Brevet FR3124016A1 — publié le 20221216

Panneau de traitement acoustique renforcé pour un ensemble propulsif d’aéronef Un panneau de traitement acoustique destiné à être disposé sur au moins une paroi d’un ensemble propulsif d’aéronef (1) en contact avec un écoulement fluidique, le panneau (10) comprenant une première peau (14) acoustiquement réfléchissante, une seconde peau (16) acoustiquement poreuse destinée à être en contact avec un écoulement fluidique (F, F P , F S ), une structure en nid d’abeilles (12) s’étendant entre la première peau (14) et la seconde peau (16) et comportant une pluralité de cavités (18). Le panneau comprend au moins une paroi de renfort (22) acoustiquement transparente traversant une pluralité de cavités (18) de la structure en nid d’abeilles et s’étendant depuis la seconde peau (16) jusqu’à la première peau (14) en formant un angle non orthogonal avec les première et seconde peaux (14 et 16). Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Panneau de traitement acoustique renforcé pour un ensemble propulsif d’aéronef L'invention concerne un panneau de traitement acoustique pour l'absorption d'ondes sonores, et plus particulièrement un panneau constituant également un élément travaillant d'une structure. Classiquement, la réduction du bruit d’un turboréacteur, et plus précisément celui rayonné par l’interaction entre les rotors et leurs environnements, est réalisée à l’aide de panneaux absorbants disposés au niveau des surfaces mouillées des conduits dans lesquels se propagent les ondes sonores. On entend par surfaces mouillées, les surfaces en contact avec un écoulement fluide. Ces panneaux sont des matériaux composites de type sandwich formés d'une peau perforée (ou acoustiquement poreuse) qui fait face à la zone génératrice de bruit, d'une peau arrière, et d'une structure alvéolaire de type nid d’abeille emprisonnée entre la peau arrière et la peau perforée et dont les propriétés absorbantes sont en partie obtenues grâce au principe des résonateurs de Helmholtz formés par les alvéoles du nid d’abeille formant des cellules d’absorption acoustique. Ces cellules peuvent avoir des formes sensiblement prismatiques perpendiculairement aux peaux, une ou plusieurs peaux perforées supplémentaires peuvent également être adjointes. En général, la résistance structurale du panneau en flexion est apportée par les peaux, le nid d'abeille (NIDA) jouant essentiellement le rôle de transmission du cisaillement entre les peaux, de manière analogue à l'âme d'une poutre. Ces panneaux peuvent également être sollicités en traction, avec un effort de traction exercé d'un côté par la peau interne et de l'autre côté par la peau externe. Ce dernier cas est très courant sur une entrée d'air où il est nécessaire de connecter la peau aérodynamique, celle perforée, sur la lèvre monolithique de l'entrée d'air, mais où la connexion du panneau à la bride moteur passe par une bride nécessairement connectée à la peau arrière du panneau acoustique. Cette configuration entraîne alors un cisaillement induit par les efforts de poussée de la lèvre et leur réaction de bride nécessairement désalignées. Aussi bien dans le cas d’une traction que d’une flexion se pose un problème majeur de conception structurale relatif à la concentration de contraintes en cisaillement qui siège sur les bords de ces panneaux acoustiques, et en particulier dans les zones de connexion du panneau au reste de la structure. Certaines architectures des panneaux acoustiques permettent d’avoir une coupe orthogonale des deux peaux sans prévoir de connexion spécifique entre les peaux. Dans cette configuration architecturale, le nid d’abeille est beaucoup plus sensible aux forces de cisaillement. Par conséquent, des panneaux acoustiques avec une telle architecture sont plutôt destinés à être disposés dans des endroits où ils subiront peu de contraintes de cisaillement ou des endroits très optimisés en termes d'introduction des efforts. Cette architecture reste néanmoins exceptionnelle. En effet, dans la plupart des cas, les bords, ou contours, des panneaux acoustiques correspondent à des zones de connexion structurale avec souvent l'introduction d'un effort tranchant important. Ceci engendre un cisaillement que la plupart des nids d’abeille ne peuvent pas admettre même avec des cellules d’absorption acoustique