Brevet FR3123242A1 — publié le 20221202

Procédé de découpe non débouchant par jet haute pression pour un corps de propulseur chargé Un procédé de découpe non débouchante par jets d’eau d’un corps d’un propulseur d’un véhicule aérospatial, le procédé comprenant une pluralité de passages (210, 230) d’un jet d’eau à haute pression le long d’un même chemin de découpe parcourant le périmètre externe du corps de propulseur, le chemin de découpe décrivant un circuit en boucle fermée, et chaque passage de jet d’eau débutant depuis un point de départ situé sur le chemin de découpe et s’arrêtant juste après être repassé sur la localisation de départ. Le point de départ de chaque passage de jet d’eau à haute pression est différent des points de départ des autres passages de jet d’eau Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Procédé de découpe non débouchant par jet haute pression pour un corps de propulseur chargé L'invention concerne les propulseurs d’un véhicule de transport aérospatial, et plus particulièrement un procédé de découpe par jet haute pression d’un corps de propulseur, la découpe étant réalisée de manière non débouchante. Comme cela est illustré sur la qui présente une vue schématique en coupe d’un corps 1 de propulseur connu, le corps présente une forme générale de cylindre fermé à chaque extrémité axiale par un capot bombé 2. Chaque capot 2 comporte un bouchon 3. Le bouchon est inséré dans un orifice prévu dans le capot et délimité par un épaulement 4 sur toute sa circonférence, l’épaulement s’étendant en saillie axiale vers l’intérieur du corps du propulseur. Ainsi, la géométrie des corps de propulseurs utilisés telle qu’illustrée sur la n’est pas adaptée au moyen de vidange utilisé. En effet, la présence des fonds rentrants formé par l’épaulement annulaire 4 peut, d’une part, générer une flaque d’eau qui va altérer la qualité de la vidange, et d’autre part, gêner l’évacuation des résidus de propergol issus de la vidange. Ces deux problématiques obligent soit à vidanger verticalement, ce qui peut s’avérer très complexe pour les gros chargements, soit à vidanger les gros chargements en rotation sur un plan fortement incliné avec un dispositif d’aspiration de résidus. Ces deux solutions sont très complexes à mettre en œuvre. Afin de s’affranchir de ces deux problématiques, on peut envisager de retirer le fond arrière des chargements avant vidange afin de supprimer les fonds rentrants. Ainsi la vidange de ces chargements sera simplifiée grâce à l’absence d’une mise en rotation des chargements, et la présence d’une inclinaison faible (environ 20°) du chargement pendant la vidange. L’ouverture du fond arrière peut être réalisée par découpe jet d’eau haute pression. Mais, la découpe ne doit pas altérer le propergol contenu dans le propulseur. Si la découpe par jet d’eau abrasive est très répandue à travers le monde, l’usinage non-débouchant ou la découpe non débouchante sont très peu développés scientifiquement et quasiment inexistants industriellement. Il est connu des procédés de découpe non débouchante en un ou plusieurs passages qui tentent de réduire la variabilité en profondeur de la découpe non débouchante en multipliant ces passages. Cependant, les procédés connus traitent de la découpe continue et non des zones de transition. En effet, pour faire une découpe complète, il faut que le jet repasse là où il est déjà passé pour fermer la découpe. En repassant sur un trait de découpe existant, la profondeur obtenue localement est doublée. Cette singularité n’est pas acceptable car il y a un risque d’atteindre le propergol contenu à l’intérieur du propulseur. En outre, les procédés connus ne traitent que de découpe non débouchante par jet d’eau abrasive qui a pour inconvénient de présenter un fort potentiel de pollution des matériaux à traiter. La présente invention a donc pour but principal de proposer une solution permettant de découper seulement le corps d’un propulseur d’un véhicule aérospatial, sans venir altérer le propergol contenu à l’intérieur du propulseur pour simplifier le procédé de vidange d’un propulseur connu. Dans un premier aspect de l’invention il est proposé un procédé de découpe non débouchante par jets d’eau d’un corps d’un propulseur d’un véhicule aérospatial, le procédé comprenant une pluralité de passages d’un jet d’eau à haute pression le long d’un même chemin de découpe parcourant le périmètre externe du corps de