Brevet FR3163157A1 — publié le 20251212

Son de de mesure aérodynamique La présente invention concerne une sonde de mesure aérodynamique (10) comprenant un corps (14) comprenant une surface d’intérêt (40) ; la sonde (10) étant caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un capteur de température (30) comprenant un circuit de détection (32) formé par un ou plusieurs recouvrements conducteurs disposés sur la surface d’intérêt (40). Figure pour l'abrégé : Figure 1 Sonde de mesure aérodynamique La présente invention concerne une sonde de mesure aérodynamique. En particulier, la sonde selon l’invention permet de mesurer au moins l’une des grandeurs suivantes : la pression totale, la pression statique, l’incidence, la température, la vitesse, etc. Les sondes de ce type sont connues sous l’appellation de sondes anémobaroclinométriques. La sonde de mesure aérodynamique peut être ainsi utilisée dans tout dispositif exposé à un flux aérodynamique tel qu’un aéronef ou une éolienne. Le problème technique est d’obtenir l’information de température dans des zones précises des sondes. En effet, ce paramètre est clé afin de garantir le bon fonctionnement de la sonde dans les différentes conditions environnementales dans lesquels elle évolue (conditions givrantes, eau, etc…). La présente invention a pour but de résoudre ce problème technique et de proposer une solution permettant d’avoir une information précise sur la température dans les zones d’intérêt d’une sonde, tout en restant compacte et compatible avec l’utilisation de la sonde dans un domaine critique tel que par exemple le domaine aéronautique. À cet effet, l’invention concerne une sonde de mesure aérodynamique comprenant un corps comprenant une surface d’intérêt ; la sonde étant caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un capteur de température comprenant un circuit de détection formé par un ou plusieurs recouvrements conducteurs disposés sur la surface d’intérêt. Le capteur de température permet ainsi de fournir une information précise sur la température dans une zone d’intérêt de la sonde. Le ou chaque recouvrement conducteur reste particulièrement compact et permet d’éviter toute modification de la géométrie de la sonde. L’invention peut ainsi être utilisée dans un domaine critique tel que le domaine aéronautique. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, la sonde comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le capteur de température comprend en outre une composante de mesure apte à mesurer une résistance et/ou une tension dans le circuit de détection pour en déduire la température de la surface d’intérêt ; - le ou chaque recouvrement conducteur est une encre conductrice ou une peinture conductrice ; - le circuit de détection présente au moins deux branches connectées par un point de soudure et formées de recouvrements conducteurs ayant des conductivités différentes ; - le circuit de détection présente un motif formé d’un même recouvrement conducteur et comprenant deux extrémités ; - le capteur de température comprend en outre une paire de pistes conductrices connectées aux extrémités du motif ; - les pistes conductrices s’étendent au moins partiellement sur une surface du corps ; - le motif est configuré pour maximaliser la surface de contact avec la surface d’intérêt ; - le motif est un motif en spire ou un motif en spirale avec retour ou un motif hybride en spirale/créneau ; - la sonde comprenant en outre des moyens de chauffage. L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels : - FIG. 1 la FIG. 1 est une vue schématique d’une sonde de mesure aérodynamique selon un premier mode de réalisation de l’invention ; - FIG. 2 la FIG. 2 est une vue schématique d’une sonde de mesure aérodynamique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; - FIG. 3 la FIG. 3 est une vue de différents motifs applicables dans la sonde de la FIG. 2 . La FIG. 1 illustre en effet une sonde de mesure aérodynamique 10 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Cette sonde est utilisable dans tout milieu exposé à des flux aérodynamiques. En particulier, la sonde 10 selon l’invention permet de mesurer au moins une des valeurs physiques relatives au milieu, telle que la pression totale, la pression statique, l’incidence, la température, la vitesse, etc. Plus particulièrement, la sonde 10 est une sonde anémobaroclinométrique qui peut par exemple mesurer plusieurs grandeurs précitées. Le milieu dans lequel est exposé la sonde 10 est notamment un milieu givrant, c’est-à-dire un milieu dans lequel des accrétions de givre sont susceptibles de se former à l’extérieur ou alors à l’intérieur de la sonde. La sonde 10 est avantageusement montée sur un fuselage d’un aéronef ou alors sur une partie extérieure d’une éolienne. Par aéronef, on entend tout engin pilotable qui est apte à se déplacer dans les airs. En particulier, un aéronef peut correspondre à un avion ou à un hélicoptère ou un drone. Comme cela est illustré sur la FIG. 1 , la sonde 10 comprend une partie interne 12 et un corps 14. La partie interne 12 comprend un module électronique 16 permettant d’assurer le fonctionnement de la sonde 10. La partie interne 12 est avantageusement disposée à l’abri des flux aérodynamiques, par exemple dans une partie intérieure du fuselage de l’aéronef ou de l’éolienne. Le corps 14 comprend une surface extérieure 17 exposée à