le moteur à pistons 7 comprend alors une pluralité d'étages, chaque étage comprenant quatre enveloppes 70 au sein de laquelle huit pistons 72 sont mobiles de sorte à mettre en rotation quatre vilebrequins 700. Avantageusement, chaque étage est disposé entre 5 le flux primaire 4 et le flux secondaire 5, par exemple dans l'espace séparant le (ou les) compresseur(s) 30 du carter de corps haute pression 2 et corps basse pression 3. Les vilebrequins 700 s'étendent alors selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal X-X. 10 Fonctionnement de la turbomachine En fonctionnement, l'air admis par la soufflante 10 est réparti entre un flux primaire 4, circulant à travers le corps haute pression 2 et le corps basse pression 3, et un flux secondaire 5, circulant autour du corps haute pression 2 et du corps basse pression 3. Le flux primaire 4 est comprimé à travers les (ou les) compresseur(s) 20, 15 30, puis subit une combustion au sein de la chambre de combustion isobare 40, pour enfin être détendu dans les turbines 50, 60. Les turbines 50, 60 entraînent en rotation à la fois la soufflante 10 et le (ou les) les compresseur(s) 20, 30. En fonctionnement, de l'air est également admis au sein de la chambre de piston à volume variable 74, par exemple par l'intermédiaire du conduit d'admission 20 76, puis comprimé par le mouvement du piston 72 à l'intérieur de l'enveloppe 70. Du carburant est ensuite injecté au sein de la chambre de combustion secondaire 74, par exemple par la (ou les) buse(s) d'injection. Lorsque le moteur à pistons 7 est un moteur diesel, ou un moteur de type Wankel, le carburant s'auto-enflamme, ce qui crée un dégagement de chaleur conduisant à une forte augmentation de la pression 25 des gaz présents dans la chambre de piston à volume variable 74. Lorsque le moteur à pistons 7 est un moteur à essence, le carburant est enflammé grâce aux bougies. En tout état de cause, cette inflammation commandée et discrète, conduit à une augmentation de pression qui permet aux gaz de mouvoir le piston 72 dans l'enveloppe 70, ce qui entraîne une détente du mélange, qui est par la suite refoulé 30 de la chambre de de piston à volume variable 74, par exemple par l'intermédiaire du conduit de refoulement 78. Le moteur à combustion 7 est configuré pour répéter un tel cycle de fonctionnement autant de fois que nécessaire, tant que l'alimentation en air et en carburant est assurée. La répétition de ce cycle conduit à un mouvement 11 périodique du piston 72 à un régime de fonctionnement qui dépend notamment du débit d'air moyen circulant au sein de la chambre de piston à volume variable 74. En fonctionnement, de l'air et/ou des gaz est (sont), en outre, admis au sein de la chambre de combustion isobare 40. Ces gaz peuvent provenir en totalité du 5 circuit de refoulement 78 du moteur à pistons 8, ou seulement en partie, l'autre partie étant acheminée par l'intermédiaire du conduit primaire de circulation d'air 6. En tout état de cause, les gaz sont également mélangés à du carburant, puis s'autoenflamment de manière non commandée et continue, notamment en fonction des conditions de pression régnant au sein de la chambre de combustion isobare au 10 moment de l'injection de carburant. Les gaz sont ensuite détendus au sein de la turbine 50, qui met en rotation l'arbre de turbine 500. L'apport de puissance mécanique du moteur à pistons 7 permet donc de soulager la turbine 50 en diminuant son taux de détente, c'est-à-dire le rapport de pression totale entre l'amont et l'aval de la turbine 50, ce qui offre de nombreux 15 avantages. Tout d'abord, il est possible de réduire le nombre d'étages de la turbine 50, ce qui en réduit la masse. Par ailleurs, la température en aval de la turbine 50 est plus élevée, ce qui donne davantage de potentiel énergétique à l'écoulement d'air qui la traverse. Ainsi, lorsque la turbomachine 1 comprend une turbine de soufflante 60, comme visible sur les figures 2 à 4, il est possible de réduire le nombre d'étages de 20 la turbine de soufflante 60. Position du moteur à combustion La position du moteur à combustion 7 en aval du compresseur 30, et en amont de la chambre de combustion isobare 40, comme illustré sur les figures 2 à 4, offre 25 de nombreux avantages. Tout d'abord, la