Brevet FR3124494A1 — publié le 20221230

Procédé de remplissage d’un circuit fermé (2) d’un aéronef (3), le circuit (2) contenant un fluide, le procédé étant réalisé au moyen d’un ensemble (1) comprenant au moins le circuit fermé (2) et un réservoir (5) indépendant du circuit (2), le réservoir (5) contenant du fluide destiné au remplissage du circuit (2), le procédé comprenant chronologiquement les étapes consistant à : a) déterminer la masse de fluide du circuit M FC lorsque le fluide est au repos ; b) comparer la masse de fluide du circuit M FC déterminée à l’étape a) avec une masse de fluide de référence M FR prédéterminée pour le circuit (2) ; c) remplir le circuit (2) de fluide jusqu’à ce que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR , si la comparaison réalisée à l’étape b) indique que la masse de fluide du circuit M FC est inférieure à la masse de fluide de référence M FR . Figure pour l'abrégé : 1 PROCEDE DE REMPLISSAGE D’UN CIRCUIT FERME D’UN AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de remplissage d’un circuit fermé d’un aéronef et à un ensemble destiné à la mise en œuvre de ce procédé. Arrière-plan technique Un aéronef comprend différents circuits fermés contenant chacun un fluide destiné à remplir une fonction prédéterminée. On entend par « circuit fermé », un circuit dans lequel le fluide revient à son point de départ, et autrement dit un circuit dans lequel le fluide circule en boucle fermée. Les circuits de refroidissement (ou boucles de refroidissement) sont par exemple des circuits fermés dans lesquels circulent des fluides caloporteurs. De tels fluides caloporteurs sont utilisés pour transporter ou évacuer de la chaleur. Au fil du temps et des heures de fonctionnement, la quantité de fluide contenue dans ces circuits diminue. C’est pourquoi des opérations de maintenance régulières sont planifiées afin de les remplir. Des remplissages réguliers sont primordiaux pour permettre aux circuits de fonctionner efficacement. Chaque circuit fermé comprend généralement des repères visuels (ou graduations) au niveau de l’orifice de remplissage, par exemple les repères « min » et « max ». Ces repères visuels permettent de guider l’opérateur sur la quantité de fluide à introduire dans le circuit. En effet, l’opérateur en charge du remplissage introduit du fluide dans le circuit jusqu’à ce que le niveau de fluide dans le circuit soit compris entre les repères « min » et « max ». Un tel remplissage n’est pas optimal. En effet, les fluides contenus dans ces circuits sont sensibles au milieu ambiant dans lequel se déroule le remplissage, et notamment à la température et à la pression atmosphérique du milieu ambiant. A titre d’exemple, la masse volumique d’un fluide varie significativement selon sa température, sa température dépendant bien évidement de la température du milieu ambiant dans lequel se déroule le remplissage. Ainsi, à volume égal, la masse de fluide embarquée dans le circuit à la suite du remplissage varie d’un milieu ambiant à un autre. Une masse de fluide embarquée trop importante représente une masse supplémentaire qui est bien évidement néfaste au rendement de l’aéronef. Une masse de fluide embarquée trop importante peut également être à l’origine d’une surpression au sein du circuit qui est généralement pressurisé en fonctionnement. En effet, l’aéronef peut être amené à effectuer des vols entre deux milieux extrêmes opposés, par exemple d’un milieu froid où le circuit a été rempli à un milieu chaud. Dans l’exemple précité, le fluide va se dilater significativement au cours du vol, et éventuellement générer une surpression au sein du circuit lorsqu’il est en excédent. Cette possible surpression oblige les avionneurs/motoristes à surdimensionner le circuit en conséquence, de manière à ce qu’il résiste dans le cas où il serait confronté à une telle surpression, au détriment notamment de la masse et de l’encombrent du circuit. A l’inverse, une masse de fluide embarquée trop faible représente un risque de pressurisation insuffisante du circuit, et donc une possible vaporisation du fluide. Cette vaporisation peut être néfaste pour certains équipements du circuit. Les inconvénients précités sont d’autant plus pénalisants lorsque le fluide présente un coefficient de dilatation élevé. L’objectif de la présente