Brevet FR3130755A1 — publié le 20230623

- Dispositif de chauffage à matelas chauffant pour un système de protection contre le givre d’un aéronef. - Le matelas chauffant (5) pour un dispositif de chauffage, en particulier d’un système de protection contre le givre, comporte au moins une bande chauffante (6) pourvue d’au moins une résistance noyée dans un matériau thermiquement et électriquement isolant et configurée pour être alimentée électriquement, le matelas chauffant (5) présentant par exemple une forme en U comprenant un fond (21) allongé pourvu de la ou des bandes chauffantes (6) et deux branches d’extrémité (22, 23) pourvues chacune d’au moins un élément de connexion électrique (24) lié à la ou aux résistances de la ou des bandes chauffantes (6), ce matelas chauffant (5), pris individuellement ou combiné à d’autres matelas chauffants (5) du même type, permet d’obtenir une grande variété de dispositifs de chauffage différents destinés à mettre en œuvre des fonctions de dégivrage et/ou d’antigivrage. Figure pour l’abrégé : Fig. 8 Dispositif de chauffage à matelas chauffant pour un système de protection contre le givre d’un aéronef. La présente invention concerne un matelas chauffant pour un dispositif de chauffage d’un système de protection contre le givre d’un aéronef, et un dispositif de chauffage pourvu d’au moins un tel matelas chauffant ainsi qu’un système de protection contre le givre comprenant au moins un tel dispositif de chauffage. Etat de la technique On sait que les bords d’attaque des aéronefs, en particulier les lèvres d’entrée d’air des nacelles de moteur des aéronefs, peuvent subir la formation de givre qui peut s’accumuler pour constituer des blocs de glace. L’apparition de tels blocs de glace peut perturber l’alimentation en air du moteur. De plus, des blocs de glace peuvent se détacher et venir heurter les pales de la soufflante du moteur. Pour limiter et/ou éliminer cette formation de givre, il est connu, par exemple du document EP 3 552 969, de prévoir dans chaque nacelle des moteurs de l’aéronef un système de protection contre le givre. Le système de protection contre le givre comporte un dispositif d’antigivrage et un dispositif de dégivrage destinés à agir sur des segments différents de l’entrée d’air. En particulier, à l’entrée d’air, un premier secteur pourvu d’un dispositif d’antigivrage est alimenté en continu pour empêcher la formation de givre et un deuxième secteur pourvu d’un dispositif de dégivrage, qui est situé dans la lèvre de l’entrée d’air, est alimenté selon un cycle de chauffe approprié, permettant dans un premier temps la formation de givre, puis dans un second temps son décollement. Pour réaliser le chauffage, on prévoit, aussi bien pour le dispositif d’antigivrage que pour le dispositif de dégivrage, des matelas chauffants comprenant des éléments résistifs chauffants. Ces matelas chauffants doivent donc pouvoir être adaptés, à la fois, à des dispositifs différents et à des secteurs différents de l’entrée d’air. Il existe donc un besoin de disposer de matelas chauffants adaptables aptes à être utilisés pour mettre en œuvre les différentes fonctions (de dégivrage et d’antigivrage), aux endroits ou secteurs souhaités, dans un système de protection contre le givre. La présente invention concerne un matelas chauffant (ou matelas thermique) pour un dispositif de chauffage, en particulier d’un système de protection contre le givre notamment d’une nacelle d’aéronef, qui permet de répondre à ce besoin. Pour ce faire, selon l’invention, le matelas chauffant comporte au moins une bande chauffante pourvue d’au moins une résistance noyée dans un matériau thermiquement et électriquement isolant et configurée pour être alimentée électriquement. Dans un mode de réalisation préféré, le matelas chauffant comprend un fond allongé pourvu de la ou des bandes chauffantes et, à chaque extrémité, au moins un élément de connexion électrique lié à la ou aux résistances de la ou des bandes chauffantes. Le matelas chauffant (ainsi que le fond comprenant la ou les bandes chauffantes) peuvent présenter des formes variées, notamment une forme plane ou une forme arrondie (ou courbe), comme par exemple une sinusoïde, une forme convexe ou une forme concave. La forme peut être adaptée au support sur lequel le matelas chauffant doit être appliqué. Dans une réalisation particulière, le fond du matelas chauffant est courbe, de préférence avec un rayon de courbure constant de manière à correspondre à un arc de cercle. Le matelas chauffant peut également présenter une forme en U. Le matelas chauffant ainsi réalisé est adaptable, individuellement ou en étant lié à d’autres matelas, à des zones (ou secteurs) de tailles et/ou de courbures différentes sur lesquelles il doit être agencé pour réaliser un chauffage. De plus, en utilisant plusieurs matelas chauffants présentant des caractéristiques différentes, on peut réaliser