Brevet FR3127522A1 — publié le 20230331

L’invention concerne un procédé de préparation (300) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied caractérisé en ce qu’il comprend : une première étape (310) de positionnement sur une paroi latérale (122) du pied (121) d’aube (12) d’une couche anti-usure (220) comportant des fibres synthétiques revêtues ou imprégnées d’un agent collant ; une deuxième étape (320) de polymérisation de l’agent collant de sorte que ladite couche anti-usure (200) adhère la paroi latérale (122) du pied (121) d’aube (12) ; une troisième étape (330) d’usinage d’une surface extérieure libre (210a) de ladite couche anti-usure destinée à être en contact avec le support (10) de pied, de manière à obtenir une surface extérieure rectifiée (210b). Figure de l’abrégé : Figure 1. PROCEDE DE PREPARATION D’UN PIED D’UNE AUBE DE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de la préparation d’un pied d’aube de turbomachine en vue de son montage dans un support de pied. L’invention concerne plus particulièrement la préparation et le montage d’une aube de soufflante dans un disque de soufflante d’une turbomachine. L’invention concerne également une aube de turbomachine obtenue par un tel procédé ainsi qu’un ensemble rotor d’une turbomachine. ARRIERE PLAN TECHNIQUE Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz (de l'amont vers l'aval) à travers une turbomachine. On appelle également « axe de la turbomachine » ou « axe moteur », l'axe de rotation d’un rotor de la turbomachine. La direction axiale correspond à la direction de l'axe de la turbomachine et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe de la turbomachine et coupant cet axe. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe de la turbomachine, et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe. Sauf précision contraire, les adjectifs « intérieur », « interne », « extérieur », « externe » sont utilisés dans la présente demande en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe de la turbomachine que la partie extérieure du même élément. De façon classique, une turbomachine comporte d’amont en aval, c’est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion, une ou plusieurs turbines, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant de la ou des turbines. Dans un système de rotor (i.e. un ensemble solidaire du rotor), les aubes (mobiles) sont fixées sur un disque de rotor par des systèmes d’attache, il peut s’agir d’attache brochée rectiligne ou curviligne, marteau, ou sapin. On peut décrire ces systèmes d’attache comme étant des dispositifs où les pieds d’aube forment les parties mâles du système et sont retenus radialement dans les parties femelles du système, ménagées à la périphérie extérieure du disque et communément dénommées alvéoles. Lors de la mise en rotation du rotor, les aubes sont soumises principalement aux efforts centrifuges ainsi qu’aux efforts aérodynamiques axiaux et les pieds d’aube viennent se plaquer en butée contre les parties du disque bordant l’ouverture extérieure des alvéoles, sous l’effet des efforts centrifuges. Les surfaces des pieds d’aube et du disque, en butée l’une contre l’autre, sont communément dénommées « portées ». Ces portées sont soumises à une pression (résultant desdits efforts, appliqués sur la surface de ces portées). On peut estimer que cette pression dépend en première approximation du carré de la vitesse de rotation du rotor. On comprend donc que les variations de vitesse de rotation du rotor au cours du cycle de fonctionnement de la turbomachine : de l’arrêt au plein gaz, en passant par les régimes particuliers intermédiaires induisent des variations de pression aux niveaux des portées définies précédemment. Ces variations de pressions associées aux déformations élastiques des pièces en contact provoquent des mouvements relatifs entre pied d’aube et disque. Ces mouvements relatifs, appelés glissement ou séparation selon leur nature, induisent des phénomènes d’usure des portées des aubes ou du disque lorsqu’ils sont répétés. On peut également attribuer aux mouvements dynamiques des aubes à un régime de rotation donné (réponses des aubes à des sollicitations alternées de nature harmonique ou transitoire) une contribution dans le phénomène d’usure desdites portées. Or, ces phénomènes d’usure sont pénalisants pour la durée de vie de la turbomachine. Des solutions dites "anti-usures", c’est-à-dire retardant l’apparition de l’usure aux interfaces de contact, peuvent être adoptées, parmi lesquelles des solutions basées sur l’introduction d’un troisième corps, appelé clinquant, entre les pieds d’aubes et le disque. Ce clinquant permet, notamment, de doubler les interfaces de contact (on passe d’une