invention est donc d’apporter une solution simple, efficace et économique permettant de répondre à la problématique précitée. L’invention propose ainsi un procédé de remplissage d’un circuit fermé d’un aéronef, le circuit contenant un fluide, le circuit comprenant au moins un vase d’expansion, le procédé étant réalisé au moyen d’un ensemble comprenant au moins le circuit fermé et un réservoir indépendant du circuit, le réservoir contenant du fluide destiné au remplissage du circuit, le procédé comprenant chronologiquement les étapes consistant à : a) déterminer la masse de fluide du circuit M FC lorsque le fluide est au repos ; b) comparer la masse de fluide du circuit M FC déterminée à l’étape a) avec une masse de fluide de référence M FR prédéterminée pour le circuit ; c) remplir le circuit de fluide jusqu’à ce que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR , si la comparaison réalisée à l’étape b) indique que la masse de fluide du circuit M FC est inférieure à la masse de fluide de référence M FR . Un tel procédé de remplissage permet d’embarquer à chaque remplissage une même masse de fluide correspondant à la masse de fluide de référence M FR , la masse de fluide embarquée n’étant ainsi plus dépendante du milieu ambiant dans lequel se déroule le remplissage. Le risque d’embarquer une masse excédentaire ou insuffisante au remplissage est ainsi écarté, ce qui est bien évidement favorable au rendement de l’aéronef. Un tel procédé de remplissage permet de dimensionner le circuit sur la base de la masse de fluide de référence M FR , il n’est ainsi pas nécessaire de surdimensionner le circuit pour faire face à d’éventuelles surpressions, au bénéfice notamment de la masse et de l’encombrent du circuit. La masse de fluide de référence M FR est une masse de fluide prédéterminée, optimisée et propre à chaque circuit. Cette masse de fluide de référence M FR représente la masse de fluide qu’il faut atteindre dans la circuit à l’issue du remplissage. Cette masse de fluide de référence M FR est définie pour permettre notamment un fonctionnement efficace du circuit durant un laps de temps prédéterminé (équivalent par exemple au laps de temps entre deux opérations de maintenance). Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - l’étape a) comprend les sous-étapes consistant à : a1) mesurer la pression statique du fluide P SF en un point de mesure i du circuit ; a2) mesurer la pression atmosphérique ambiante P AA ; a3) mesurer la température du fluide du circuit T FC ; a4) déterminer la masse de fluide du circuit M FC à partir de la pression statique du fluide P SF qui est mesurée à l’étape a1), de la pression atmosphérique ambiante P AA qui est mesurée à l’étape a2) et de la température du fluide du circuit T FC qui est mesurée à l’étape a3) ; - l’étape c) comprend les sous-étapes consistant à : c1) mesurer la température du fluide du réservoir T FR ; c2) déterminer une pression statique de référence P SR au point de mesure i à partir de la masse de fluide de référence M FR , de la pression atmosphérique ambiante P AA qui est mesurée à l’étape a2), de la température du fluide du circuit T FC qui est mesurée à l’étape a3) et de la température du fluide du réservoir T FR qui est mesurée à l’étape c1) ; c3) remplir le circuit de fluide jusqu’à ce que la pression statique du fluide P SF au point de mesure i soit égale à la pression statique de référence P SR au point de mesure i qui est déterminée à l’étape c2), de sorte que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR ; - la pression statique de référence P SR au point de mesure i est égale à la somme de la pression hydrostatique de référence P HR au point de mesure i et de la pression atmosphérique ambiante P AA , la pression hydrostatique de référence P HR au point de mesure i étant déterminée à partir de la formule suivante : [Math. 1] P HR = ρ MP x g x h FR où ρ MP est la masse volumique moyenne du fluide du circuit ρ FC et du fluide du réservoir ρ FR qui est pondérée au prorata de la masse que représente le fluide du circuit et le fluide du réservoir dans le circuit pour obtenir la masse de fluide de référence M FR , g est l’accélération de la pesanteur du milieu ambiant, et h FR est la hauteur de fluide de référence dans le circuit pour la masse de fluide de référence M FR