INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Alternativement ou simultanément, un taux volumique de silicium dans la matrice céramique du premier matériau composite peut être inférieur à un taux volumique de silicium dans la matrice céramique du deuxième matériau composite à matrice céramique. La réduction du taux volumique de silicium dans le premier matériau composite à matrice céramique permet une augmentation du coefficient de dilatation thermique du premier matériau composite à matrice céramique. Le taux volumique de silicium dans la matrice céramique du premier matériau composite à matrice céramique peut être divisé par deux par rapport au taux volumique de silicium dans la matrice céramique du deuxième matériau composite à matrice céramique. Cela permet une augmentation du coefficient de dilatation thermique du premier matériau composite à matrice céramique par rapport à celui du deuxième matériau composite à matrice céramique d’au moins 0,1.10 -6 K -1 . La combinaison d’un taux volumique réduit de fibres et de silicium dans la matrice dans le premier matériau composite à matrice céramique selon les valeurs précitées permet une augmentation du coefficient de dilatation thermique du premier matériau composite à matrice céramique par rapport à celui du deuxième matériau composite à matrice céramique d’au moins 0,2.10 -6 K -1 .
La réduction du taux volumique de fibres, ou de silicium dans la matrice céramique, dans le premier matériau composite à matrice céramique par rapport à ceux du deuxième matériau composite peut être compensée par une augmentation du taux volumique de carbure de silicium dans la matrice céramique.
Enfin, dans le premier mode de réalisation, chaque portion intercalaire 50 de la paroi annulaire radiale 40 est entièrement réalisée dans le deuxième matériau composite à matrice céramique.
Il est maintenant fait référence aux figures 6 et 7 qui représentent partiellement un anneau 30 pour turbine de turbomachine d’axe longitudinal X1 selon un deuxième mode de réalisation, respectivement en perspective et en coupe dans un plan de coupe perpendiculaire à l’axe longitudinal X1.
L’anneau 30 selon le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le trou 34 de chaque partie de fixation 32a est entièrement formé au travers de la portion externe 62 de la partie fixation. Autrement dit, la partie du trou 34 qui est formée au travers de la portion externe 62 s’étend suivant la direction radiale selon une dimension relative de la première dimension D1 égale à 100%. Un tel agencement permet de réduire davantage les sollicitations mécaniques engendrées au niveau du trou 34 de chaque partie de fixation 32a.
Le premier point et le second point du bord périphérique 34a du trou 34, reliés respectivement par la première ligne 63 et la seconde ligne 64 délimitant la portion externe 62 dans un plan de coupe perpendiculaire à l’axe longitudinal X1, sont situés sur un cercle Ci centré sur l’axe longitudinal X1 qui passe par l’extrémité radialement interne du bord périphérique 34a du trou 34.
Il est maintenant fait référence aux figures 8 et 9 qui représentent partiellement un anneau 30 pour turbine de turbomachine d’axe longitudinal X1 selon un troisième mode de réalisation, respectivement en perspective et en coupe dans un plan de coupe perpendiculaire à l’axe longitudinal X1.
L’anneau 30 selon le troisième mode de réalisation diffère d’abord du premier mode de réalisation en ce que la première ligne 63 et la seconde ligne 64 qui délimitent la portion externe 62 de chaque partie de fixation 32a dans le plan de coupe perpendiculaire à l’axe longitudinal X1, comprennent chacune un segment radial 65 et un segment circonférentiel 66. En particulier, le segment circonférentiel 66 de la première ligne 63 et le segment circonférentiel 66 de la seconde ligne 64 coïncident avec un premier cercle C1 centré sur l’axe longitudinal X1. Le premier cercle C1 coïncide ici avec le cercle médian Cm de la section du trou 34 dans le plan de coupe perpendiculaire à l’axe longitudinal X1.