densité d'air est très élevée à l'entrée du moteur à pistons 7, ce qui maximise la masse d'air injectée dans le moteur à pistons 7, et donc sa puissance pour un volume donné de l'enveloppe 70. En outre, la température des gaz en chambre de piston à volume variable 74 est plus élevée que la température de l'air en aval du compresseur 30. Ainsi, la différence de température 30 entre l'amont et l'aval de la chambre de combustion isobare 40 est plus faible que dans une turbomachine conventionnelle. Par conséquent, le rendement thermique de la chambre de la combustion isobare 40 est amélioré, et la quantité de carburant utilisée par la chambre de combustion isobare 40 est réduite. Ceci se vérifie d'autant dans certaines configurations avantageuses du cycle thermodynamique de la 12 turbomachine 1, telles que celles où le taux de compression est faible, et la combustion est à 40% isochore et à 60% isobare. Toutefois, ce positionnement du moteur à pistons 7 n'est pas limitatif. En effet, lorsque la turbomachine comprend un compresseur supplémentaire 20 et une turbine 5 de soufflante 60, il est également envisageable de disposer le moteur à pistons 7 en aval du compresseur supplémentaire et en amont du compresseur 30, de sorte que l'air admis au sein de la chambre de piston à volume variable 74 provienne du compresseur supplémentaire, et que les gaz issus de la chambre de piston à volume variable 74 soient refoulés vers le compresseur 30. 10 Mécanisme de transmission Comme visible sur les figures 2 à 4, la turbomachine comprend en outre un mécanisme de transmission 8 comprenant : une première pièce rotative 81 reliée à l'arbre de compresseur 300, 15 une deuxième pièce rotative 82 reliée au vilebrequin 700, et une troisième pièce rotative 83 reliée à l'arbre de turbine 500. Les pièces rotatives 81, 82, 83 coopèrent entre elles de sorte à transmettre à l'arbre de compresseur 300 un mouvement de rotation à une première vitesse V1 qui dépend : 20 d'une deuxième vitesse de rotation V2 du vilebrequin 700, et d'une troisième vitesse de rotation V3 de l'arbre de turbine 500. Avantageusement, la troisième pièce rotative 83 peut également être reliée à un dispositif de puissance auxiliaire (non représenté), par exemple configure pour produire de l'énergie électrique utile aux unités de commande, et/ou aux actionneurs 25 de la turbomachine 1, et/ou à l'équipement électrique d'un aéronef sur lequel la turbomachine 1 est susceptible d'être montée. Ceci n'est cependant pas limitatif, puisque la troisième pièce rotative 83 peut également être reliée à l'arbre de turbine de soufflante 100, avec les mêmes effets de diminution du taux de détente et du nombre d'étages de turbine de soufflante 60. 30 Avantageusement, le mécanisme de transmission 8 est un différentiel à deux entrées, correspondant à la deuxième pièce rotative 82 et à la troisième pièce rotative 83, et à une sortie, correspondant à la première pièce rotative 81. En effet, il s'agit d'un mécanisme de transmission particulièrement adapté à la transmission de vitesses de rotation entre plusieurs éléments tournants à des régimes différents et 13 indépendants les uns des autres. De manière privilégiée, comme illustré sur les figures 2 à 4, le mécanisme de transmission 8 comprend un premier train épicycloïde'. En effet, un tel mécanisme de transmission 8 offre l'avantage de la robustesse et de la facilité d'intégration au sein de la turbomachine 1. Ceci n'est cependant pas limitatif, 5 puisque le mécanisme de transmission 8 peut également comprendre un réducteur magnétique et/ou un réducteur hydraulique et/ou un réducteur par liaison centrifuge. En tout état de cause, le mécanisme de transmission 8 induit un rapport de couple constant entre la turbine 50 et le moteur à pistons 7. Ce rapport peut par exemple dépendre des diamètres des pièces rotatives du mécanisme de transmission 10 différentiel 8. Ainsi, le couple fourni par la turbine 50 et le régime de la turbine 50 influencent le régime du moteur à pistons 7 de sorte à assurer la continuité du débit d'air moyen au sein de la turbomachine 1, tout en conservant une loi d'évolution du régime de compresseur 30 qui puisse être indépendante. En tout état de cause, le régime du moteur à pistons 7 est également