Brevet FR3136281A1 — publié le 20231208

L’invention concerne une éprouvette (1) de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, l’éprouvette (1) étant réalisée en matériau composite à base d’un renfort fibreux (3) tissé et noyé dans une matrice (6) organique ou polymérique, l’éprouvette (1) comprenant en outre au moins un support d’identification (2) de l’éprouvette qui est non métallique et qui est agencé dans le matériau composite, le support d’identification (2) étant du type radio-identification, étant placé à distance du renfort fibreux (3) et localisé dans une surépaisseur (SE) de matrice entourant le renfort fibreux (3). Figure pour l'abrégé : Figure 1 EPROUVETTE DE CARACTERISATION POUR UNE PIECE DE TURBOMACHINE ET PROCEDE DE FABRICATION CORRESPONDANT Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine des essais de caractérisation de pièces en matériau composite, et en particulier des éprouvettes de caractérisation de pièces de turbomachine de manière à étudier leurs comportements et propriétés sous certaines sollicitations. L’invention vise également le procédé de fabrication d’une telle éprouvette de caractérisation. Arrière-plan technique Les turbomachines sont équipées depuis plusieurs années de diverses pièces en matériau composite dans le but d’améliorer leurs capacités de résistances thermomécaniques et de réduire leurs masses. Les matériaux composites à matrice organique (siglé CMO) qui comprennent un renfort fibreux réalisé par un tissage et noyé dans une matrice organique, permettent par exemple la fabrication d’aubes de soufflante ou des carters de soufflante. Les pièces de turbomachine en matériau composite évoluent dans des environnements contraignants qui peuvent accélérer l’usure de celles-ci. Des tests ou essais sont réalisés régulièrement sur des échantillons ou éprouvettes de ces pièces de turbomachine afin de vérifier leur durée de vie et propriétés mécaniques et/ou thermiques sous certaines sollicitations. Les éprouvettes utilisent divers renforts fibreux avec des tailles différentes, des motifs différents et des matériaux différents. De manière générale, les éprouvettes se présentent sous la forme de plaques ou panneaux qui sont découpées en plusieurs morceaux et qui peuvent être stockées pendant de nombreuses années dans des armoires de « bibliothèques ». En effet, ces éprouvettes qui ont déjà été testées peuvent faire l’objet d’essais supplémentaires ultérieurs suite à un évènement survenant par exemple sur une configuration certifiée. Les pièces de turbomachine peuvent rarement ou pas du tout être utilisées ou faire l’objet de prélèvement pour réaliser ces essais, d’où le stockage de ces éprouvettes et leurs utilisations ultérieures. Ces éprouvettes ne sont pas répertoriées correctement dans les armoires et dans les bases de données ce qui implique une recherche chronophage par les opérateurs. La recherche se fait dans la plupart des cas visuellement. L’invention a pour but d’éviter les inconvénients précités. L’objectif de l’invention est de fournir une solution optimale permettant de retrouver rapidement et facilement des éprouvettes de caractérisation tout en étant économique. L’invention concerne une éprouvette de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, l’éprouvette étant réalisée en matériau composite à base d’un renfort fibreux tissé et noyé dans une matrice organique ou polymérique, l’éprouvette comprenant en outre au moins un support d’identification de l’éprouvette qui est non métallique et qui est agencé dans le matériau composite, le support d’identification étant du type radio-identification, étant placé à distance du renfort fibreux et localisé dans une surépaisseur de matrice entourant le renfort fibreux. Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, grâce au support d’identification, une telle configuration permet, d’une part de localiser rapidement et facilement l’éprouvette de caractérisation dans une bibliothèque contenant plusieurs de ces éprouvettes dont les dimensions et formes sont similaires voire quasi identiques, et d’autre part de réaliser une traçabilité de l’éprouvette de caractérisation. Les supports d’identification de type RFID radio identification sont largement répandus dans le commerce ce qui induit une grande disponibilité et approvisionnement de ceux-ci et un coût moindre. La performance de la chaine d’identification dépend fortement de l’environnement dans lequel le support est placé et de comment ce support est conçu. Ce support d’identification non métallique étant d’une très faible épaisseur et étant placé dans la surépaisseur de la matrice, cela permet d’augmenter la distance entre le renfort fibreux et celui-ci. De même, le fait que le support d’identification soit disposé dans la matrice permet de préserver l’intégrité physique de celle-ci en la protégeant de l’environnement extérieur et de son décollement par exemple de la surface de l’éprouvette. L’éprouvette selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la surépaisseur de matrice mesurée entre une couche externe du renfort fibreux et une surface externe de l’éprouvette est comprise entre 1 et 10 mm. - le support d’identification présente une épaisseur comprise entre 0.01 mm et 0.5, et de préférence 0.2 mm. - le support d’identification est configuré pour fonctionner à une fréquence comprise entre 860 MHz et 930 MHz. - l’éprouvette comprend plusieurs supports d’identification qui sont disposés à des extrémités ou bordures opposées de l’éprouvette. - l’éprouvette présente un élément de positionnement non conducteur qui est disposé contre la couche externe du renfort fibreux et qui porte au moins un support d’identification. - l’éprouvette présente une forme parallélépipédique et en ce que des supports d’identification sont agencés au niveau de chaque extrémité ou coin de l’éprouvette. - les supports d’identification sont identiques et comprennent des références d’identification