propulseur, le chemin de découpe décrivant un circuit en boucle fermée, et chaque passage dee jet d’eau débutant depuis un point de départ situé sur le chemin de découpe et s’arrêtant juste après être repassé sur la localisation de départ. Selon une caractéristique générale de l’invention, le point de départ de chaque passage de jet d’eau à haute pression est différent des points de départ des autres passages de jet d’eau. L’utilisation de la découpe par jet d’eau haute pression permet d’avoir une qualité de découpe propre (sans délaminage du composite) et sans échauffement important comme on pourrait le rencontrer par découpe mécanique par exemple. En outre, la découpe par jets d’eau en plusieurs passes selon l’invention, c’est-à-dire en décalant à chaque nouvelle passe le point de départ du chemin de découpe permet de gérer plus facilement les phases de transition, autrement dit la phase du passage de découpe pendant laquelle le jet d’eau repasse sur son point de départ et génère de ce fait une découpe plus profonde que sur le reste du chemin pour ce même passage. En effet pour faire une découpe complète, il faut que le jet repasse là où il est déjà passé afin de fermer la découpe. En repassant sur un trait de découpe existant, la profondeur obtenue localement est doublée par rapport au reste du chemin parcouru pendant cette même passe de découpe. Le procédé de découpe par jets d’eau selon l’invention permet ainsi de réaliser une découpe en une pluralité de passes, ou passages, en décalant à chaque passage, la singularité due à la fermeture du chemin. Selon un premier aspect du procédé de découpe non débouchante, au moins le premier passage de jet d’eau à haute pression peut utiliser un jet d’eau abrasive. Les corps de propulseurs sont généralement composés d’un empilement de plusieurs matériaux différents : du liège en partie extérieure formant une protection thermique externe (PTE), puis d’une structure en matériau composite, puis d’une protection thermique interne en élastomère (PTI et peau décollée). Le corps du propulseur comportant à l’intérieur du propergol. L’utilisation d’un jet d’eau abrasive en début de procédé de découpe, c’est-à-dire pour le ou les premières passes du jet d’eau à haute pression permet de commencer la découpe proprement notamment pour découper la couche en matériau composite qui est généralement plus dure que les autres couches. Pour de telles couches dures, l’utilisation d’un jet d’eau abrasive permet de réaliser une découpe sans créer de délaminage ou de déchaussement de fibre. Selon un deuxième aspect du procédé de découpe non débouchante, au moins le dernier passage de jet d’eau à haute pression peut utiliser un jet d’eau pure. L’utilisation d’un jet d’eau pure pour le ou les derniers passages permet de réduire les risques de pollution des matériaux à traiter. Le jet d’eau pure peut être utilisé après plusieurs passes avec un jet d’eau abrasive, notamment après que les couches de matériau dur, comme les matériaux composites, ont été découpés. Le jet d’eau pur peut être utilisé notamment pour découper une couche d’élastomère sans risque de pollution des eaux. Selon un troisième aspect du procédé de découpe non débouchante, le procédé peut comprendre en outre à chaque passage d’un jet d’eau une étape de détection de fin de découpe pour maîtriser à tout moment la profondeur de découpe et éviter d’altérer le matériau contenu dans le propulseur. Selon un quatrième aspect du procédé de découpe non débouchante, l’étape de détection de fin de découpe peut comprendre l’application d’une force de traction sur une partie du corps de propulseur située d’un côté du chemin de découpe, et, si ladite partie tractée est déplacée par rapport à l’autre partie, une indication de fin de découpe. Le procédé comprend ainsi une étape de mise en tension de la zone découpée, pendant chaque passage, ou entre les passages, notamment les derniers passages, pour évaluer en direct combien de passages sont suffisants. En outre l’utilisation du procédé selon l’invention combinant le décalage du point de départ des chaque passage de découpe, l’utilisation d’un jet d’eau abrasive pour ledit au moins un premier passage et l’utilisation d’un jet d’eau pure pour ledit au moins un dernier passage, et une détection de fin de découpe permet de maximiser la sécurité et l’efficacité du procédé de découpe d’un corps de propulseur permettant d’éviter d’altérer le contenu du