à une température moyenne T MP du fluide du circuit T FC et du fluide du réservoir T FR qui est pondérée au prorata de la masse que représente le fluide du circuit et le fluide du réservoir dans le circuit pour obtenir la masse de fluide de référence M FR ; - le procédé comprend une étape d) consistant à vidanger le circuit jusqu’à ce que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR , si la comparaison réalisée à l’étape b) indique que la masse de fluide du circuit M FC est supérieure à la masse de fluide de référence M FR ; - le circuit fermé est une boucle de refroidissement contenant un fluide caloporteur. La présente invention concerne également un ensemble destiné à la mise en œuvre du procédé tel que décrit précédemment, l’ensemble comprenant : - un circuit fermé contenant un fluide, le circuit comprenant au moins un vase d’expansion; - un réservoir indépendant du circuit, le réservoir contenant du fluide destiné au remplissage du circuit ; - un système de remplissage comprenant au moins une pompe configurée pour transférer du fluide entre le réservoir et le circuit ; - un dispositif de commande configuré pour commander le système de remplissage ; - au moins une première conduite connectée à la fois au système de remplissage et au réservoir ; - au moins une seconde conduite connectée à la fois au système de remplissage et au circuit ; - un premier capteur de pression mesurant la pression statique du fluide P SF en un point de mesure i du circuit ; - un second capteur de pression mesurant la pression atmosphérique ambiante P AA ; - un premier capteur de température mesurant la température du fluide du circuit T FC ; - un second capteur de température mesurant la température du fluide du réservoir T FR ; le réservoir, le système de remplissage et la première conduite faisant partie d’un équipement aéroportuaire, et le circuit fermé faisant partie d’un aéronef. L’ensemble selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - le circuit fermé comprend au moins un échangeur thermique configuré pour permettre un transfert d’énergie thermique entre le fluide du circuit fermé et un second fluide d’un second circuit ; - le circuit fermé fait partie d’un groupe propulsif de l’aéronef ; - le circuit fermé se trouve dans une nacelle du groupe propulsif ; - le circuit fermé est une boucle de refroidissement contenant un fluide caloporteur. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue schématique d’un ensemble selon un premier mode de réalisation de l’invention ; la est une vue schématique d’un ensemble selon un second mode de réalisation de l’invention. Procédé de remplissage d’un circuit fermé (2) d’un aéronef (3), le circuit (2) contenant un fluide, le circuit (2) comprenant au moins un vase d’expansion (4), le procédé étant réalisé au moyen d’un ensemble (1) comprenant au moins le circuit fermé (2) et un réservoir (5) indépendant du circuit (2), le réservoir (5) contenant du fluide destiné au remplissage du circuit (2), le procédé comprenant chronologiquement les étapes consistant à : a) déterminer la masse de fluide du circuit M FC lorsque le fluide est au repos ; b) comparer la masse de fluide du circuit M FC déterminée à l’étape a) avec une masse de fluide de référence M FR prédéterminée pour le circuit (2) ; c) remplir le circuit (2) de fluide jusqu’à ce que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR , si la comparaison réalisée à l’étape b) indique que la masse de fluide du circuit M FC est inférieure à la masse de fluide de référence M FR . Procédé de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape a) comprend les sous-étapes consistant à : a1) mesurer la pression statique du fluide (P SF ) en un point de mesure (i) du circuit (2) ; a2) mesurer la pression atmosphérique ambiante (P AA ) ; a3) mesurer la température du fluide du circuit (T FC ) ; a4) déterminer la masse de fluide du circuit M FC à partir de la pression statique du fluide (P SF ) qui est mesurée à l’étape a1), de la pression atmosphérique ambiante (P AA ) qui est mesurée à l’étape a2) et de la température du fluide du circuit (T FC ) qui est mesurée à l’étape a3). Procédé de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’étape c) comprend les sous-étapes consistant à : c1) mesurer la température du fluide du réservoir (T FR ) ; c2) déterminer une pression statique de référence P SR au point de mesure (i) à partir de la masse de fluide de référence M FR , de la pression atmosphérique ambiante (P AA ) qui est mesurée à l’étape a2), de la température du fluide du circuit (T FC ) qui est mesurée à l’étape a3) et de la température du fluide du réservoir (T FR ) qui est mesurée à l’étape c1) ; c3) remplir le circuit (2) de fluide jusqu’à ce que la pression statique du fluide (P SF ) au point de mesure (i) soit égale à la pression statique de référence P SR au point de mesure (i) qui est déterminée à l’étape c2), de sorte que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR . Procédé de remplissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pression statique de référence P SR au point de mesure (i) est égale à la somme de la pression hydrostatique de référence P HR au point de mesure (i) et de la pression atmosphérique ambiante (P AA ), la pression hydrostatique de référence P HR au point de mesure (i) étant déterminée à partir de la formule suivante : [Math. 1] P HR = ρ MP x g x h FR où ρ MP est la masse volumique moyenne du fluide du circuit ρ FC et du fluide du réservoir ρ FR qui est pondérée au prorata de la masse que représente le fluide du circuit et le fluide du réservoir dans le circuit (2) pour obtenir la masse de fluide de référence M FR , g est l’accélération de la pesanteur du milieu ambiant, et h FR est la hauteur de fluide de référence dans le circuit (2) pour la masse de fluide de référence M FR à une température moyenne T MP du fluide du circuit (T FC ) et du fluide du réservoir (T FR ) qui est pondérée au prorata de la masse que représente le fluide du circuit et le fluide du réservoir dans le circuit (2) pour obtenir la masse de fluide de référence M FR . Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d) consistant à vidanger le circuit (2) jusqu’à ce que la masse de fluide du circuit M FC soit égale à la masse de fluide de référence M FR , si la comparaison réalisée à l’étape b) indique que la masse de fluide du circuit M FC est supérieure à la masse de fluide de référence M FR . Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit fermé (2) est une boucle de refroidissement contenant un fluide caloporteur. Ensemble (1) destiné à la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 6, l’ensemble (1) comprenant : - un circuit fermé (2) contenant un fluide, le circuit (2) comprenant au moins un vase d’expansion (4); - un réservoir (5) indépendant du circuit (2), le réservoir (5) contenant du fluide destiné au remplissage du circuit (2) ; - un système de remplissage (6) comprenant au moins une pompe (7) configurée pour transférer du fluide entre le réservoir (5) et le circuit (2) ; - un dispositif de commande (8) configuré pour commander le système de remplissage (6) ; - au moins une première conduite (9) connectée à la fois au système de remplissage (6) et au réservoir (5) ; - au moins une seconde conduite (10) connectée à la fois au système de remplissage (6) et au circuit (2) ; - un premier capteur de pression (11) mesurant la pression statique du fluide (P SF ) en un point de mesure (i) du circuit (2) ; - un second capteur de pression (12) mesurant la pression atmosphérique ambiante (P AA ) ; - un premier capteur de température (13) mesurant la température du fluide du circuit (T FC ) ; - un second capteur de température (14) mesurant la température du fluide du réservoir (T FR ) ; le réservoir (5), le système de remplissage (6) et la première conduite (9) faisant partie d’un équipement aéroportuaire (15), et le circuit fermé (2) faisant partie d’un aéronef (3). Ensemble (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit fermé (2) comprend au moins un échangeur thermique configuré pour permettre un transfert d’énergie thermique entre le fluide du circuit fermé (2) et un second fluide d’un second circuit. Ensemble (1) selon l’une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le circuit fermé (2) fait partie d’un groupe propulsif de l’aéronef (3). Ensemble (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit fermé (2) se trouve dans une nacelle du groupe propulsif. Ensemble (1) selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le circuit fermé (2) est une boucle de refroidissement contenant un fluide caloporteur.