influencé par le rythme d'injection du 15 carburant au sein de la chambre de piston à volume variable 74. Dans un mode de réalisation illustré en figure 4, le vilebrequin 700 engrène la deuxième pièce rotative 82 par l'intermédiaire d'une roue intermédiaire de réduction 820 afin de s'assurer que la vitesse de rotation V2 du vilebrequin 700 soit différente de la vitesse de rotation de la deuxième pièce rotative. La roue intermédiaire 820 20 entraîne alors une réduction avec le mécanisme de transmission 8 et une multiplication avec le vilebrequin 700. Train évicycloïdal En référence aux figures 2 à 4, le premier train épicycloïde' comprend une 25 première couronne 82 et un premier planétaire 81. De manière privilégiée, la première couronne 82 forme la deuxième pièce rotative 82 du mécanisme de transmission 8, et le premier planétaire 81 forme la première pièce rotative 81 du mécanisme de transmission 8. Cette configuration présente l'avantage d'une intégration aisée au sein de la turbomachine 1. Cette configuration n'est cependant pas limitative, puisqu'il 30 est également possible que : - la première couronne forme : o la première pièce rotative 81 du mécanisme de transmission 8, et soit ainsi reliée à l'arbre de compresseur 300, ou 14 o la troisième pièce rotative 83 du mécanisme de transmission 8, et soit ainsi reliée à l'arbre de turbine 500, et/ou le premier planétaire forme : o la deuxième pièce rotative 82 du mécanisme de transmission 8, et 5 soit ainsi relié au vilebrequin 700, ou o la troisième pièce rotative 83 du mécanisme de transmission 8, et soit ainsi reliée à l'arbre de turbine 500. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation de la configuration privilégiée du premier train épicycloïdal 8. Dans ce premier mode de réalisation, le 10 premier train épicycloïdal 8 comprend un premier porte-satellite 83, et le premier porte-satellite 83 forme la troisième pièce rotative 83 du mécanisme de transmission 8, reliée à l'arbre de turbine 500. La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation de la configuration privilégiée du premier train épicycloïdal. Dans ce deuxième mode de réalisation, le 15 premier train épicycloïdal comprend également un premier porte-satellite 831. Toutefois, le mécanisme de transmission 8 comprend en outre un réducteur 830 incluant la troisième pièce rotative 83. Le premier porte-satellite 831 est alors relié à l'arbre de turbine 500 via le réducteur 830. La présence du réducteur 830 permet de maintenir un niveau de charge aérodynamique de la turbine 50 compatible avec les 20 dimensionnements conventionnels d'une turbomachine 1. En effet, le régime de la turbine 50 peut être trop fortement diminué avec le couplage entre moteur à pistons 7 et compresseur 30. Grâce au réducteur 830, le régime de la turbine 50 peut être maintenu à des niveaux acceptables. Avantageusement, comme visible sur la figure 3, le réducteur 830 est un deuxième train épicycloïde' 830 comprenant : 25 une deuxième couronne 832 relié au premier porte-satellite 831 comme visible sur la figure 3, ou un deuxième porte-satellite 833 engrenant une deuxième couronne 834 reliée au premier porte-satellite 831 comme visible sur la figure 4, et un deuxième planétaire 83, formant troisième pièce rotative 83, et reliée à 30 l'arbre de turbine 500. Modes de réalisation avantageux Des modes de réalisation avantageux d'une turbomachine 1 telle que précédemment décrites vont à présent être détaillés. En effet, le demandeur s'est 15 aperçu qu'une turbomachine 1 conçue selon les modes de réalisation qui vont suivre, pris seuls ou en combinaison, voit sa consommation spécifique de carburant diminuer entre 10 et 15% par rapport à une turbomachine connue de l'art antérieur. Dans un mode de réalisation, la turbomachine 1 est configurée pour être 5 montée sur un aéronef de type court ou moyen-courrier, c'est-à-dire du type développant une poussée comprise entre 100 et 135 kN. Dans un mode de réalisation, un taux de dilution de la turbomachine 1 est compris entre 12 et 18. Dans tout ce qui suit, on entend par « fonctionnement en croisière », un 10 fonctionnement de la turbomachine 1 à une altitude de croisière, c'est-à-dire environ 000 pieds, pour une vitesse d'environ Mach 0,8, lorsque l'arbre