Par ailleurs, dans le troisième mode de réalisation, chaque portion intercalaire 50 de la paroi annulaire radiale 40 est, en partie, réalisée dans le deuxième matériau composite à matrice céramique. Chaque portion intercalaire 50 de la paroi annulaire radiale 40 comporte une portion externe 52 et une portion interne 51. La portion externe 52 étant réalisée dans le premier matériau composite à matrice céramique et la portion interne 51 étant réalisée dans le deuxième matériau composite.
A la fin de la sous-étape 125 d’application de l’autocorrélation spectrale, les signatures des roulements de l’arbre N2, notamment celle du roulement défectueux, sont nettement amplifiées, par rapport aux signatures non-désirés. Ces signatures de roulement permettent alors de diagnostiquer l’état de santé de l’arbre N2 et, s’il y a lieu, le défaut de roulement.
Toutefois, l’application de l’autocorrélation spectrale peut amplifier certaines familles d’harmoniques liés à la dynamique des arbres du fait de modulations ou d’interférences entre leurs signatures vibratoires ; ceci est par exemple le cas de signatures vibratoires présentant une cohérence spatiale entre elles non-négligeable. Par ailleurs, le spectre obtenu par l’autocorrélation spectrale conserve une tendance statistique artificielle liée au biais induit par l’opérateur d’autocorrélation spectrale.
Afin de corriger ce biais et cette amplification non-désirés, la méthode 100 selon l’invention permet optionnellement de mettre en œuvre la sous-étape 126, qui est une étape d’application, sur le spectre d’ordre 1 aplati, d’une deuxième TΔ. L’intérêt de cette étape est d’obtenir un spectre d’ordre 1 aplati corrigé, noté . Préférentiellement, la TΔ est appliquée à partir de la connaissance de la cinématique liée à l’arbre N2 déjà déterminé à la sous-étape 123 d’application de la TΔ. En particulier, la deuxième TΔ peut être mise en œuvre à partir du sous-ensemble des harmoniques significatives, déterminé précédemment à la sous-étape 123 d’application de la TΔ, et de la valeur corrective de chaque harmonique significative telle que . Il est précisé que désigne le même opérateur de la TΔ que celui de la sous-étape 123.
L’intérêt de cette étape 126 d’application de la deuxième TΔ est de supprimer tout ou une partie des familles d’harmoniques non-désirées, liées à la cinématique des arbres, qui peuvent apparaitre par l’application de la transformée d’autocorrélation spectrale à l’étape précédente.
La méthode 100 selon l’invention peut encore mettre en œuvre la sous-étape 127, qui est une étape d’application, sur le spectre d’ordre 1 aplati corrigé, d’une deuxième standardisation spectrale pour déterminé un spectre d’ordre 1 réduit, noté . Le but cette sous-étape est, notamment, d’aplatir le spectre d’ordre 1 aplati corrigé , afin de compenser le biais induit par l’application de l’autocorrélation spectrale. Cette seconde application de la standardisation spectrale permet, en sus, de rendre le spectre d’ordre 1 statistiquement universel, c’est-à-dire dont les propriétés statistiques sont comparables aux propriétés statistiques d’autres spectres standardisés, par exemple obtenus pour un même moteur dans d’autres conditions de mesure telles qu’un banc de mesure différent.
Préférentiellement, la standardisation spectrale est réalisée par application d’une seconde TZ, telle que décrite dans les sous-sous-étapes de la sous-étape 124 de standardisation spectrale.
Dans ce cas, la sous-étape 127 comprend une sous-sous-étape 127a d’estimation de la tendance du spectre d’ordre 1 aplati corrigé, préférentiellement à partir de la détermination d’une médiane mobile. La détermination de la médiane mobile peut être une opération de filtrage médian, du spectre d’ordre 1 aplati corrigé, qui consiste à calculer la valeur médiane du spectre d’ordre 1 aplati corrigé, sur la fenêtre temporelle, telle que , où est un opérateur de filtrage médian.
La sous-étape 127 comprend, ensuite, une sous-sous-étape 127b de détermination d’un spectre d’ordre 1 aplati corrigé centré à partir de l’estimation de la tendance du spectre d’ordre 1 aplati corrigé. Par exemple, le spectre d’ordre 1 aplati corrigé centré est défini tel que .