dont les cavités ont été remplies par un composant structural (mousse forte ou résine) appelé « potting » en anglais. La solution la plus courante illustrée sur la , qui représente un panneau acoustique 100 de l’état de la technique, est alors de faire se rejoindre la peau avant 101, la peau perforée, et la peau arrière 102 et de les lier ensemble sur tout le périmètre 103 du panneau acoustique 100. C'est ce que l'on appelle le bordurage du panneau Pa. En général, pour réaliser un bordurage tel qu’illustré sur la , on conserve la forme de la peau avant 101 destinée à être en contact avec un écoulement fluidique F, tandis qu’on modifie celle de la peau arrière 102 comme un chanfrein 104 pour que la peau arrière 102 rejoigne la peau avant 101, la peau avant 101 formant un angle dit d’accostage avec la peau arrière 102. On a alors un bordurage incliné, qui est de très loin le plus appliqué. Malgré cette astuce de conception, cette zone reste fréquemment très critique en termes de cisaillement. Et plus l'angle d'accostage des deux peaux est obtu plus le pic de cisaillement est élevé, en particulier quand cet angle dépasse 60°. Or le traitement acoustique n'est efficace que si le nid d’abeille a une certaine hauteur accordée à la fréquence du bruit à atténuer. Un faible angle d’accostage a pour effet d’avoir une bordure importante avec des cellules n’ayant pas toute leur hauteur, ce qui induit donc une importante perte de surface efficace sur le pourtour du panneau, d'autant plus que ces zones restent généralement remplies de résine de renforcement 105 (potting), ce qui annule alors totalement l'effet d'atténuation acoustique. Avec une conception traditionnelle, le bon comportement structural du bordurage nuit malheureusement au comportement acoustique du panneau sandwich, du moins sur ses zones périphériques. Il est possible de renforcer considérablement la peau arrière pour lui faire reprendre le cisaillement dans le cas où l'angle de bordurage est grand voire égal à 90°, mais ceci au détriment de la masse et en gardant souvent une portion de la structure alvéolaire remplie de potting. Cette conception favorise l'acoustique mais pénalise la masse et/ou le comportement structural du panneau. Par ailleurs, lorsqu’un panneau de traitement acoustique est disposé sur une paroi d’une entrée d’air d’une turbomachine en aval d’une lèvre délimitant l’entrée d’air, ce panneau étant généralement connecté à la structure environnante de manière peu adroite, notamment via une cornière en Z ou un bordurage incliné, soumis à des forces de traction. La plupart de ces problèmes proviennent du fait que l'on doit contourner le nid d'abeille du panneau acoustique pour relier la paroi formant la lèvre à la peau arrière du panneau, alors que la paroi formant la lèvre est au même niveau que la peau avant. Ceci induit soit une diminution de la réduction acoustique (bordurage incliné), soit une structure mal agencée (avec un impact masse in fine). Par ailleurs, dans cette configuration, et tout particulièrement si une partie de la lèvre est munie d'un traitement acoustique lors de l'utilisation d'un dégivrage pneumatique, la cloison avant est vivement chauffée. De ce fait le panneau acoustique intégré étendu se trouve exposé à de fortes températures et doit être constitué de matériaux résistant à la chaleur plus onéreux. De plus, dans l'état de l'art, l'accroche de ce panneau au reste du panneau interne de l'entrée d'air s'effectue sensiblement à l'endroit de la jonction entre la cloison avant et le panneau interne. De ce fait cette cloison nécessite soit une zone non acoustique sise entre le panneau acoustique de lèvre "chaud" et le panneau interne, soit elle se raccorde au panneau interne ce qui induit un flux thermique souvent inacceptable pour ce dernier. Il en résulte respectivement soit une perte d'efficacité acoustique soit une perte d’efficacité structurale qui peut être compensée par l’ajout d’un renfort de la peau arrière à l'avant du panneau interne sous la forme d’inserts isolants thermiques qui sont très délicats et onéreux à fabriquer et qui génèrent une augmentation de la masse. L’invention vise à fournir un panneau de traitement acoustique pour turbomachine permettant de résoudre les problèmes de transfert d’effort et de cisaillement de bordurage évoqués ci-dessus sans compromettre significativement