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C’est pourquoi une pluralité de capteurs de température est positionnée le long de la ligne d’échappement des véhicules automobiles thermiques. En pratique, des contraintes géométriques de positionnement de ces capteurs peuvent être rencontrées, par exemple lorsque l’espace dédié aux capteurs est réduit. L’emplacement des capteurs, mais aussi leur géométrie peuvent être impactés, comme par exemple en éloignant les capteurs du secteur de mesure qui serait le plus adapté, ou en réduisant leur zone détectrice. Ces changements résultent en une diminution de la précision de mesure des capteurs, impactant notamment leur réponse temporelle.
Présentation de l'invention La présente invention propose d’améliorer la précision de mesure de capteurs de température soumis aux contraintes précédemment citées.
L’invention prévoit ainsi un procédé de correction d’une valeur de température initiale mesurée par un capteur de température principal situé dans une conduite de gaz dans laquelle circule un gaz, le procédé comprenant les étapes suivantes : - mesure d’une valeur de température amont par un capteur de température amont situé en amont par rapport audit capteur de température principal le long de la conduite de gaz, - calcul d’une valeur corrigée de la valeur de température initiale en fonction de la valeur de température initiale et de la valeur de température amont.
L’invention présente l’avantage de ne pas faire appel à une solution matérielle qui consisterait à imposer des conditions sur le positionnement du capteur de température principal, ou à installer un capteur plus performant. Elle consiste au contraire à se satisfaire des données mesurées par un capteur, quand bien même ces données ne seraient pas aussi précises que souhaité, et à les corriger ensuite. La solution proposée par l’invention est ainsi peu coûteuse et facile à intégrer.
Par ailleurs l’invention permet d’effectuer un large éventail de mesures, par exemple en régime stabilisé ou en régime à fort gradient thermique.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - la valeur corrigée est en outre calculée en fonction du débit massique du gaz circulant dans la conduite de gaz ; - il est prévu une étape de détermination d’une valeur de température de l’environnement autour de la conduite de gaz, et la valeur corrigée est en outre calculée en fonction de la valeur de température de l’environnement et du temps écoulé à partir d’ un instant t de la mesure de la valeur de température amont ; - la valeur de température de l’environnement autour de la conduite de gaz est calculée en fonction de la valeur de température amont ; - la valeur corrigée est calculée par : T s =T out +A*D*(T in -T out )+B*(T env -T out )*Δt, dans lequel A et B sont respectivement un premier coefficient de calibration et un second coefficient de calibration, T out est la température initiale, T in est la valeur de la température amont, T env est la valeur de température de l’environnement autour de la conduite de gaz, Δt est le temps écoulé à partir dudit instant t de la mesure de la valeur de température amont et D est le débit massique du gaz circulant dans la conduite de gaz ; - le premier coefficient de calibration et le second coefficient de calibration sont des valeurs constantes ; - il est prévu une étape d’acquisition d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne et une étape de calcul du premier coefficient de calibration et/ou du second coefficient de calibration en fonction de chaque paramètre de fonctionnement acquis ; - la conduite de gaz appartient à une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne ; - le capteur de température principal est positionné en amont d’un filtre à particules sur le circuit d’échappement du moteur à combustion interne et le capteur de température amont est positionné en amont d’un mélangeur, ledit mélangeur étant positionné entre le capteur de température principal et le capteur de température amont.
Dans un mode de réalisation, le substrat peut être une pièce de turbomachine aéronautique, par exemple une pièce de turbine haute pression ou une pièce de turbine basse pression. Par exemple, la pièce peut être un distributeur, une tuyère, une paroi de chambre de combustion, un secteur d’anneau de turbine, une aube de turbomachine ou encore une partie de l’une de ces pièces.
Selon un autre de ses aspects, l’invention concerne un procédé pour protéger un substrat dont une partie adjacente à une surface est en un matériau comprenant du silicium, lors d’une utilisation à haute température en milieu oxydant et humide, par formation sur la surface du substrat d’une barrière environnementale, caractérisé en ce que l’on forme une barrière environnementale qui comprend au moins un composé choisi parmi Yb 2-2γ Gd 2γ SiO 5 , Yb 2-2γ Gd 2γ Si 2 O 7 où γ est compris entre 0,05 et 0,15, et de l’alumine (Al 2 O 3 ) en une teneur molaire comprise entre 5 et 15 % par rapport à la composition totale de la barrière environnementale, la barrière environnementale conservant une phase solide majoritaire jusqu’à au moins 1400°C et présentant une phase liquide à une température supérieure ou égale à 1300°C, de sorte que la quantité de phase liquide assure à la barrière une capacité d’auto-cicatrisation pour une température d’utilisation supérieure ou égale à 1300°C.