des flux aérodynamiques. Le corps 14 est par exemple fixé sur une surface extérieure du fuselage de l’aéronef ou alors sur une surface extérieure de l’éolienne telle qu’une pale. Le corps 14 présente ou forme une partie mobile ou une partie sensible permettant de faire les mesures nécessaires lorsqu’elle exposée aux flux aérodynamiques. Par exemple, le module électronique 16 est apte à générer des mesures (telles qu’une incidence par exemple) en fonction de la position de la partie mobile. Dans l’exemple de la FIG. 1 , le corps 14 présente une girouette de sonde d’incidence. Le corps 14 comprend des moyens de chauffage (non-illustrés) permettant de prévenir le givrage sur les différentes parties du corps 14 et notamment sur la partie mobile ou la partie sensible. Le fonctionnement des moyens de chauffage est par exemple piloté par le module électronique 16. Les moyens de chauffage comprennent un circuit de chauffage qui est par exemple intégré dans le corps 14 ou s’étend au moins partiellement sur la surface extérieure 17 de celui-ci. Le circuit de chauffage présente par exemple un circuit résistif ou tout autre moyen connu en soit. Selon l’invention, la sonde 10 comprend en outre un capteur de température 30 permettant de mesurer la température du corps 14 dans une ou plusieurs zones d’intérêt. La ou chaque zone d’intérêt est disposée avantageusement près de la partie mobile ou de la partie sensible du corps 14. Alternativement ou avantageusement, la ou chaque zone d’intérêt est associée au moins partiellement au circuit de chauffage. Le capteur de température 30 comprend un circuit de détection 32 et une composante de mesure 34. Dans l’exemple de la FIG. 1 , le circuit de détection 32 présente au moins deux branches 35A, 35B connectées sur l’une de leurs deux extrémités par un point de soudure 36. Sur l’autre extrémité, chaque branche 35A, 35B est connectée directement à la composante de mesure 34. En variante, les branches 35A, 35B sont connectées indirectement à la composante de mesure 34, via par exemple un circuit de connexion. Ce circuit de connexion comprend par exemple une paire de fils. Chaque branche 35A, 35B s’étend sur une surface d’intérêt 40 du corps 14. La surface d’intérêt 40 présente par exemple une partie de la surface extérieure 17 du corps 14 et couvre avantageusement la ou chaque zone d’intérêt telle que définie précédemment. Alternativement, la surface d’intérêt 40 présente toute autre surface du corps 14. Selon l’invention, chaque branche 35A, 35B est formée d’un recouvrement conducteur disposé sur la surface d’intérêt 40. Avantageusement, les branches 35A, 35B sont formées de recouvrements conducteurs ayant des conductivités différentes. Pour cela, ces recouvrements conducteurs présentent par exemple de matériaux de natures différentes et/ou des densités différentes et/ou des masses différentes et/ou des compositions différentes et/ou des structures cristallines différentes et/ou des épaisseurs ou des géométries différentes et/ou des barrières ou des interfaces spécifiques et/ou des traitements thermiques ou chimiques particuliers, etc. En particulier, en ce qui concerne l’utilisation de matériaux de natures différentes, les conductivités varient selon les matériaux utilisés. Par exemple, le cuivre est un bon conducteur électrique, tandis que l'aluminium présente une conductivité légèrement inférieure. En ce qui concerne la structure cristalline, dans certains matériaux, comme les semi-conducteurs, la conductivité peut être modifiée en manipulant sa structure cristalline. Par exemple, en dopant un matériau semi-conducteur avec des impuretés, sa conductivité peut être altérée. En ce qui concerne l'épaisseur ou la géométrie, la conductivité d'un matériau peut également être influencée en variant au moins l’un de ces éléments. Par exemple, en utilisant des couches minces de matériaux conducteurs d'épaisseurs différentes, différentes conductivités peuvent être obtenues. En ce qui concerne l’introduction de barrières ou d'interfaces, en créant celles-ci entre différents matériaux, la conductivité peut être également influencée. Par exemple, en superposant des couches de matériaux conducteurs et isolants, différentes conductivités peuvent être obtenues. En ce qui concerne l’utilisation de traitements thermiques ou chimiques spécifiques, ces traitements peuvent modifier la conductivité des matériaux. Par exemple, en oxydant ou en réduisant un matériau, sa conductivité peut être altérée. Il est à noter que les techniques précitées pour rendre différentes les conductivités des branches correspondantes peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, chaque recouvrement conducteur est une encre conductrice ou une peinture conductrice, comme par exemple une encre à base de d’argent, de cuivre ou de graphène. Avantageusement, chaque recouvrement conducteur est mis sur la surface d’intérêt 40 par pulvérisation ou par tout autre moyen connu en soi directement sur la surface d’intérêt 40. Selon certains exemples, chaque recouvrement conducteur est protégé par un recouvrement protecteur afin de protéger le circuit de détection des effets externes. Ce recouvrement protecteur s’étend par exemple selon toute la surface d’intérêt 40. La composante de mesure 34 permet de mesurer une tension (i.e. une différence de potentiel) entre les différentes branches 35A, 35B. À partir de ces