corps de propulseur. Selon un cinquième aspect du procédé de découpe non débouchante, le corps de propulseur à découper peut présenter la forme d’un cylindre fermé à ses deux extrémités axiales par des capots bombés vers l’extérieur, le corps comprenant une paroi multicouche comportant un empilement de l’extérieur vers l’intérieur d’une couche de protection thermique externe, d’une couche en matériau composite, et d’une couche de protection thermique interne, et les capots bombés présentant en outre une peau en élastomère destinée à être au contact du carburant contenu dans le corps et séparée de la couche de protection thermique interne par un espace, et le procédé de découpe non débouchante peut comprendre une étape de centrage du chemin de découpe sur un capot bombé, la découpe étant réalisée jusqu’à ce qu’à ce que soit atteint l’espace séparant la peau en élastomère et la couche de protection thermique interne. Pour éviter que le contenu du propulseur ne soit altéré, en général le propergol, la découpe se doit d’être non débouchante. Et pour que la découpe soit suffisante pour retirer le capôt et permettre l’accès au propergol sans risquer d’altérer le propergol, la découpe s’arrête dans le bâillement, c’est-à-dire dans l’espace existant entre la peau en élastomère et la couche de protection interne qui est généralement également en élastomère. Le procédé selon l’invention fournit ainsi une solution permettant de découper seulement la protection thermique externe (PTE), la structure composite et la protection thermique interne (PTI) d’un corps de propulseur d’un véhicule aérospatial, sans venir altérer le propergol contenu à l’intérieur du propulseur. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. La , déjà présentée, présente schématiquement une vue en coupe d’un propulseur connu. La présente un logigramme d’un procédé de découpe non débouchante d’un corps de propulseur selon un mode de mise en œuvre de l’invention. Procédé de découpe non débouchante par jets d’eau d’un corps d’un propulseur d’un véhicule aérospatial, le procédé comprenant une pluralité de passages d’un jet d’eau à haute pression (210, 230) le long d’un même chemin de découpe parcourant le périmètre externe du corps de propulseur, le chemin de découpe décrivant un circuit en boucle fermée, et chaque passage de jet d’eau débutant depuis un point de départ situé sur le chemin de découpe et s’arrêtant juste après être repassé sur la localisation de départ, caractérisé en ce que le point de départ de chaque passage de jet d’eau à haute pression est différent des points de départ des autres passages de jet d’eau. Procédé de découpe non débouchante selon la revendication 1, dans lequel au moins le premier passage (210) de jet d’eau à haute pression utilise un jet d’eau abrasive. Procédé de découpe non débouchante selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel au moins le dernier passage (230) de jet d’eau à haute pression utilise un jet d’eau pure. Procédé de découpe non débouchante selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre à chaque passage d’un jet d’eau une étape de détection de fin de découpe (240). Procédé de découpe non débouchante selon la revendication 4, dans lequel l’étape de détection de fin de découpe (240) comprend l’application d’une force de traction sur une partie du corps de propulseur située d’un côté du chemin de découpe, et, si ladite partie tractée est déplacée par rapport à l’autre partie, une indication de fin de découpe (250). Procédé de découpe non débouchante selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le corps de propulseur à découper présente la forme d’un cylindre fermé à ses deux extrémités axiales par des capots bombés vers l’extérieur, le corps comprenant une paroi multicouche comportant un empilement de l’extérieur vers l’intérieur d’une couche de protection thermique externe, d’une couche en matériau composite, et d’une couche de protection thermique interne, et les capots bombés présentant en outre une peau en élastomère destinée à être au contact du carburant contenu dans le corps et séparée de la couche de protection thermique interne par un espace, et le procédé de découpe non débouchante comprend une étape de centrage (200) du chemin de découpe sur un capot bombé, la découpe étant réalisée jusqu’à ce qu’à ce que soit atteint l’espace séparant la peau en élastomère et la couche de protection thermique interne.