Un tel procédé permet la protection d’un substrat comprenant du silicium au moyen d’une barrière environnementale auto-cicatrisante. En effet, la quantité de phase liquide permet d’assurer que la barrière environnementale soit capable de reboucher les fissures qui pourraient éventuellement apparaitre lors de l’utilisation de la pièce. De plus, le procédé de l’invention reste compatible d’un substrat comprenant du silicium car la barrière environnementale présente une phase liquide à une température inférieure à 1400°C.
Dans un mode de réalisation, la formation de la barrière environnementale comprend une étape de frittage d’une poudre d’oxyde d’ytterbium (Yb 2 O 3 ), d’une poudre d’oxyde de gadolinium (Gd 2 O 3 ), d’une poudre d’alumine (Al 2 O 3 ) et d’une poudre de silice (SiO 2 ) à une température comprise entre 1300°C et 1400°C, la proportion des poudres étant choisies de sorte à obtenir une pièce telle que décrite ci-dessus.
Le frittage permet d’obtenir une densification très élevée de la barrière environnementale. En effet, la phase liquide dans la barrière environnementale favorise le réarrangement granulaire ce qui permet d’augmenter la densification comparativement à des barrières environnementales ne comprenant pas cette phase liquide.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d’obtention d’une couche d’accroche comprenant du silicium à la surface du substrat, antérieure à la formation de la barrière environnementale.
La représente de manière très schématique un mode de réalisation de l’invention.
La représente de manière schématique un diagramme ternaire Yb 2 O 3 -Al 2 O 3 -SiO 2 .
La description qui suit se rapporte à des modes de réalisation particuliers de l’invention, illustrés pour en favoriser la compréhension. Ces modes de réalisation particuliers ne doivent pas être interprétés de manière limitative de l’invention.
La montre très schématiquement un substrat 11 muni d’une barrière environnementale 12 sur sa surface S selon un mode de réalisation.
Le substrat 11 en matériau composite à matrice céramique comprenant du silicium comprend un renfort fibreux qui peut être en fibres de carbone ou en fibres céramiques, en fibres de carbure de silicium SiC par exemple. Les fibres de SiC peuvent ou non être revêtues d’une mince couche d’interphase, par exemple en carbone pyrolytique (PyC), en nitrure de bore (BN) ou en carbone dopé au bore (BC, avec 5 % atomiques à 20%% atomiques de bore, le complément étant du carbone). Le renfort fibreux est densifié par une matrice qui comprend du silicium. Par exemple, la matrice peut être du carbure de silicium SiC.
Dans un mode de réalisation préféré, le substrat 11 est imprégné par la matrice au moyen de la méthode d’infiltration de silicium à l’état fondu (en anglais « melt infiltration ») au cours de laquelle une poudre, par exemple de carbone ou de céramique, est dispersée dans les porosités du renfort fibreux, l’ensemble étant ensuite infiltré par du silicium liquide pour réagir avec la poudre dispersée et former la matrice directement dans les porosités du renfort fibreux.
La barrière environnementale 12 est formée sur toute la surface externe du substrat 11 ou sur une partie seulement de cette surface, par exemple si seulement une partie du substrat 11 doit être protégée.
Dans un mode de réalisation, la barrière environnementale 12 peut être déposée directement au contact de la surface externe du substrat.
Comme décrit plus haut, la barrière environnementale 12 a une composition choisie de sorte qu’elle présente des propriétés auto-cicatrisantes.
Dans un mode de réalisation, une couche d’accroche, non représentée, peut être formée entre le substrat 11 et la barrière environnementale 12. La couche d’accroche comprend du silicium, et peut être par exemple mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ).
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne un cadre pour ruche comprenant deux montants latéraux reliés entre eux à leurs extrémités par une première et une deuxième barre transversale, la première barre transversale comprenant, sur au moins une partie de sa longueur, une réduction d’épaisseur se projetant en direction de la seconde barre transversale, la réduction d’épaisseur étant, au moins en partie, disposé le long de l’axe longitudinal de la première barre transversale.
De manière surprenante, l’inventeur a observé que la mise en place sous la barre transversale supérieure d’un cadre de ruche d’un élément de largeur réduite par rapport à la barre transversale, par exemple en forme de pointe, et se projetant vers la barre transversale inférieure du cadre, permettait aux abeilles d’amorcer les constructions de cire sans qu’il soit nécessaire de mettre en place des feuilles de cire gaufrée ou des amorces de cire.