interface aube/disque à deux interfaces aube/clinquant et clinquant/disque) et de réduire les mouvements relatifs entre les pièces en contact, et de réduire par la même les usures en fonctionnement. Un exemple de clinquant connu, du type précité, est décrit dans le document FR 2890684. Ce clinquant est réalisé entièrement en métal, il s’agit d’une feuille métallique pliée de façon appropriée. Une alternative au clinquant, décrite dans le document FR2890126 consiste à introduire comme troisième corps un film « anti-usure » non métallique comportant des fibres résistantes imprégnées de résine au niveau de l’interface de contact aube/disque. Certaines des aubes sont réalisées en matériau composite, mais leur état de surface n’est pas suffisamment plat et il n’est pas (ou très difficilement) possible d’usiner ces portées sans dégrader et/ou altérer les fibres. Le revêtement qui protègent le composite de l’usure est cher, sa gamme de pose génère souvent des non-conformités (en localisation) et ne permet pas de complètement résoudre le problème de l’état de surface. Cela induit des couts supplémentaires (réparations, en usine,…). Ces solutions ne sont pas donc entièrement satisfaisantes. Un but de l’invention est de proposer une solution alternative aux solutions de l’état de la technique, plus efficace que les solutions décrites précédemment, en termes de prestation « anti-usure », de manière à mieux protéger les portées des aubes et du disque et permettant de garantir une planéité satisfaisante. Ainsi, l’invention cherche à proposer un procédé de préparation d’un pied d’aube pour le montage d’une aube de turbomachine en matériau composite dans un support de pied, par exemple une alvéole de disque rotor afin d’améliorer la tenue mécanique des pièces à la pression de contact, tout en permettant une mise en œuvre très facile et rapide de ce procédé. A cette fin, l’invention a pour objet un procédé de préparation d’un pied d’aube pour le montage d’une aube de turbomachine en matériau composite dans un support de pied caractérisé en ce qu’il comprend : une première étape de positionnement sur une paroi latérale du pied d’aube d’une couche anti-usure comportant des fibres synthétiques revêtues ou imprégnées d’un agent collant ; une deuxième étape de polymérisation de l’agent collant de sorte que ladite couche anti-usure adhère la paroi latérale du pied d’aube ; une troisième étape d’usinage d’une surface extérieure libre (de ladite couche anti-usure destinée à être en contact avec le support de pied, de manière à obtenir une surface extérieure rectifiée. Avantageusement, l’étape d’usinage permet de diminuer l’épaisseur de la couche anti-usure de manière à passer d’une épaisseur initiale (e i ) à une épaisseur finale (e f ), l’épaisseur initiale correspondant à l’épaisseur de la couche anti-usure lors de l’étape de positionnement. Avantageusement, l’épaisseur initiale de la couche anti-usure (200) est supérieure à 1 millimètre. Ainsi, la couche anti-usure est suffisamment épaisse pour être manipulée facilement et présente suffisamment de matière pour être rectifiée de manière à obtenir une épaisseur finale de l’ordre de quelques dixièmes de millimètres. Avantageusement, l’étape d’usinage est réalisée en prenant comme référentiel d’usinage de la surface extérieure libre de ladite couche anti-usure, le référentiel d’usinage du pied d’aube. Avantageusement, la couche anti-usure comporte au moins un pli tissé de fibres synthétiques, par exemple de fibres de verre. Avantageusement, avant le positionnement de la couche anti-usure, les fibres synthétiques de celle-ci sont pré-enduites d’un agent collant, en surface ou en masse. De préférence, l’agent collant est une colle thermo polymérisable. Avantageusement, l’étape de polymérisation de l’agent collant est réalisée en plaçant l’ensemble comprenant au moins le pied d’aube et la couche anti-usure dans un autoclave porté à une température permettant la polymérisation de l’agent collant, pendant une durée minimale prédéterminée. Selon une variante de réalisation du procédé selon l’invention, le pied d’aube peut être revêtu d’un clinquant métallique. Dans ce cas, la couche anti-usure est positionnée sur une surface du clinquant destinée à être en contact avec le support de pied. L’invention a également pour objet un procédé de montage du pied d’aube de turbomachine dans un support de pied comportant une étape de préparation selon le procédé de l’invention. L’invention a également pour objet un procédé de réparation d’un pied d’aube de turbomachine consistant à retirer, partiellement ou totalement, un organe anti-usure endommagé et de préparer le pied d’aube selon le procédé de l’invention. Ainsi, le procédé de préparation