En outre, la sous-étape 127 de standardisation spectrale peut également comprendre une sous-sous-étape 127c de détermination d’une dispersion de la série fréquentielle. Cette dispersion, par exemple, est calculée à partir d’un écart moyen médian de la série fréquentielle du spectre d’ordre 1 aplati corrigé, dont l’intérêt et d’en avoir une estimation robuste au regard des anomalies. En conséquence, l’écart moyen médian, noté , peut être défini tel que :
De même que pour le spectre d’ordre 1, à la sous-étape 124, la distribution associée au spectre d’ordre 1 aplati corrigée n’est pas connue et doit être estimée. La sous-étape 127 de standardisation spectrale peut donc comprendre une sous-sous-étape 127d d’estimation empirique d’un écart-type, associé à la variance de la série fréquentielle du spectre d’ordre 1 aplati corrigé. Cette estimation empirique peut être mise en œuvre, comme à la sous-étape 124, en utilisant le fait que les anomalies émergent strictement du côté positif de l’axe des fréquences. Par conséquent, un écart-type robuste peut être estimé à partir de la partie droite de la fonction de distribution de probabilité empirique. En d’autres termes cela revient à définir le coefficient comme étant égal à une moyenne. La sous-sous-étape 127d d’estimation empirique d’un écart-type peut donc être une étape de détermination d’un l’écart-type, ou de la variance de la série fréquentielle, linéairement dépendant de l’écart médian moyen par un coefficient tel que , où désigne une fonction indicatrice qui vaut 1 lorsque et 0 ailleurs.
La sous-étape 127 de standardisation spectrale comprend une sous-sous-étape 127e de détermination du spectre d’ordre 1 réduit et noté . Ce spectre d’ordre 1 réduit peut, en outre, être déterminé à partir de la tendance et de la variance du spectre d’ordre 1 aplati corrigé tel que : , où désigne l’opérateur de standardisation de spectre, également appelé l’opérateur de la TZ. L’intérêt d’utiliser la TZ est, à nouveau, de garantir que le spectre d’ordre 1 réduit est défini par une moyenne nulle et un écart-type robuste et unitaire pour tout .
Une illustration des spectres obtenues à différentes sous-étapes de l’étape 120 de détermination du spectre d’ordre 1 est proposée sur la . En l’occurrence, la .a est le spectre d’ordre 1 obtenu par TΔ ; la .b est le spectre d’ordre 1 aplati après autocorrélation spectrale ; et la .c est le spectre d’ordre 1 réduit obtenu en fin de la sous-étape 127. Sur les spectres de la , les cercles noirs indiquent les positions des harmoniques de la signature vibratoire du roulement défectueux. Ces différentes représentations permettent de saisir tout l’intérêt de la méthode selon l’invention pour améliorer l’émergence de la signature vibratoire du défaut défectueux dans le spectre d’ordre 1.
Enfin, la sous-étape 128 est une étape de concaténation des spectres d’ordre 1 réduits pour former le spectrogramme d’ordre 1. La concaténation est mise en œuvre par la juxtaposition des spectres d’ordre 1 réduits suivant leur ordre chronologique dans le signal vibratoire. Le spectrogramme d’ordre 1, noté , tel que , où T est le nombre de fenêtres temporelles.
Le spectrogramme d’ordre 1 fournit une information complète sur le contenu statistique cyclostationnaire des roulements, à l’ordre 1, pour tous les régimes balayés durant l’acquisition.
On entend par « standardisation spectrale » une opération qui rend le spectre de moyenne nulle et d’écart-type unitaire. Grâce à l’utilisation de la standardisation spectrale, il est possible de faire une réduction statistique du spectrogramme d’ordre 1. En effet, la standardisation spectrale a pour effet de réduire et uniformiser les propriétés spectrales du spectrogramme. En outre, la standardisation spectrale permet implicitement de blanchir le spectrogramme du signal, ce qui améliore le rapport signal à bruit et compense le contenu harmonique associé aux modes de vibration et résonnances des éléments du moteur.