La mise en œuvre d’une telle barre transversale dans un cadre de ruche permet avantageusement de simplifier la fabrication du cadre et son entretien puisque la mise en place d’une feuille ou d’une plaque de cire gaufrée pour assister les abeilles n’est plus nécessaire.
Avantageusement, un tel cadre est de construction robuste et permet l’obtention de constructions de cires solides, permettant une extraction du miel au moyen d’un extracteur centrifuge.
La réduction d’épaisseur est disposée sur la face longitudinale de la première barre transversale, orientée vers l’intérieur du cadre, et faisant face à la deuxième barre transversale.
Une réduction d’épaisseur peut être un élément unique ou un ensemble d’éléments disposés le long de la première barre transversale.
La réduction d’épaisseur peut présenter une section transversale en forme de pointe et/ou ou d’un relief en saillie.
Le relief en saillie peut présenter une section transversale de forme sensiblement triangulaire, rectangulaire, carrée, semi-circulaire.
La réduction d’épaisseur peut être un élément amovible fixé à la première barre transversale.
La réduction d’épaisseur et la première barre transversale peuvent former ensemble une seule pièce.
Un cadre tel que décrit ici peut comprendre au moins une baguette disposée entre la première et la deuxième barre transversale, dans une direction sensiblement parallèle aux montants latéraux.
Un cadre tel que décrit ici peut comprendre au moins un barreau oblique disposé entre les montants latéraux. Un tel mode de réalisation est de type « cadre à jambage ».
Selon un mode de réalisation, la réduction d’épaisseur peut être enduite au moins partiellement de cire.
Alternativement, un kit peut comprendre au moins une barre transversale pour cadre de ruche, ladite barre étant configurée pour être la barre supérieure du cadre, et au moins un élément destiné à réaliser une réduction d’épaisseur disposée le long de l’axe longitudinal de ladite barre.
La représente un schéma en coupe transversale selon l’axe (C,C’) d’un cadre de ruche (1) tel que décrit ici, illustré selon la , dans lequel les barres transversales (3a,b) présentent une section transversale sensiblement rectangulaire.
La réduction d’épaisseur (4) s’étend dans la longueur de la première barre transversale (3a) entre les deux montants latéraux (2a,b).
Les montants latéraux sont fixés à la première et la deuxième barre transversale (3a,b).
La longueur de la réduction d’épaisseur (4) est adaptée de sorte à s’étendre le long de la longueur de la première barre transversale (3a) et permettre de fixer les montants latéraux (2a,b) à la première barre transversale. Les montants latéraux (2a,b) peuvent être fixées sur la face de la première barre transversale (3a) portant la réduction d’épaisseur (4).
Un cadre tel que décrit ici peut comprendre au moins une baguette (5) disposée entre la première (3a) et la deuxième (3ab) barre transversale, dans une direction sensiblement parallèle aux montants latéraux (2a,b).
La ou les baguettes (5) peuvent être fixées sur la réduction d’épaisseur (4) ou sur la première barre transversale (3a). Alternativement, ou de manière additionnelle, la ou les baguettes (5) peuvent être fixées sur la deuxième barre transversale (3b).
La ou les baguettes (5) sont fixées de manière centrée sur la réduction d’épaisseur (4) ou la première barre transversale (3a), c’est-à-dire le long de l’axe longitudinal (A,A’) ou (D,D’) passant par le milieu de la largeur de la barre transversale (3a) ou de la réduction d’épaisseur (4).
Par exemple, lorsque la réduction d’épaisseur (4) est représentée par un ensemble d’éléments (4.1, 4.2, 4.3, …), la ou les baguettes (5) peuvent être fixées à la première barre transversale (3a), entre les éléments (4.1, 4.2, …).
Selon un autre exemple, lorsque la réduction d’épaisseur (4) est un élément unique s’étendant le long de la première barre transversale (3a), la ou les baguettes (5) peuvent être fixées à la réduction d’épaisseur (4).
La ou les baguettes (5) peuvent être fixées au cadre par tout moyen de fixation connu dans le domaine, tels que des agrafes ou des clous, ou encore par un système d’encoches. Des encoches peuvent être faites dans les barres transversales (3a,b) ou dans la réduction d’épaisseur (4), et les baguettes (5) sont insérées dans les encoches pour assurer leur fixation. Également, les baguettes (5) peuvent être insérées dans des orifices verticaux traversant la première (3a) et la deuxième (3b) barre.
