Brevet FR3135916A1 — publié le 20231201

Procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi et carter intermédiaire obtenu par ce procédé Un aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi pour turbomachine, comportant les étapes suivantes : fabrication par drapage d’au moins une première préforme, fabrication par drapage d’au moins une deuxième préforme, positionnement côte à côte de la première et de la deuxième préforme pour former un assemblage comportant une surface intérieure uniforme et une surface extérieure à relief, drapage de la surface intérieure de l’assemblage de sorte à consolider ledit assemblage, et co-cuisson de l’assemblage consolidé. Un autre aspect de l’invention concerne un carter intermédiaire auto-raidi pour turbomachine, obtenu par ce procédé. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 Procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi et carter intermédiaire obtenu par ce procédé DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne un procédé pour fabriquer de façon automatisée un carter intermédiaire auto-raidi pour turbomachine. Elle concerne également un carter intermédiaire auto-raidi obtenu par ce procédé. L’invention trouve des applications dans le domaine de l’aéronautique et, en particulier, dans le domaine de la fabrication de pièces composites à géométrie complexe comme certaines pièces de turbomachines. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Dans une turbomachine d’aéronef, tel qu’un turboréacteur à double corps, on désigne habituellement par « carter intermédiaire », un carter dont le moyeu est sensiblement agencé entre le carter du compresseur basse pression et le carter du compresseur haute pression. En effet, un turboréacteur comprend classiquement quatre carters extérieurs disposés, de l'amont vers l'aval, dans l'ordre suivant : le carter d'entrée d'air, le carter de soufflante (ou fan), le carter intermédiaire et le carter d'inverseur de poussée. Ces quatre carters forment la limite extérieure de la veine des gaz au sein du turboréacteur. Un exemple d’un tel turboréacteur, s'étendant selon l’axe central A, est représenté schématiquement sur la . Ce turboréacteur 10 comporte, de l'amont vers l'aval, le carter d'entrée d'air 11, qui forme l'entrée du turboréacteur, le carter de soufflante 12, qui est disposé autour des aubes de la soufflante 15, le carter intermédiaire 13, qui est relié à des bras radiaux 16 et supporte l'ensemble des rotors et stators du turboréacteur, et le carter d'inverseur de poussée 14 qui s'étend jusqu'à la sortie du turboréacteur. Le carter intermédiaire est une pièce structurelle globalement cylindrique, supportant une virole de carter intermédiaire, ou VCI. Le carter intermédiaire peut supporter également un ou plusieurs raidisseurs ayant des fonctions mécaniques. Certains raidisseurs peuvent, par exemple, former les bras radiaux et/ou permettre l’accroche d’équipement (comme une conduite ou un calculateur), voire former une cloison anti-feu. Un carter intermédiaire supportant une virole et/ou des raidisseurs est appelé « carter auto-raidi ». Classiquement, les carters auto-raidis sont des pièces métalliques usinées d’un seul tenant. Il a également été proposé des carters fabriqués en matériaux composites, par exemple par tissage 3D et moulage par injection de résine liquide (procédé connu sous le nom de RTM pour Resin Transfer Molding, en termes anglo-saxons). Les viroles et raidisseurs sont fabriqués séparément et assemblés par collage sur la structure de carter. Cependant, ces techniques de fabrication des carters auto-raidis sont coûteuses et complexes à mettre en œuvre car elles nécessitent un grand nombre d’opérations qui sont très peu automatisées. Il existe donc un réel besoin d’une technique automatisée permettant de fabriquer à moindre coût des carters auto-raidis. Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de complexité des techniques de fabrication des carters auto-raidis, le demandeur propose un procédé de fabrication d’un carter auto-raidi automatisé dans lequel plusieurs préformes composites sont assemblées et maintenues par drapage et co-cuisson de l’assemblage. On appelle « co-cuisson » le fait de cuire simultanément plusieurs préformes composites, fabriquées séparément et assemblées pour former une unique pièce soumise à la cuisson. Dans la suite de la description et les revendications, le terme « cuisson » sera compris comme une cuisson au sens propre, par exemple pour les matériaux comme les résines époxy qui doivent être cuites, ou une consolidation, par exemple pour les matériaux de type thermoplastiques qui nécessitent une consolidation. On appelle « préforme pré-imprégnée », un élément composite semi-fini comportant des fibres imprégnées de résine et mises en forme par moulage. Les préformes pré-imprégnées seront, dans la suite de la description, nommées simplement préformes. Dans la description qui suit, la notion d’intérieur et d’extérieur est définie en fonction du positionnement radial, par rapport à l’axe central A du turboréacteur. Ainsi, une surface intérieure est une surface plus proche de l’axe central A qu’une surface extérieure d’une même pièce. Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi pour turbomachine, comportant les étapes suivantes : fabrication par drapage d’au moins une première préforme, fabrication par drapage d’au moins une deuxième préforme, positionnement côte à côte de la première et de la deuxième préforme pour former un assemblage comportant une surface intérieure uniforme et une surface extérieure à relief, drapage de la surface intérieure de l’assemblage de sorte à consolider ledit assemblage, et co-cuisson de l’assemblage consolidé. Ce procédé permet une fabrication automatisée des carters intermédiaires auto-raidis, ce qui assure un gain en termes de coût, par rapport aux techniques actuelles, ainsi qu’une qualité homogène Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de fabrication selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : la première préforme comporte une section sensiblement en forme de U, une jambe amont de la section en U formant une bride de carter, une jambe aval de la section en U formant une portion d’un raidisseur. la deuxième préforme comporte une section sensiblement en forme de L, un bras de la section en L formant, avec la jambe aval de la section en U de la première préforme, le raidisseur. le drapage de la surface intérieure de l’assemblage comporte une section sensiblement en forme de L. le procédé comporte, entre l’étape c) d’assemblage et l’étape d) de drapage, une étape de pose d’un matériau de comblement pour combler un espace, sur la surface intérieure, entre la première préforme et la deuxième préforme. la première préforme, la deuxième préforme et le drapage sont sensiblement cylindriques. la première préforme, la deuxième préforme et le drapage sont partiellement cylindriques. le procédé comporte, en plus des étapes a) et b) de fabrication des première et deuxième préformes, une étape supplémentaire de fabrication d’au moins une troisième préforme, cette troisième préforme étant assemblée avec la première et la deuxième préforme au cours de l’étape c) d’assemblage. chaque préforme est constituée d’au moins deux secteurs préformés accolés. le procédé comporte, avant ou après l’étape d) de drapage, une étape de formation de plis localement, pour former au moins un raidisseur supplémentaire. Un deuxième aspect de l’invention concerne un carter intermédiaire auto-raidi pour turbomachine, obtenu par le procédé de fabrication tel que défini ci-dessus. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : La , déjà décrite, représente un turbomoteur comportant un carter intermédiaire selon l’état de la technique ; La représente, selon une vue en coupe schématique, une portion d’un carter intermédiaire auto-raidi selon l’invention ; La représente, selon une vue fonctionnelle, les étapes du procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi selon l’invention ; La représente, selon des vues en perspective simplifiées, les différentes préformes assemblées selon le procédé de fabrication de l’invention pour obtenir un exemple de secteur de carter intermédiaire auto-raidi ; La représente, selon une vue schématique en coupe, un exemple dimensionné de préformes de la ; et La représente, selon une vue schématique en coupe, un autre exemple de préformes assemblées selon le procédé de l’invention pour obtenir un autre exemple de carter intermédiaire auto-raidi. Procédé (200) de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi (100) pour turbomachine, comportant les étapes suivantes : fabrication (210) par drapage d’au moins une première préforme (P1), fabrication (220) par drapage d’au moins une deuxième préforme (P2), positionnement côte à côte (230) de la première et de la deuxième préforme (P1, P2) pour former un assemblage (P4) comportant une surface intérieure (Pi) uniforme et une surface extérieure (110e) à relief, drapage (240) de la surface intérieure (Pi) de l’assemblage de sorte à consolider ledit assemblage, et co-cuisson (250) de l’assemblage consolidé. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première préforme (P1) comporte une section sensiblement en forme de U, une jambe amont (122) de la section en U formant une bride de carter (120), une jambe aval (123) de la section en U formant une portion d’un raidisseur (130). Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième préforme (P2) comporte une section sensiblement en forme de L, un bras (132) de la section en L formant, avec la jambe aval (123) de la section en U de la première préforme, le raidisseur (130). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le drapage (P3) de la surface intérieure de l’assemblage (P4) comporte une section sensiblement en forme de L. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte, entre l’étape c) d’assemblage et l’étape d) de drapage, une étape de pose d’un matériau de comblement pour combler un espace, sur la surface intérieure (Pi), entre la première préforme et la deuxième préforme. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première préforme (P1), la deuxième préforme (P2) et le drapage (P3) sont sensiblement cylindriques. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première préforme (P1), la deuxième préforme (P2) et le drapage (P3) sont partiellement cylindriques. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte, en plus des étapes a) et b) de fabrication des première et deuxième préformes, une étape supplémentaire de fabrication d’au moins une troisième préforme (P6, P7), cette troisième préforme étant assemblée avec la première et la deuxième préforme au cours de l’étape c) d’assemblage. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque préforme (P1, P2) est constituée d’au moins deux secteurs préformés accolés. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte, avant ou après l’étape d) de drapage, une étape de formation de plis localement, pour former au moins un raidisseur supplémentaire (135). Carter intermédiaire auto-raidi (100) pour turbomachine, caractérisé en ce qu’il est obtenu par le procédé de fabrication (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.