Ces divers outils utilisés dans l’invention permettent donc d’améliorer la robustesse de la détection de la signature vibratoire d’un roulement défectueux par rapport aux bruits contenus dans le signal vibratoire. En conséquence, la détection d’un défaut de roulement peut être réalisée de façon précoce, lors de l’apparition des tous premiers symptômes, et permet ainsi d’éviter une défaillance de la turbomachine.
Ainsi, la méthode selon l’invention fournit un moyen d’assistance, par exemple à un expert ou un opérateur, pour permettre l’établissement d’un diagnostic fiable de l’état de santé des roulements d’un aéronef, grâce à l’émergence de signatures harmoniques représentatives de défauts de roulements.
Dans un mode de réalisation, l’étape de détection de la signature vibratoire du défaut de roulement défectueux comprend une identification du roulement défectueux à partir de ladite signature vibratoire.
Grâce à ce mode de réalisation, il est possible de faciliter le diagnostic de l’état de santé, par un expert ou un opérateur, du roulement défectueux et de la machine tournante.
Dans un mode de réalisation, la méthode de surveillance selon le mode de réalisation précédent, comprenant en outre une étape de maintenance du roulement défectueux identifié.
Grâce à ce mode de réalisation, il est possible de déclencher une opération de maintenance pour effectuer une réparation ou changer le roulement défectueux identifié, afin de prolonger la durée de vie de la machine tournante et de prévenir une défaillance de la machine tournante.
Dans un mode de réalisation, le signal vibratoire est acquis sur une pluralité de phases de fonctionnement différentes de la machine tournante.
L’intérêt d’effectuer l’analyse du signal vibratoire suivant des phases de fonctionnement différentes de la machine tournante est de garantir la diversité des signatures vibratoires acquises et de s’assurer que, si la machine tournante comporte un roulement défectueux, sa signature vibratoire sera effectivement comprise dans le signal. En effet, la signature est susceptible de n’apparaitre qu’à des régimes moteurs spécifiques. Ainsi, la surveillance couvre la majorité de la marge opérationnelle de l’aéronef et augmente la probabilité de détection d’un défaut de roulement parmi le contenu fréquentiel riche du signal.
Dans un mode de réalisation, le spectrogramme d’ordre 1 et le spectrogramme d’ordre 2 sont déterminés à partir d’une Transformée de Fourier appliquée au signal vibratoire sur une pluralité de fenêtres temporelles successives dont une durée est comprise entre 0,1 s et 10 s.
Grâce à l’analyse du signal vibratoire suivant des fenêtres temporelles de petite taille, il est possible de considérer que les propriétés statistiques du signal vibratoire, variant en fonction des différents régimes du régime moteur, sont stationnaires sur la durée de la fenêtre temporelle. L’analyse du signal vibratoire garantit ainsi que la variabilité des régimes de fonctionnement de la machine tournante est prise en compte. Ce mode de réalisation permet également de faciliter la détection des signatures vibratoires de défauts de roulements en suivant les déviations des fréquences caractéristiques du roulement.
Dans un mode de réalisation, l’étape d’acquisition comprend en outre l’acquisition d’un signal de vitesse de la machine tournante mesuré au moyen d’un capteur de vitesse.
La mesure d’un signal de vitesse permet d’avoir une référence de vitesse à tout instant de mesure. Ce signal de vitesse peut, en l’occurrence, être utilisé pour rééchantillonner le signal vibratoire suivant les cycles de fonctionnement de la machine. Le signal de vitesse permet donc de recaler le signal vibratoire sur la vitesse de rotation du moteur. En d’autres termes, le signal de vibration permet d’identifier les cycles de fonctionnement de la machine dans le signal vibratoire.