le comportement acoustique des bords du panneau acoustique. Autrement dit, l’invention vise à fournir un panneau de traitement acoustique présentant un renforcement structurel permettant d’avoir une meilleure résistance aux contraintes de cisaillement qu’il peut subir lorsque la turbomachine est en fonctionnement tout en utilisant toute la surface du panneau pour le de traitement acoustique. Un objet de l’invention propose un panneau de traitement acoustique destiné à être disposé sur au moins une paroi d’un ensemble propulsif d’un aéronef en contact avec un écoulement fluidique, le panneau comprenant une première peau acoustiquement réfléchissante, une seconde peau acoustiquement poreuse destinée à être en contact avec un écoulement fluidique, une structure en nid d’abeilles s’étendant entre la première peau et la seconde peau et comportant une pluralité de cavités. Selon une caractéristique générale de l’objet, le panneau de traitement acoustique comprend au moins une paroi de renfort acoustiquement transparente traversant une pluralité de cavités de la structure en nid d’abeilles et s’étendant depuis la seconde peau jusqu’à la première peau en formant un angle non orthogonal avec les première et seconde peaux. On entend par paroi acoustiquement poreuse, une paroi qui comprend des orifices permettant de laisser passer une partie des ondes acoustiques sans les altérer significativement que ce soit en termes d’intensité ou de fréquence. On entend par paroi acoustiquement opaque ou acoustiquement réfléchissante, une paroi ne laissant passer aucune onde acoustique sans l’altérer au moins en partie, notamment en intensité. Une paroi acoustiquement opaque réfléchira la plus grande partie des ondes acoustiques incidentes. On entend notamment par ensemble propulsif d’un aéronef l’ensemble comprenant un turboréacteur et une nacelle. Le lien entre la première peau et la seconde peau apporté par la paroi de renfort permet ainsi d’améliorer la résistance du panneau de traitement acoustique aux efforts de cisaillement qu’il peut subir. Et, grâce à la transparence acoustique de la paroi de renfort, ce renforcement structurel est conféré au panneau de traitement acoustique sans dégrader la surface du panneau permettant de réaliser une absorption acoustique, c’est-à-dire sans dégrader l’efficacité du traitement acoustique du panneau. Selon un premier aspect du panneau de traitement acoustique, ladite paroi de renfort acoustiquement transparente présente de préférence un taux de perforation supérieur ou égal à 18%. Un taux de perforation de 18% minimum de la paroi de renfort permet d’assurer une transparence acoustique de la paroi de renfort. Le taux de perforation correspond au rapport entre la surface totale perforée de la paroi de renfort et la surface totale de la paroi de renfort, perforée ou non. De préférence le taux de perforation est inférieur à 80% pour assurer une transparence acoustique de la paroi de renfort tout en conservant une bonne capacité de transfert des efforts. Selon un deuxième aspect du panneau de traitement acoustique, la structure en nid d’abeilles peut s’étendre, dans un plan parallèle à la seconde peau, à l’intérieur d’un périmètre extérieur, et ladite au moins une paroi de renfort peut s’étendre à l’intérieur de la structure en nid d’abeilles depuis la seconde peau jusqu’à la première peau sur une portion de bordure de la structure du nid d’abeilles s’étendant, dans le plan parallèle à la seconde peau, depuis ledit périmètre extérieur vers l’intérieur de la structure en nid d’abeilles. La ou les paroi(s) de renfort se trouve(nt) ainsi uniquement sur le ou les bords du panneau de traitement acoustique. Selon un troisième aspect du panneau de traitement acoustique, ladite au moins une paroi de renfort peut être formée en une pièce avec la première paroi acoustiquement réfléchissante. La paroi de renfort peut comprendre une portion d’attache s’étendant à l’extérieur du panneau dans le prolongement de la seconde peau, la portion d’attache étant destinée à être couplée à une paroi de l’ensemble propulsif. La paroi de renfort peut comprendre une portion de fixation s’étendant à l’extérieur du panneau dans le prolongement de la première peau, la portion de fixation étant destinée à être couplée à une paroi de l’ensemble propulsif. Selon un quatrième aspect du