Brevet FR3124856A1 — publié le 20230106

Capteur de position (10), comprenant un bâti (11) portant deux éléments mobiles en translation l’un par rapport à l’autre selon une première direction (O20), à savoir un élément émetteur de champ magnétique (20) pour générer un champ magnétique (21), et un élément détecteur de champ magnétique (30, 31), l’élément émetteur de champ magnétique (20) étant agencé de manière à ce qu’une orientation du champ magnétique (21) considérée dans un premier plan (P) orthogonal à la première direction (O20) évolue en fonction d’une distance (d22) séparant le premier plan (P) d’une première extrémité (22) de l’élément émetteur de champ magnétique (20), l’élément détecteur de champ magnétique (30, 31) étant configuré pour produire un signal (30.1, 30.2) représentatif de l’orientation du champ magnétique (21). Frein et aéronef équipé d’un tel détecteur. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 2 Capteur d’usure de garniture de frein La présente invention concerne le domaine des capteurs de déplacement linéaire, et plus particulièrement les capteurs de mesure d’usure des garnitures d’un frein d’aéronef. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Les freins de roues d’aéronefs modernes comprennent une pile de disques (également appelée puits de chaleur) comprenant des disques rotors liés en rotation à la roue et des freins stators liés en rotation à l’axe sur lequel la roue est montée pour pivoter. Ces disques sont pressés les uns contre les autres au moyen de pistons ou poussoirs, montés sur une couronne, pour générer par friction un couple de freinage propre à ralentir la roue. Les disques sont susceptibles de s'user à chaque freinage et il importe de connaître leur état d’usure pour prévoir leur remplacement. A cet égard, les freins sont généralement équipés d’au moins un témoin d’usure qui est monté coulissant dans un logement solidaire d’une partie fixe (par exemple la couronne portant les poussoirs) et qui est astreint à venir au contact de la face du disque sur lequel les poussoirs exercent leur effort, de sorte qu'il se déplace dans son logement au fur et à mesure de l'usure des disques. La position du témoin par rapport à son logement et à la partie fixe est donc indicative de l'état d'usure de la pile de disques. Pour donner un ordre de grandeur, les puits de chaleur sont changés typiquement après 2000 à 4000 atterrissages. Avant remplacement, la pile de disques a perdu cinq à six centimètres d'épaisseur. Les opérateurs chargés de la maintenance vérifient régulièrement la position du témoin d'usure (typiquement à une fréquence hebdomadaire) pour vérifier l'état d'usure des disques, et procéder à leur remplacement par des disques neufs lorsque le témoin d'usure atteint une position d'usure maximale. Une telle vérification est fiable, mais elle ne permet pas d'estimer précisément l'usure des disques du frein inspecté et rend difficile tout suivi automatisé de l'usure des disques du frein. Pour améliorer le suivi des freins en service, il a été proposé dans le document FR3068098 de réaliser une capture d’une image du témoin d’usure et de procéder à une analyse automatique de l’image acquise pour évaluer l’usure des freins. Un tel procédé requiert cependant de réaliser une capture d’image manuelle du témoin d’usure. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but de faciliter les opérations d’évaluation de l’usure d’une pile de disques de frein. A cet effet, on prévoit, un capteur de position comprenant un bâti portant deux éléments mobiles en translation l’un par rapport à l’autre selon une première direction, à savoir un élément émetteur de champ magnétique pour générer un champ magnétique, et un élément détecteur de champ magnétique, l’élément émetteur de champ magnétique étant agencé de manière à ce qu’une orientation du champ magnétique considérée dans un premier plan orthogonal à la première direction évolue en fonction d’une distance séparant le premier plan d’une première extrémité de l’élément émetteur de champ magnétique. L’élément détecteur de champ magnétique est configuré pour produire un signal représentatif de l’orientation du champ magnétique. On obtient ainsi un capteur de déplacement linéaire sans contact entre l’élément mobile et l’élément de référence ce qui le rend moins sensible aux vibrations. Le capteur de l’invention exploite une lecture d’une orientation d’un champ magnétique plutôt qu’une mesure d’intensité ce qui permet d’améliorer la robustesse de la mesure vis-à-vis de la chaleur et de la variabilité du niveau d’induction liée à la production. On obtient un dispositif robuste, car dénué de dispositif mécanique de conversion du déplacement linéaire de l’élément mobile, lorsque l’orientation du champ magnétique considérée dans un premier plan orthogonal à la première direction évolue en fonction d’une distance séparant le premier plan d’une première extrémité de l’élément émetteur de champ magnétique. La précision du capteur est améliorée lorsque l’élément émetteur de champ magnétique possède un pôle magnétique qui s’étend en hélice autour de la première direction. Il n’est pas nécessaire de réaliser une lecture permanente du capteur lorsque le pôle magnétique s’étend selon un angle strictement inférieur à trois-cent soixante degrés autour de la première direction entre deux extrémités de l’élément émetteur de champ magnétique. Avantageusement, l’élément émetteur de champ magnétique comprend une première portion de polarité Nord s’étendant en hélice autour de la première direction longitudinale et une deuxième portion de polarité Sud s’étendant en hélice autour de la première direction. La réalisation de l’élément émetteur de champ magnétique est facilitée lorsque l’élément émetteur de champ magnétique comprend une pluralité de sous-éléments magnétiques présentant chacun un pôle Sud et un pôle Nord qui s’étendent de part et d’autre de la première direction longitudinale, et dans lequel des pôles de même polarité de deux sous-éléments magnétiques adjacents présentent un décalage angulaire non nul mesuré autour de la première direction. Le positionnement relatif de deux sous-éléments magnétiques adjacents est facilité lorsque les sous-éléments magnétiques comprennent au moins une rainure ou une pluralité de rainures. Avantageusement, au moins une rainure est sur une surface extérieure du sous-élément. La fabrication du capteur est particulièrement rapide lorsque l’élément émetteur