de soufflante 100 fonctionne à un régime réduit d'environ 85%. Par « environ », on entend à 5% près. Par régime réduit, on entend le régime de rotation absolu de l'arbre de soufflante 100 divisé par la racine carrée du rapport d'une température prise au niveau d'une entrée 15 de la turbomachine 1 sur une température de référence, par exemple 731,15 K. Dans un mode de réalisation, un taux de compression de la soufflante 10 lors du fonctionnement en croisière est compris entre 1,3 et 1,5. Dans ce mode de réalisation, la turbomachine 1 comprend également un redresseur (non représenté), s'étendant au sein du flux secondaire 5, en aval de la soufflante 10. Le taux de 20 compression de la soufflante 10 est déterminé en moyenne sur l'ensemble du flux aspiré par la soufflante 10, entre un point en amont de la soufflante 10, par exemple à une extrémité amont d'un bord d'attaque de la soufflante 10, et un point du flux secondaire 5 en aval du redresseur, par exemple à une extrémité avale d'un bord de fuite du redresseur. Dans ce mode de réalisation, le taux de compression de la 25 soufflante 10 est sensiblement le même, à 5% près, lors d'un fonctionnement au décollage, c'est-à-dire au niveau de la mer, à Mach nul, et pleine puissance. Dans un mode de réalisation, un taux de compression du compresseur 30 est compris entre 7 et 30, de préférence entre 15 et 25. Par taux de compression, on entend un rapport d'une pression totale au niveau d'une interface d'entrée du 30 compresseur 30 sur une pression totale au niveau d'une interface de sortie du compresseur 30. Ainsi, dans un mode de réalisation, le taux de compression du compresseur haute pression 30 est compris 7 et 30, de préférence entre 15 et 25. Dans un mode de réalisation, le régime de la soufflante 10 lors du fonctionnement en croisière est compris entre 2 500 et 4 000 tours par minute. 16 Dans un mode de réalisation, une vitesse périphérique de la soufflante 10 est comprise entre 300 et 420 mètres par seconde. Dans un mode de réalisation, le régime du compresseur 30 est compris entre 15 000 et 20 000 tours par minute. Ainsi, dans un mode de réalisation, le régime du 5 compresseur haute pression 30 est compris entre 15 000 et 20 000 tours par minute. Dans un mode de réalisation illustré en figure 4, la turbomachine 1 comprend un échangeur thermique 90 disposé en amont du moteur à pistons 7, par exemple entre le compresseur haute pression 30 et le moteur à pistons 7. L'échangeur thermique 90 permet avantageusement de réduire la température de l'air admis au 10 sein du moteur à pistons 7 en vue de réduire les sollicitations thermiques au sein dudit moteurs à pistons 7, mais aussi d'augmenter la densité de l'air admis et, ainsi, d'augmenter le rendement thermique du moteur à pistons 7. Dans un mode de réalisation également illustré en figure 4, le moteur à pistons 7 est lui-même refroidi, par exemple au moyen d'un échangeur air-huile 92, afin de 15 diminuer les sollicitations thermiques au sein dudit moteurs à pistons 7. En référence aux figures 4 à 6, dans un mode de réalisation, lorsque le moteur à pistons 7 fonctionne à deux temps, la turbomachine 1 comprend en outre une pompe volumétrique 94, par exemple une pompe à lobbes, configurée pour augmenter la pression d'admission au sein du moteur à pistons 7. De cette manière, 20 la pression d'admission au sein du moteur à pistons 7 est systématiquement supérieure à la pression d'échappement depuis le moteur à pistons 7. Ceci garantit donc la suppression d'un écoulement inverse au sein du moteur à pistons 7. Avantageusement, la pompe volumétrique 94 est également entraînée par le mécanisme de transmission 8, par exemple en étant reliée à la première pièce rotative 25 81 comme visible sur la figure 4. En outre, la pompe volumétrique est disposée en amont du moteur à pistons 7. Toujours en référence aux figures 4 à 6, dans un mode de réalisation, la turbomachine comprend en outre une première chambre de tranquillisation 96 configurée pour faciliter le passage d'un écoulement continu en sortie du 30 compresseur 30 à un écoulement discontinu en entrée du moteur à pistons 7, et/ou une deuxième chambre de tranquillisation 98 configurée pour faciliter le passage d'un écoulement discontinu en sortie du moteur à pistons 7 à un écoulement continu en entrée de la turbine 50. La première chambre de tranquillisation 96 est avantageusement disposée en amont du moteur à pistons 7, par exemple entre 17 l'échangeur et la pompe à lobbes, tandis que la deuxième chambre de tranquillisation 98 est avantageusement disposée en amont de la turbine 50. Grâce aux chambres de tranquillisation 96, 98, la continuité du débit d'air moyen entre l'amont et l'aval du moteurs à pistons 7 est garantie. 