panneau de traitement acoustique, le panneau peut comprendre en outre au moins une portion de panneau s’étendant, selon une direction orthogonale à la première peau, entre une paroi de renfort et une portion de de première peau, ladite au moins une portion de panneau étant rapportée et fixée au reste du panneau par cocuisson lors de la fabrication du panneau Dans un autre objet de l’invention, il est proposé un ensemble propulsif d’aéronef destiné à être monté sur un aéronef, l’ensemble propulsif comprenant au moins un panneau de traitement acoustique tel que défini ci-dessus. Selon un premier aspect de l’ensemble propulsif, celui-ci peut comprendre au moins une entrée d’air dotée d’une lèvre frontale, d’une paroi externe et d’une paroi interne, et raccordée à un desdits panneaux de traitement acoustique formant au moins une partie de la paroi interne. Selon un second aspect de l’ensemble propulsif, ladite paroi de renfort dudit panneau de traitement acoustique peut se prolonger à l’extérieur dudit panneau et être raccordée à la lèvre frontale de l’entrée d’air. Dans un autre objet de l’invention, il est proposé un aéronef comprenant au moins un ensemble propulsif tel que défini ci-dessus. Dans un autre objet de l’invention, il est proposé un procédé de fabrication d’un panneau de traitement acoustique destiné à être disposé sur au moins une paroi d’un ensemble propulsif d’aéronef en contact avec un écoulement fluidique, le procédé de fabrication du panneau comprenant une étape d’empilement d’une première peau acoustiquement réfléchissante, d’une structure en nid d’abeilles et d’une seconde peau acoustiquement poreuse destinée à être en contact avec un écoulement fluidique, la structure en nid d’abeilles s’étendant entre la première peau et la seconde peau et comportant une pluralité de cavités. Selon une caractéristique générale du procédé selon l’invention, le procédé peut comprendre en outre une étape de pose d’au moins une paroi de renfort acoustiquement transparente traversant une pluralité de cavités de la structure en nid d’abeilles et s’étendant depuis la seconde peau jusqu’à la première peau en formant un angle non orthogonal avec les première et seconde peaux. Selon un aspect du procédé selon l’invention, le procédé peut comprendre en outre une étape réalisation d’au moins une portion de panneau destiné à s’étendre, selon une direction orthogonale à la première peau, entre une paroi de renfort et une portion de première peau, et une étape de raccordement par cocuisson de ladite au moins une portion de panneau au reste du panneau. L'invention sera mieux comprise à la lecture faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : La , déjà présentée, illustre une vue en coupe d’un panneau de traitement acoustique selon l’état de la technique. La présente une vue en section d’un ensemble propulsif d’un aéronef selon un mode de réalisation de l’invention, dans un plan longitudinal de l’ensemble propulsif d’un aéronef. La illustre une vue partielle en perspective d’un panneau de traitement acoustique selon un mode de réalisation de l’invention. La présente schématiquement une vue en coupe du panneau de traitement acoustique de la . La présente un zoom d’une partie du panneau de traitement acoustique de la avec une portion triangulaire séparée du reste du panneau. La présente schématiquement une vue en coupe d’une portion de la nacelle de l’ensemble propulsif de la au niveau du canal d’entrée d’air selon un premier mode de réalisation. La représente schématiquement une vue en coupe d’une portion de la nacelle de l’ensemble propulsif de la au niveau du canal d’entrée d’air selon un second mode de réalisation. Panneau (10) de traitement acoustique destiné à être disposé sur au moins une paroi d’un ensemble propulsif d’aéronef (1) en contact avec un écoulement fluidique, le panneau (10) comprenant une première peau (14) acoustiquement réfléchissante, une seconde peau (16) acoustiquement poreuse destinée à être en contact avec un écoulement fluidique (F, F P , F S ), une structure en nid d’abeilles (12) s’étendant entre la première peau (14) et la seconde peau (16) et comportant une pluralité de cavités (18), c aractérisé en ce qu’ il comprend au moins une paroi de renfort (22) acoustiquement transparente traversant une pluralité de cavités (18) de la structure en nid d’abeilles