des chauffages différents pour mettre en œuvre les fonctions de dégivrage et/ou d’antigivrage telles que souhaitées. Avantageusement la bande chauffante présente au moins l’une des caractéristiques suivantes : - elle comporte, sur une face avant, une couche protectrice qui présente une conductivité thermique et qui sert de protection contre l’érosion ; - elle comporte, sur une face arrière, une couche structurelle et d’isolation thermique ; - la résistance est formée d’au moins un pli unidirectionnel de fibres ou de bande métallique ; - le matériau isolant est un composite renforcé à base de verre ou d’aramide. Dans un mode de réalisation préféré, le matelas chauffant comporte une pluralité de bandes chauffantes adjacentes, et notamment trois bandes chauffantes dont chacune est alimentée, de préférence, par l’un des courants électriques d’un courant triphasé. Par ailleurs, de façon avantageuse, le matelas chauffant comporte entre deux bandes chauffantes adjacentes, à chaque fois, l’un des éléments suivants : - une zone isolante ; - une zone perforée. La présente invention concerne également un dispositif de chauffage à matelas chauffant pour un système de protection contre le givre. Selon l’invention, ledit dispositif de chauffage comporte au moins un matelas chauffant tel que celui décrit ci-dessus. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de chauffage comporte une pluralité de matelas chauffants pourvus chacun d’un fond courbe, les matelas chauffants étant liés ensemble via leurs branches d’extrémité. Ces matelas chauffants, lorsqu’ils sont courbes avec un même rayon de courbure, forment alors ensemble un arc de cercle ou un anneau. Dans ce cas, avantageusement : - au moins certains des matelas chauffants sont connectés (liés ensemble) électriquement ; et/ou - au moins certains des matelas chauffants sont isolés électriquement les uns par rapport aux autres. De préférence, au moins certains des matelas chauffants comprennent trois bandes chauffantes et chacune desdites bandes chauffantes est alimentée par l’un des trois courants électriques d’un système de courant triphasé. Avantageusement, le dispositif de chauffage comporte, de plus, au moins une source d’alimentation électrique et au moins un contrôleur, le contrôleur étant lié à la source d’alimentation électrique et étant configuré pour commander l’alimentation électrique du ou des matelas chauffants. La présente invention concerne également un système de protection contre le givre, en particulier d’une nacelle de moteur d’aéronef, ce système de protection contre le givre comprenant au moins l’un des dispositifs suivants : au moins un dispositif d’antigivrage, au moins un dispositif de dégivrage. Selon l’invention, ledit système de protection contre le givre comporte au moins un dispositif de chauffage à matelas chauffant tel que décrit ci-dessus, qui correspond à un dispositif d’antigivrage ou à un dispositif de dégivrage. Avantageusement, le système de protection contre le givre comporte une pluralité de dispositifs de chauffage agencés côte à côte, par exemple le long d’une partie d’une nacelle d’un moteur d’aéronef. La présente invention concerne également une nacelle d’un moteur d’un aéronef, en particulier d’un avion de transport, qui comporte au moins un matelas chauffant et/ou au moins un dispositif de chauffage et/ou au moins un système de protection contre le givre, tels que ceux décrits ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulier, la nacelle comporte au moins un panneau d’atténuation acoustique comprenant au moins une structure acoustique pourvue d’une peau poreuse, ladite peau poreuse comportant au moins un matelas chauffant (à zones perforées). Brève description des figures Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La est le schéma synoptique d’un mode de réalisation particulier d’un dispositif de chauffage à matelas chauffant. La est une vue partielle, en coupe longitudinale, d’une entrée d’air d’une nacelle de moteur d’aéronef. La est une vue partielle, en perspective, d’un aéronef pourvu d’un moteur. La est une vue schématique, en coupe, d’un premier mode de réalisation d’un matelas chauffant. La est une vue schématique, en coupe, d’un second mode de réalisation d’un matelas chauffant, destiné à un panneau acoustique. La est une vue schématique, légèrement en perspective, d’un matelas chauffant tel que celui de la . La est une vue schématique, légèrement en perspective, d’un matelas chauffant tel que celui de la . La est une vue en perspective d’un matelas chauffant à trois bandes chauffantes, en forme de U. La est une vue partielle, en perspective, d’une extrémité du matelas chauffant de la . La est une vue partielle, en perspective, d’une extrémité du matelas chauffant de la , vue de dessous. La est une vue partielle, en perspective, d’une extrémité d’un ensemble de trois matelas chauffants agencés côte-à-côte et pourvus