5 Dans un mode de réalisation, le moteur à pistons 7 présente des dimensions telles que l'excès d'air admis par la chambre de piston à volume variable 74 est compris entre 4 et 12, de préférence compris entre 8 et 12. L'excès d'air correspond, pour un cycle de fonctionnement donné du moteur à pistons 7, à l'image, pour une masse de carburant donnée injectée au sein de la chambre de piston à volume 10 variable 74, du surplus d'air par rapport à la masse d'air stoechiométrique nécessaire à la combustion complète de la masse de carburant. Ainsi, un excès d'air de 2 correspond à l'admission d'une masse d'air deux fois supérieure à la masse d'air stoechiométrique nécessaire pour comburer l'intégralité de la masse de carburant injectée. Un excès d'air est nécessaire afin de s'assurer qu'il reste suffisamment 15 d'oxygène dans les gaz issus de la chambre de piston à volume variable 74 pour qu'une combustion au sein de la chambre de combustion isobare 40 puisse avoir lieu. Le demandeur s'est aperçu qu'un excès d'air compris entre 4 et 12 était particulièrement avantageux à cet égard. Lorsque de l'air est prélevé en amont du moteur à pistons 7 pour être réintroduit dans des circuits de ventilation (non 20 représentés) des aubes de la turbine 50 afin de refroidir lesdites aubes, il est nécessaire que la pression de l'air prélevé soit supérieure à la pression régnant dans le flux secondaire 4, au niveau de la turbine 50. La pression régnant dans le flux secondaire 4, au niveau de la turbine 50, étant sensiblement identique à la pression régnant dans la chambre de combustion isobare 40 (i.e. sensiblement identique à la 25 pression en sortie du moteur à pistons 7), il est nécessaire que cette pression de sortie soit légèrement inférieure à la pression d'entrée. Pour cette raison, il est, dans ce cas, nécessaire de prévoir un excès d'air supérieur à 8. Dans un mode de réalisation, lorsque l'enveloppe 70 et le piston 72 présente une symétrie de révolution, par exemple cylindrique de révolution, l'alésage du piston 30 72 est compris entre 150 et 250 millimètres. Dans un mode de réalisation, lorsque l'enveloppe 70 et le piston 72 présente une symétrie de révolution, par exemple cylindrique de révolution, la course du piston 72 est comprise entre 150 et 250 millimètres. 18 Dans un mode de réalisation, le rapport volumétrique du moteur à pistons 7 est compris entre 2 et 10, de préférence entre 2 et 5. Par rapport volumétrique on entend le rapport entre le volume au point mort haut et le point mort bas du piston 72, lors de sa course au sein de l'enveloppe 70. 5 Dans un mode de réalisation, quel que soit le régime de fonctionnement (e.g. croisière et/ou décollage et/ou atterrissage), la vitesse linéaire moyenne du piston 72 à l'intérieur de l'enveloppe 70 est comprise entre 5 et 20 mètres par seconde. de préférence entre 15 et 20 mètres par seconde. Dans un mode de réalisation, quel que soit le régime de fonctionnement (e.g. 10 croisière et/ou décollage et/ou atterrissage), la pression maximale atteinte au sein de l'enveloppe 70 du moteur à pistons 7 est comprise entre 150 et 250 bars, de préférence entre 150 et 200 bars. Dans un mode de réalisation, une puissance développée par le moteur à pistons 7, quel que soit le régime de fonctionnement (e.g. croisière et/ou décollage 15 et/ou atterrissage), est comprise entre 500 kW et 2 MW. Dans un mode de réalisation, un régime du vilebrequin, quel que soit le régime de fonctionnement (e.g. croisière et/ou décollage et/ou atterrissage), est compris entre 1 000 et 4 000 tours par minute, de préférence entre 1 500 et 2 500 tours par minute. 