La illustre un schéma de cadre de ruche (1) comprenant deux montants latéraux (2a,b) reliés entre eux à leurs extrémités par une première et une deuxième barre transversale (3a,b), la première barre transversale (3a) comprenant, sur au moins une partie de sa longueur, une réduction d’épaisseur (4) se projetant en direction de la seconde barre transversale (3b), la réduction d’épaisseur étant, au moins en partie, disposé le long de l’axe longitudinal (A,A’) de la première barre transversale (3b), et comprenant des baguettes (5) disposées entre la première et la deuxième barre transversale (3a,b), dans une direction sensiblement parallèle aux montants latéraux (2a,b).
Les baguettes (5) sont fixées à la deuxième barre transversale (3b) et à la réduction d’épaisseur. Les baguettes (5) sont fixées à la face longitudinale de la deuxième barre transversale (3b), faisant face à la première barre transversale (3a) et à la face longitudinale de la réduction d’épaisseur (4), faisant face à la deuxième barre transversale (3b).
Selon un mode de réalisation illustré par la , un cadre (1) tel que décrit ici peut comprendre au moins un barreau (6) oblique disposé entre les montants latéraux (2a,b. Un tel barreau (6) peut être fixé aux montants latéraux (2a,b) du cadre (1). Le barreau peut être fixé sur un montant latéral à proximité de la deuxième barre transversale (3b), et sur l’autre montant latérale, légèrement à distance de la première barre transversale (3a), par exemple aux 2/3 de la hauteur du montant latéral. Le barreau s’étend en travers du cadre. Le barreau est fixé aux montants latéraux, dans des régions opposées en diagonale du cadre. Un tel cadre est dénommé « cadre à jambage ».
Le barreau (6) peut être fixé aux montants latéraux (2a,b) du cadre (1) par tout moyen de fixation connu dans le domaine, tels que des agrafes, des clous, un système d’encoches, ou d'orifices placés dans les montants et dans lesquels peut venir s’insérer le barreau (6).
La ou les baguettes (5), ou le barreau (6), peuvent être constitués du même matériau que les éléments du cadre (1), i.e., les barres transversales (3a,b), la réduction d’épaisseur (4), et les montants latéraux (2a,b), ou d’un matériau différent.
La ou les baguettes (5), ou le barreau (6), peuvent présenter une section transversale carrée, rectangulaire, triangulaire, ou circulaire, et en particulier présentent une section transversale carrée.
La figure 6A est une vue schématique en coupe d’une cavité d’un circuit de refroidissement d’une aube selon l’invention, le plan de coupe passant par des jambes des éléments en saillie situés dans cette cavité, et la figure 6B étant une vue à plus grande échelle d’un détail de la figure 6A ;
La figure 7A est une vue schématique en coupe d’une cavité d’un circuit de refroidissement d’une aube selon l’invention, le plan de coupe passant par des toits des éléments en saillie situés dans cette cavité, et la figure 7B étant une vue à plus grande échelle d’un détail de la figure 7A ;
La est une vue schématique d’un noyau céramique pour le moulage de la cavité d’une aube selon l’invention ; et
La est une vue schématique en coupe selon la ligne IX-IX de la .
Description détaillée de l’invention La montre une vue en coupe axiale et partielle d’une turbomachine 1 d’axe longitudinal X à laquelle s’applique l’invention. La turbomachine représentée est une turbomachine double flux et double corps destiné à être montée sur un aéronef selon l’invention. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de turbomachine.
Cette turbomachine 1 à double flux comprend, de manière générale, une soufflante 2 montée en amont d’un générateur de gaz 3. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine et ici suivant l’axe longitudinal X (et même de gauche à droite sur la ). Les termes « axial » et « axialement » sont définis par rapport à l’axe longitudinal X. De même, les termes « radial », « interne » et « externe » sont définis par rapport à un axe radial Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X et au regard de l’éloignement par rapport à l’axe longitudinal X.
Le générateur de gaz 3 comprend d’amont en aval, un compresseur basse pression 4a, un compresseur haute pression 4b, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6a et une turbine basse pression 6b.
La soufflante 2, qui est entourée par un carter de soufflante 7 portée par une nacelle 8, divise l’air qui entre dans la turbomachine en un flux d’air primaire qui traverse le générateur de gaz 3 et en particulier dans une veine primaire 9, et en un flux d’air secondaire qui circule autour du générateur de gaz dans une veine secondaire 10.
Le flux d’air secondaire est éjecté par une tuyère secondaire 11 terminant la nacelle alors que le flux d’air primaire est éjecté à l’extérieur de la turbomachine via une tuyère d’éjection 12 située en aval du générateur de gaz 3.