de champ magnétique comprend un fourreau tubulaire qui possède une surface intérieure présentant une nervure agencée pour coopérer avec la rainure. La fabrication est particulièrement économique lorsque le fourreau est en forme de cylindre droit et les sous-éléments magnétiques sont des portions de cylindre dont la surface extérieure est rainurée. La précision de mesure est améliorée lorsque l’élément détecteur de champ magnétique comprend une première sonde magnétique pour mesurer une orientation du champ magnétique selon une deuxième direction et une deuxième sonde magnétique pour mesurer une orientation du champ magnétique selon une troisième direction. Le traitement d’information est facilité lorsque la première direction et/ou la deuxième direction est orthogonale à la troisième direction. Préférentiellement, l’élément émetteur de champ magnétique est monté coulissant relativement au bâti et l’élément détecteur de champ magnétique est monté fixe par rapport au bâti. L’invention concerne également un frein d’une roue comprenant une garniture de frein et un capteur du type précité et dans lequel l’un de l’élément émetteur de champ magnétique et de l’élément détecteur de champ magnétique est fonctionnellement relié à la garniture de frein. L’invention concerne en outre un aéronef comprenant un tel dispositif de freinage. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers et non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : La est une vue schématique partielle en perspective d’un dispositif de freinage d’une roue d’aéronef selon l’invention ; La est une vue schématique partielle en perspective d’un capteur de position du dispositif de freinage ; La est une vue schématique en perspective d’un élément émetteur de champ magnétique du capteur de position selon un premier mode de réalisation de l’invention ; La est une vue schématique en perspective de l’orientation des pôles de l’élément magnétique de la ; La est une vue schématique éclatée en perspective d’un élément émetteur de champ magnétique du capteur de position selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue en coupe des sous-éléments magnétiques d’un élément émetteur de champ magnétique du capteur de position selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue schématique éclatée en perspective d’un élément émetteur de champ magnétique du capteur de position selon le troisième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue schématique en perspective d’un élément émetteur de champ magnétique du capteur de position selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue schématique éclatée en perspective d’un élément émetteur de champ magnétique du capteur de position selon le quatrième mode de réalisation de l’invention. Capteur de position (10), comprenant un bâti (11) portant deux éléments mobiles en translation l’un par rapport à l’autre selon une première direction (O20), à savoir un élément émetteur de champ magnétique (20) pour générer un champ magnétique (21), et un élément détecteur de champ magnétique (30, 31), l’élément émetteur de champ magnétique (20) étant agencé de manière à ce qu’une orientation du champ magnétique (21) considérée dans un premier plan (P) orthogonal à la première direction (O20) évolue en fonction d’une distance (d22) séparant le premier plan (P) d’une première extrémité (22) de l’élément émetteur de champ magnétique (20), l’élément détecteur de champ magnétique (30, 31) étant configuré pour produire un signal (30.1, 30.2) représentatif de l’orientation du champ magnétique (21). Capteur (10) selon la revendication 1, dans lequel l’élément émetteur de champ magnétique (20) possède deux pôles magnétiques opposés qui s’étendent selon deux hélices (27, 28) autour de la première direction (O20). Capteur (10) selon la revendication 2, dans lequel les pôles s’étendent selon un angle strictement inférieur à 360°. Capteur (10) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l’élément émetteur de champ magnétique (20) comprend une pluralité de sous-éléments magnétiques (41-44) présentant chacun un pôle Sud et un pôle Nord s’étendant de part et d’autre de la première direction longitudinale (O20), et dans lequel des pôles de même polarité de deux sous-éléments magnétiques (41-44) adjacents présentent un décalage angulaire non nul mesuré autour de la première direction (O20). Capteur (10) selon la revendication 4, dans lequel les sous-éléments magnétiques (41-44) comprennent au moins une rainure (51, 52, 75). Capteur (10) selon la revendication 5, dans lequel les sous-éléments magnétiques (41-44) comprennent une pluralité de rainures (51, 52, 75). Capteur (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel au moins une rainure (51, 52, 75) est sur une surface extérieure (41.9-44.9, 74) du sous-élément magnétique (41-44). Capteur (10) selon la revendication 7, dans lequel l’élément émetteur de champ magnétique (20) comprend un fourreau tubulaire (60) qui possède une surface intérieure présentant une nervure agencée pour coopérer avec la rainure. Capteur (10) selon la revendication 8, dans lequel le fourreau tubulaire (60) est en forme de cylindre droit et les sous-éléments magnétiques (41-44) sont des portions de cylindre dont la surface extérieure (41.9-44.9, 74) est rainurée. Capteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément détecteur de champ magnétique (30, 31) comprend une première sonde magnétique (30) pour mesurer une orientation du premier champ magnétique (21) selon une deuxième direction (O30) et une deuxième sonde magnétique (31) pour mesurer une orientation du premier champ magnétique (20) selon une troisième direction (O31). Capteur (10) selon la revendication 10, dans lequel la première direction (O20) et/ou la deuxième direction (O30) est orthogonale à la troisième direction (O31). Capteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’élément émetteur de champ magnétique (20) est monté coulissant relativement au bâti (11) et l’élément détecteur de champ magnétique (30, 31) est monté fixe par rapport au bâti (11). Frein (1) d’une roue comprenant une garniture de frein et un capteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes et dans lequel l’un de l’élément émetteur de champ magnétique (20) et de l’élément détecteur de champ magnétique (30, 31) est fonctionnellement relié à la garniture de frein. Aéronef comprenant un atterrisseur ayant au moins une roue pourvue d’un frein (1) selon la revendication.