20 Dans un mode de réalisation, un rapport de réduction du premier train épicycloïdal 8 est compris entre 2 et 3. Par rapport de réduction, on entend le rapport du nombre de dents de la couronne du premier train épicycloïdal 82 sur le nombre de dents du planétaire du premier train épicycloïdal 81. Dans un mode de réalisation, un coefficient géométrique du réducteur 830 est 25 compris entre 1, 25 et 2. Par coefficient géométrique, REVENDICATIONS1. Ensemble pour turbomachine (1) comprenant : - un compresseur (30), - un arbre de compresseur (300), configuré pour entraîner en rotation le compresseur (30), - un moteur à pistons (7) comprenant : o une enveloppe (70), et o un piston (72) monté mobile à l'intérieur de l'enveloppe (70) et définissant avec l'enveloppe (70) une chambre de piston à volume variable (74), - un vilebrequin (700), configuré pour être entraîné en rotation par le moteur à pistons (7), - une chambre de combustion isobare (40), - une turbine (50), - un arbre de turbine (500), configuré pour être entraîné en rotation par la turbine (50), - un mécanisme de transmission différentiel (8) comprenant : o une première pièce rotative (81) reliée à l'arbre de compresseur (300), o une deuxième pièce rotative (82) reliée au vilebrequin (700), et o une troisième pièce rotative (83) reliée à l'arbre de turbine (500), les pièces rotatives (81, 82, 83) coopérant entre elles de sorte à transmettre à l'arbre de compresseur (300) un mouvement de rotation à une première vitesse (V1) qui dépend : o d'une deuxième vitesse de rotation (V2) du vilebrequin (700), et - d'une troisième vitesse de rotation (V3) de l'arbre de turbine (500). 2. Ensemble pour turbomachine (1) selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de transmission différentiel (8) comprend un premier train épicycloïdal. 3. Ensemble pour turbomachine (1) selon la revendication 2, dans lequel le premier train épicycloïdal comprend une première couronne (82) et un premier planétaire (81), la première couronne (82) formant la deuxième pièce rotative 20 (82) du mécanisme de transmission (8) et le premier planétaire (81) formant la première pièce rotative (81) du mécanisme de transmission différentiel (8). 4. Ensemble pour turbomachine (1) selon la revendication 3, dans lequel le 5 premier train épicycloïdal comprend un premier porte-satellite (83), le premier porte-satellite (83) formant la troisième pièce rotative (83) du mécanisme de transmission différentiel (8). 5. Ensemble pour turbomachine (1) selon la revendication 3, dans lequel le 10 premier train épicycloïdal comprend un premier porte-satellite (831), et le mécanisme de transmission différentiel (8) comprend un réducteur (830) incluant la troisième pièce rotative (83), le premier porte-satellite (831) étant relié à l'arbre de turbine (500) via le réducteur (830). 15 6. Ensemble pour turbomachine (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le moteur à pistons (7) comprend en outre : - un conduit d'admission (76) configuré pour admettre de l'air en provenance du compresseur (30) dans la chambre de piston à volume variable (74), - un conduit de refoulement (78) configuré pour refouler des gaz en 20 provenance de la chambre de piston à volume variable (74) vers la chambre de combustion isobare (40). 7. Ensemble pour turbomachine (1) selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant un conduit primaire de circulation d'air (6) configuré pour guider 25 de l'air en provenance du compresseur (30) jusqu'à la chambre de combustion isobare (40). 8. Ensemble pour turbomachine (1) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le moteur à pistons (7) comprend une pluralité d'enveloppes (70) et une 30 pluralité de pistons (72), de préférence entre 6 et 24 pistons (72), chaque piston (72) étant mobile au sein d'une enveloppe (70) de la pluralité d'enveloppes (70), la pluralité d'enveloppes (70) et la pluralité de pistons (72) définissant une pluralité de chambres de pistons à volume variable (74). 21 9. Ensemble pour turbomachine (1) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre une chambre de tranquillisation (96, 98) configurée pour faciliter un passage d'un écoulement continu de gaz au travers du compresseur (30) et/ou de la turbine (50) à un écoulement discontinu de gaz au travers du moteurs à pistons (7). 10. Turbomachine (1) comprenant un ensemble pour turbomachine (1) selon l'une des revendications 1 à 9.