selon l’invention est tout à la fois intégrable dans un procédé de montage d’un pied d’aube de turbomachine ainsi que pour la réparation des portées du pied d’aube. L’invention a également pour objet une aube de turbomachine présentant un organe anti-usure avec une surface rectifiée permettant d’être plus efficace que les solutions de l’état de la technique, en termes de prestation « anti-usure », de planéité, de manière à mieux protéger les portées des aubes et du disque. Ce but est atteint par le fait que le pied de l’aube comporte au niveau d’une portée au moins une couche anti-usure comportant des fibres synthétiques et présentant une surface extérieure rectifiée. Ainsi, l’état de surface, et notamment la planéité, de la surface extérieure destinée à venir en contact avec la portée du support de pied est améliorée et maitrisée. En effet, une amélioration de l’état de surface et notamment de la planéité des portées permet d’améliorer la tenue mécanique des interfaces vis à vis des sollicitions précitées au niveau des interfaces aube/disque. L’invention a également pour objet un ensemble de rotor de turbomachine comportant un disque de rotor présentant sur sa périphérie externe des alvéoles et une pluralité d’aubes selon l’invention fixées par leur pied dans lesdites alvéoles. L’invention a également pour objet une turbomachine comportant un ensemble de rotor selon l’invention. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. La représente une vue en coupe transversale partielle d’une aube de soufflante montrant le montage du pied de l’aube dans une alvéole d’un disque rotor, l’aube étant soumise aux efforts centrifuges. La est un schéma synoptique illustrant les principales étapes du procédé de préparation du pied selon l’invention. La une vue schématique en coupe transversale partielle du pied d’une aube de soufflante selon la première étape du procédé selon l’invention. La est une vue schématique en coupe transversale partielle du pied d’une aube de soufflante selon la troisième étape du procédé selon l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Procédé de préparation (300) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied caractérisé en ce qu’il comprend : une première étape (310) de positionnement sur une paroi latérale (122) du pied (121) d’aube (12) d’une couche anti-usure (220) comportant des fibres synthétiques revêtues ou imprégnées d’un agent collant ; une deuxième étape (320) de polymérisation de l’agent collant de sorte que ladite couche anti-usure (200) adhère la paroi latérale (122) du pied (121) d’aube (12) ; une troisième étape (330) d’usinage d’une surface extérieure libre (210a) de ladite couche anti-usure destinée à être en contact avec le support (10) de pied, de manière à obtenir une surface extérieure rectifiée (210b). Procédé de préparation (300) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la troisième étape (330) d’usinage diminue l’épaisseur de la couche anti-usure (200) de manière à passer d’une épaisseur initiale (e i ) à une épaisseur finale (e f ), l’épaisseur initiale (e i ) de la couche anti-usure (200) correspondant à l’épaisseur de la couche anti-usure lors de l’étape de positionnement (310). Procédé de préparation (300) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’épaisseur initiale (e i ) de la couche anti-usure (200) est supérieure à 1 millimètre. Procédé de préparation (200) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième étape (330) d’usinage est réalisée en prenant comme référentiel d’usinage de la surface extérieure libre (210a) de ladite couche anti-usure, le référentiel d’usinage du pied (121) d’aube (12). Procédé de préparation (200) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche anti-usure (200) comporte au moins un pli tissé de fibres synthétiques. Procédé de préparation (300) d’un pied (121) d’aube (12) pour le montage d’une aube (12) de turbomachine en matériau composite dans un support (10) de pied selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche anti-usure (200) comporte au moins un pli tissé de fibres de verre. Procédé de réparation d’un pied (121) d’aube (12) de turbomachine en matériau composite, consistant à retirer, partiellement ou totalement, un organe anti-usure endommagé et à préparer le pied d’aube selon le procédé de préparation (300) selon l’une des revendications 1 à 6. Aube (12) de turbomachine en matériau composite comportant un pied (121) préparé selon le procédé de préparation (300) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le pied (121) comporte au niveau d’une paroi latérale (122) une couche anti-usure (200) avec une surface rectifiée comportant des fibres synthétiques et présentant une surface extérieure rectifiée.