identiques. - les supports d’identification présentent chacune une référence d’identification, chaque référence d’identification comprenant un numéro principal identique et un numéro secondaire différent, unique. - les fibres du renfort fibreux sont en carbone. - la matrice organique ou polymérique est une résine thermodurcissable ou thermoplastique. La présente invention concerne encore un procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation telle que susmentionnée, le procédé comprenant les étapes de : - fourniture du renfort fibreux, - fourniture d’au moins un support d’identification, - mise en place du renfort fibreux et du support d’identification dans un moule, le support d’identification étant disposé à distance du renfort fibreux, - injection d’une matrice dans le moule de façon à noyer simultanément le renfort fibreux et le support d’identification, et - densification de manière à densifier la matrice et le support d’identification dans la surépaisseur de la matrice. Le procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ou étapes suivantes, considérées indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - le procédé comprend une étape d’insertion d’un élément de positionnement non conducteur entre le renfort fibreux et le moule, l’élément de positionnement portant le support d’identification et étant disposé contre le renfort fibreux. - l’élément de positionnement comprend une mousse, un clip, un ressort, une rondelle ou un bloc. - le support d’identification s’éloigne du renfort fibreux pendant le remplissage du moule avec la résine. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la est une représentation schématique et en perspective d’un exemple d’éprouvette de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine, l’éprouvette comprenant des moyens d’identification selon l’invention; - la est une représentation schématique et en perspective d’un exemple de renfort fibreux pour une éprouvette de caractérisation en matériau composite selon l’invention ; - la est une représentation schématique et en coupe d’un exemple d’éprouvette de caractérisation selon l’invention ; - la montre sous forme d’organigramme les différentes étapes d’un procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation selon l’invention; - la représente une étape d’agencement d’un support d’identification dans un moule d’injection selon un mode de réalisation de l’invention; - la est une représentation schématique d’une étape de lecture d’un moyen d’identification d’une éprouvette de caractérisation rangée avec plusieurs éprouvettes de caractérisation selon l’invention ; - la est un exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention ; - la est un autre exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention ; - la est un autre exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention ; et - la est encore un autre exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention. Eprouvette (1) de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, l’éprouvette (1) étant réalisée en matériau composite à base d’un renfort fibreux (3) tissé et noyé dans une matrice (6) organique ou polymérique, l’éprouvette (1) comprenant en outre au moins un support d’identification (2) de l’éprouvette qui est non métallique et qui est agencé dans le matériau composite, le support d’identification (2) étant du type radio-identification, étant placé à distance du renfort fibreux (3) et localisé dans une surépaisseur (SE) de matrice entourant le renfort fibreux (3). Eprouvette (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la surépaisseur (SE) de matrice mesurée entre une couche externe (7) du renfort fibreux (3) et une surface externe (8) de l’éprouvette est comprise entre 1 et 10 mm. Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support d’identification (2) présente une épaisseur comprise entre 0.01 mm et 0.5 mm, et de préférence 0.2 mm. Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support d’identification (2) est configuré pour fonctionner à une fréquence comprise entre 860 et 930 MHz. Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend plusieurs supports d’identification (2) qui sont disposés à des extrémités (11) ou bordures opposées de l’éprouvette (1). Eprouvette (1) selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu’elle présente un élément de positionnement (43) non conducteur qui est disposé contre la couche externe (7) du renfort fibreux et qui porte au moins un support d’identification (2). Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les supports d’identification (2) sont identiques et comprennent des références d’identification identiques. Eprouvette (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les supports d’identification (2) présentent chacune une référence d’identification, chaque référence d’identification comprenant un numéro principal identique et un numéro secondaire différent, unique. Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres du renforts fibreux (3) sont en carbone. Procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : - fourniture du renfort fibreux (3), - fourniture d’au moins un support d’identification (2), - mise en place (130, 140) du renfort fibreux (3) et du support d’identification (2) dans un moule (40), le support d’identification (2) étant disposé à distance du renfort fibreux (3), - injection (150) d’une matrice dans le moule de façon à noyer simultanément le renfort fibreux (3) et le support d’identification (2), et - densification (160) de manière à densifier la matrice et le support d’identification (2) dans la surépaisseur (SE) de la matrice. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’insertion d’un élément de positionnement (43) non conducteur entre le renfort fibreux (3) et le moule (40), l’élément de positionnement (43) portant le support d’identification (2) et étant disposé contre le renfort fibreux (3).