et s’étendant depuis la seconde peau (16) jusqu’à la première peau (14) en formant un angle non orthogonal avec les première et seconde peaux (14 et 16). Panneau (10) de traitement acoustique selon la revendication 1, dans laquelle ladite au moins une paroi de renfort (22) acoustiquement transparente présente un taux de perforation supérieur ou égal à 18%. Panneau (10) de traitement acoustique selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel la structure en nid d’abeilles (12) s’étend, dans un plan parallèle à la seconde peau (16), à l’intérieur d’un périmètre extérieur, et ladite au moins une paroi de renfort (22) s’étend à l’intérieur de la structure en nid d’abeilles (12) depuis la seconde peau (16) jusqu’à la première peau (14) sur une portion de bordure (24, 26) de la structure du nid d’abeilles (12) s’étendant, dans le plan parallèle à la seconde peau (16), depuis ledit périmètre extérieur vers l’intérieur de la structure en nid d’abeilles (12). Panneau (10) de traitement acoustique selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite au moins une paroi de renfort (22) est formée en une pièce avec la première paroi (14) acoustiquement réfléchissante. Panneau (10) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la paroi de renfort (22) comprend une portion d’attache s’étendant à l’extérieur du panneau (10) dans le prolongement de la seconde peau (16), la portion d’attache étant destinée à être couplée à une paroi de l’ensemble propulsif (1). Panneau (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la paroi de renfort (22) comprend une portion de fixation s’étendant à l’extérieur du panneau (10) dans le prolongement de la première peau (14), la portion de fixation étant destinée à être couplée à une paroi de l’ensemble propulsif (1). Panneau (10) selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant au moins une portion de panneau (10) s’étendant, selon une direction orthogonale à la première peau (14), entre une paroi de renfort (22) et une portion de (142) de première peau (14), ladite au moins une portion de panneau étant rapportée et fixée au reste du panneau par cocuisson lors de la fabrication du panneau. Ensemble propulsif (1) destiné à être monté sur un aéronef, l’ensemble propulsif (1) comprenant au moins un panneau de traitement acoustique (10) selon l’une des revendications 1 à 7. Ensemble propulsif (1) selon la revendication 8, comprenant au moins une entrée d’air (5) dotée d’une lèvre frontale (51), d’une paroi externe (52) et d’une paroi interne (53), et raccordée à un desdits panneaux de traitement acoustique (10) formant au moins une partie de la paroi interne (53). Ensemble propulsif (1) selon la revendication 9, dans lequel ladite paroi de renfort (22) dudit panneau de traitement acoustique (10) se prolonge à l’extérieur dudit panneau (10) et est raccordée à la lèvre frontale (51) de l’entrée d’air (5). Aéronef comprenant au moins un ensemble propulsif (1) selon l’une des revendications 7 à 10. Procédé de fabrication d’un panneau (10) de traitement acoustique destiné à être disposé sur au moins une paroi d’un ensemble propulsif d’aéronef (1) en contact avec un écoulement fluidique, le procédé de fabrication du panneau (10) comprenant une étape d’empilement d’une première peau (14) acoustiquement réfléchissante, d’une structure en nid d’abeilles (12) et d’une seconde peau (16) acoustiquement poreuse destinée à être en contact avec un écoulement fluidique (F, F P , F S ), la structure en nid d’abeilles (12) s’étendant entre la première peau (14) et la seconde peau (16) et comportant une pluralité de cavités (18), caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape de pose d’au moins une paroi de renfort (22) acoustiquement transparente traversant une pluralité de cavités (18) de la structure en nid d’abeilles et s’étendant depuis la seconde peau (16) jusqu’à la première peau (14) en formant un angle non orthogonal avec les première et seconde peaux (14 et 16). Procédé selon la revendication 12, comprenant une étape réalisation d’au moins une portion de panneau destiné à s’étendre, selon une direction orthogonale à la première peau (14), entre une paroi de renfort (22) et une portion (142) de première peau (14), et une étape de raccordement par cocuisson de ladite au moins une portion de panneau au reste du panneau.