La turbine haute pression 6a, comme la turbine basse pression 6b, comprend un ou plusieurs étages. Chaque étage comprend un aubage stator monté en amont d’un aubage mobile. L’aubage stator comprend une pluralité d’aubes de stator ou fixes, appelées distributeur, qui sont réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X. L’aubage mobile comprend une pluralité d’aubes mobiles qui sont réparties également circonférentiellement autour d’un disque centré sur l’axe longitudinal X. Les distributeurs dévient et accélèrent le flux aérodynamique en sortie de la chambre de combustion vers les aubes mobiles pour que celles-ci soient entrainées en rotation.
En référence aux figures 2 et 3, chaque aube de turbine (et ici une aube mobile 20 de turbine haute pression) comprend une pale 21 s’élevant radialement depuis une plateforme 22. Cette dernière est portée par un pied 23 qui est destiné à s’implanter dans une des rainures correspondantes du disque de turbine. Chaque pale 21 comprend une paroi intrados 24 et une paroi extrados 25 qui sont reliées en amont par un bord d’attaque 26 et en aval par un bord de fuite 27. Les parois intrados 24 et extrados 25 sont opposées suivant un axe transversal T qui est perpendiculaire aux axes longitudinal X et radial Z.
Les besoins accrus en performances et l’évolution des réglementations aéronautiques poussent les motoristes actuels à concevoir des moteurs fonctionnant dans des environnements (température, pression, vitesse de rotation, émission, etc.) toujours plus sévères. Ceci induit la nécessité de définir des aubes de turbine haute pression « nouvelle génération » pouvant résister à ce type de sollicitations.
Augmenter la température du gaz entrainant l’aube permet d’améliorer le rendement de la turbomachine. Cette température dépasse de plus en plus nettement et de plusieurs centaines de degrés la température de fusion du superalliage constituant l’aube. L’aube doit donc être refroidie de plus en plus efficacement.
Pour cela, l’aube 20 comprend un circuit de refroidissement 28 qui est agencé à l’intérieur de la pale 21 et qui est destiné à refroidir les parois de la pale subissant les températures élevées du flux d’air primaire quittant la chambre de combustion 5 et la traversant. Ce circuit de refroidissement 28 comprend plusieurs cavités qui communiquent entre elles de manière à former un conduit de type « « trombone ». Ce dernier comprend plusieurs passages ou retournements pour qu’un fluide de refroidissement, ici de l’air de refroidissement, balaie l’ensemble de la pale et de haut en bas suivant l’axe radial.
Le pied 23 comprend un canal d’alimentation 30 qui comprend une entrée d’air de refroidissement 31 prélevé en amont de la chambre de combustion 5 tel que sur le compresseur basse pression 4a, et qui débouche dans le conduit de type trombone. Le canal 30 débouche également sur une face radialement interne 32 du pied de l’aube qui comprend l’entrée d’air de refroidissement 31. Le circuit de refroidissement 28 comprend également des orifices de sortie 33 qui sont agencés au voisinage du bord de fuite 27 de la pale. Les orifices de sortie 33 sont orientés sensiblement suivant l’axe longitudinal X et sont alignés et répartis régulièrement sensiblement suivant l’axe radial. De la sorte, l’air de refroidissement RF qui circule depuis le pied de l’aube, traverse les cavités à l’intérieur de la pale et débouche dans les orifices de sortie 33.
Comme cela est illustré en détail sur la , le circuit de refroidissement 28 comprend plusieurs cavités agencées successivement de l’amont vers l’aval de la pale 21. En particulier, une première cavité 34 et une deuxième cavité 35 s’étendent chacune suivant l’axe radial dans la pale. La deuxième cavité 35 est disposée en aval de la première cavité 34 suivant le sens de circulation de l’air de refroidissement (et de l’amont vers l’aval suivant l’axe longitudinal X). La première cavité 34 et la deuxième cavité 35 sont séparées, au moins en partie, par une première cloison radiale 36 qui a une extrémité libre radialement interne 37. Cette dernière est située au niveau de l’extrémité de raccordement 38 de pied de l’aube (opposée radialement à l’extrémité libre 39 de la pale). L’extrémité libre 39 de la pale comprend par ailleurs, une paroi de fermeture (non représentée) qui permet de contenir l’air de refroidissement à l’intérieur de la pale pour son refroidissement. La première cloison 36 est raccordée à la paroi de fermeture à son extrémité radialement externe (opposée à son extrémité libre radialement interne 37).
Influence du « dépôt sec ».