mesures, la composante de mesure 34 permet de déduire la température de la surface d’intérêt 40 et éventuellement de la ou de chaque zone d’intérêt. La composante de mesure 34 est avantageusement intégrée dans la partie interne 12 de la sonde 10. Dans certains exemples, la composante de mesure 34 peut faire partie du module électronique 16. La composante de mesure 34 est apte à transmettre l’information sur la température de la surface d’intérêt 40 au module électronique 16 qui est apte par exemple à piloter le fonctionnement des moyens de chauffage en fonction de cette information ou alors lever une alerte, en cas par exemple d’une température favorisant le givrage. La FIG. 2 illustre un deuxième mode de réalisation d’une sonde de mesure aérodynamique 10 selon l’invention. Cette sonde 10 est sensiblement similaire à celle décrite précédemment. Ainsi, les éléments analogues ou identiques de la sonde 10 selon le deuxième mode de réalisation ne seront pas décrits ci-dessous. La sonde 10 selon le deuxième mode de réalisation diffère de celle selon le premier mode de réalisation uniquement par le capteur de température qui sera dénoté dans ce deuxième mode de réalisation par la référence 130. Ainsi, selon le deuxième mode de réalisation, le capteur de température 130 comprend un circuit de détection 132, une composante de mesure 134 et une paire de pistes conductrices 136. Selon ce mode de réalisation, le circuit de détection 132 présente un motif formé d’un même recouvrement conducteur et comprenant deux extrémités. Le recouvrement conducteur correspond par exemple à l’un des recouvrements conducteurs décrits précédemment et présente notamment une encre conductrice ou une peinture conductrice. Le motif est disposé sur la surface d’intérêt 40 en utilisant toute technique possible telle que décrite précédemment. Avantageusement, le motif est configuré pour maximaliser la surface de contact avec la surface d’intérêt 40. Ainsi, dans exemple de la FIG. 2 , le motif présente la forme d’un « E » s’étendant sur toute la surface d’intérêt 40. Toutefois, d’autres exemples de motifs sont également possibles. Ainsi, la FIG. 3 illustre un motif en spire (partie A), un motif en spirale avec retour (partie B) et un motif hybride en spirale/créneau (partie C). Ces motifs peuvent être utilisés isolément ou en combinaison pour couvrir la surface d’intérêt 40. La paire de pistes conductrices 136 connecte les extrémités du motif à la composante de mesure 134. La paire de pistes conductrices 136 s’étend par exemple au moins partiellement sur la surface extérieure 17 du corps 14. Cette paire 136 peut être formée du même matériau que le circuit de détection 132 (c’est-à-dire un recouvrement conducteur) ou alors d’un matériau différent. Dans ce dernier cas, la paire de pistes conductrices 136 peut par exemple être formée de fils électriques. La composante de mesure 134 est apte à mesurer la résistance du circuit de détection 132 ou tout changement d’une telle résistance afin d’en déduire la température de la surface d’intérêt 40. Comme dans le cas précédent, la composante de mesure 134 est intégrée dans la partie interne 12 de la sonde et peut faire partie du module électronique 16. Le capteur de température 130 selon le deuxième mode de réalisation présente un avantage particulier car le circuit de détection 132 peut s’adapter à toute géométrie du corps 14. De plus, il offre une précision élevée, une réponse rapide et une bonne stabilité à long terme. Sonde de mesure aérodynamique (10) comprenant un corps (14) comprenant une surface d’intérêt (40) ; la sonde (10) étant caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un capteur de température (30 ; 130) comprenant un circuit de détection (32 ; 132) formé par un ou plusieurs recouvrements conducteurs disposés sur la surface d’intérêt (40). Sonde (10) selon la revendication 1, dans laquelle le capteur de température (30 ; 130) comprend en outre une composante de mesure (34 ; 134) apte à mesurer une résistance et/ou une tension dans le circuit de détection (32 ; 132) pour en déduire la température de la surface d’intérêt (40). Sonde (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le ou chaque recouvrement conducteur est une encre conductrice ou une peinture conductrice. Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le circuit de détection (32) présente au moins deux branches (35A, 35B) connectées par un point de soudure (36) et formées de recouvrements conducteurs ayant des conductivités différentes. Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le circuit de détection (132) présente un motif formé d’un même recouvrement conducteur et comprenant deux extrémités. Sonde (10) selon la revendication 5, dans laquelle le capteur de température (130) comprend en outre une paire de pistes conductrices (136) connectées aux extrémités du motif. Sonde (10) selon la revendication 6, dans laquelle les pistes conductrices (136) s’étendent au moins partiellement sur une surface du corps (14). Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle le motif est configuré pour maximaliser la surface de contact avec la surface d’intérêt (40). Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans laquelle le motif est un motif en spire ou un motif en spirale avec retour ou un motif hybride en spirale/créneau. Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens de chauffage.