d’une couche d’isolation thermique externe. La est une vue similaire à celle de la avec les trois matelas chauffants pourvus d’une couche d’isolation thermique interne. La est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’une nappe chauffante d’un dispositif de chauffage, en forme d’arc de cercle, à trois matelas chauffants liés ensemble. La est une représentation schématique d’un second mode de réalisation d’une nappe chauffante d’un dispositif de chauffage, de forme annulaire, à six matelas chauffants liés ensemble. La est une vue schématique d’une connexion électrique entre deux matelas chauffants adjacents, via un contact direct d’éléments de connexion. La est une vue schématique d’une connexion électrique entre deux matelas chauffants adjacents, par l’intermédiaire d’un fil électrique. La est une vue en perspective d’une partie d’une entrée d’air d’une nacelle de moteur d’aéronef, pourvue d’une pluralité de dispositifs chauffants. La est une vue d’une partie basse de la partie d’entrée d’air de la . Matelas chauffant pour un dispositif de chauffage, en particulier d’un système de protection contre le givre, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une bande chauffante (6) pourvue d’au moins une résistance (7) noyée dans un matériau thermiquement et électriquement isolant (8) et configurée pour être alimentée électriquement. Matelas chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un fond (21) allongé pourvu de la ou des bandes chauffantes (6) et, à chaque extrémité, au moins un élément de connexion électrique (24) lié à la ou aux résistances (7) de la ou des bandes chauffantes (6). Matelas chauffant selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il présente une forme arrondie ou une forme plane. Matelas chauffant selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande chauffante (6) présente au moins l’une des caractéristiques suivantes : - elle comporte, sur une face avant, une couche protectrice (14, 17) qui présente une conductivité thermique et qui sert de protection contre l’érosion ; - elle comporte, sur une face arrière, une couche (13) structurelle et d’isolation thermique ; - la résistance (7) est formée d’au moins un pli unidirectionnel de fibres ou de bande métallique ; et - le matériau thermiquement et électriquement isolant (8) est un composite renforcé à base de verre ou d’aramide. Matelas chauffant selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité de bandes chauffantes (6) adjacentes. Matelas chauffant selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comporte, entre deux bandes chauffantes (6) adjacentes, à chaque fois, l’un des éléments suivants : - une zone isolante (15) ; - une zone perforée (16). Dispositif de chauffage à matelas chauffant pour un système de protection contre le givre, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un matelas chauffant (5) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Dispositif de chauffage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité de matelas chauffants (5) pourvus chacun d’un fond courbe (21), les matelas chauffants (5) étant liés ensemble via leurs branches d’extrémité (22, 23). Dispositif de chauffage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’au moins certains des matelas chauffants (5) liés ensemble via leurs branches d’extrémité (22, 23) : - sont connectés électriquement ; ou - sont isolés électriquement les uns par rapport aux autres. Dispositif de chauffage selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu’au moins certains des matelas chauffants (5) comprennent trois bandes chauffantes (6), et en ce que chacune desdites bandes chauffantes (6) est alimentée par l’un des trois courants électriques d’un système de courant triphasé. Dispositif de chauffage l’une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’il comporte, de plus, au moins une source d’alimentation électrique (31) et au moins un contrôleur (32), le contrôleur (32) étant lié à la source d’alimentation électrique (31) et étant configuré pour commander l’alimentation électrique du ou des matelas chauffants (5). Système de protection contre le givre, en particulier d’une nacelle de moteur d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif de chauffage (1) à matelas chauffant selon l’une quelconque des revendications 7 à 11. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité de dispositifs de chauffage (1) agencés côte à côte. Nacelle pour moteur d’aéronef, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un système (2) de protection contre le givre selon l’une quelconque des revendications 12 et 13. Nacelle selon la revendication 14, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un panneau d’atténuation acoustique (20A, 20B) comprenant au moins une structure acoustique (46) pourvue d’une peau poreuse (47) , et en ce que ladite peau poreuse (47) comporte au moins un matelas chauffant (5).