Dans un mode de réalisation, la méthode comprend en outre, à l’étape de détermination du spectrogramme d’ordre 1, les étapes suivantes : Pour chaque fenêtre temporelle de la pluralité de fenêtres temporelles : Rééchantillonnage du signal vibratoire à partir du signal de vitesse pour obtenir un signal angulaire ; Détermination d’un spectre d’ordre 1 par application d’une Transformée de Fourier appliquée au signal angulaire ; Détermination d’un spectre d’ordre 1 corrigé par application d’une Transformée Delta au spectre d’ordre 1 ; Détermination d’un spectre d’ordre 1 standardisé par application d’une standardisation spectrale au spectre d’ordre 1 corrigé ; Détermination d’un spectre d’ordre 1 aplati par application d’une autocorrélation spectrale au spectre d’ordre 1 standardisé ; Concaténation des spectres d’ordre 1 aplatis, déterminés pour chaque fenêtre temporelle, pour former le spectrogramme d’ordre 1.
Dans un mode de réalisation, la méthode comprend en outre, à l’étape de détermination du spectrogramme d’ordre 1, les étapes suivantes : Pour chaque fenêtre temporelle de la pluralité de fenêtres temporelles : Détermination d’un spectre d’ordre 1 aplati corrigé par application d’une Transformée Delta au spectre d’ordre 1 aplati ; Détermination d’un spectre d’ordre 1 réduit par application d’une standardisation spectrale au spectre d’ordre 1 aplati corrigé ; l’étape de concaténation étant la concaténation des spectres d’ordre 1 réduit, déterminés pour chaque fenêtre temporelle, pour former le spectrogramme d’ordre 1.
En particulier, le procédé selon l’invention comprend :
une étape de distribution d’un flux de gaz comprenant une teneur variable en dihydrogène obtenu par un système de production de dihydrogène ou un système de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène, une étape de mesure de la teneur variable en dihydrogène présent dans le flux de gaz, une étape de traitement et de transmission de l’information représentative de ladite teneur en dihydrogène déterminée au cours de l’étape de mesure vers au moins un système de pilotage du système de production du dihydrogène ou du système de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène, une étape de pilotage du système de production du dihydrogène ou du système de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène en fonction l’information reçue de ladite teneur en dihydrogène.
En particulier, l’étape de mesure de la teneur en dihydrogène et l’étape de traitement et transmission de l’information représentative de ladite teneur en dihydrogène sont mises en œuvre avec le système selon l’invention tel que décrit précédemment.
Le procédé selon l’invention permet ainsi de contrôler un ou plusieurs paramètres de fonctionnement d’une unité de production de dihydrogène ou d’une unité de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène, notamment les conditions de température, de pression, le champ électrique, le débit du flux en entrée de l’unité de production ou de séparation, en fonction de l’information de la teneur en dihydrogène.
Ensemble L’invention est également relative à un ensemble comprenant au moins un système de fourniture d’un flux de gaz contenant une teneur variable en dihydrogène, relié à au moins un système de mesure et de transmission, tel que défini précédemment, et au moins un système différent d’un brûleur à dihydrogène.
De préférence, le système de fourniture du flux gaz comprend au moins une unité de production de dihydrogène (ou d’un flux comprenant une teneur variable en dihydrogène) ou une unité de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène.
De préférence, le système de fourniture du flux gaz comprend au moins une unité de distribution d’un flux, gazeux ou liquide, destiné à être acheminé vers au moins une unité de production de dihydrogène ou une unité de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène.
De préférence, le flux issu de l’unité de distribution est choisi dans le groupe constitué par un flux comprenant du gaz naturel ou un mélange de gaz naturel, un flux comprenant de l’ammoniac, un flux comprenant un mélange de gaz naturel et de dihydrogène, ou un flux liquide comprenant de l’eau.
De préférence, l’unité de production de dihydrogène (ou d’un flux comprenant une teneur variable en dihydrogène) est choisie dans le groupe constitué par une unité de décomposition du gaz naturel, une unité de vaporeformage du gaz naturel éventuellement doté d’un système de captation du dioxyde de carbone, une unité de craquage de l’ammoniac, ou une unité de production de dihydrogène par électrolyse de l’eau.
De préférence, l’unité de production de dihydrogène (ou d’un flux comprenant une teneur variable en dihydrogène) est choisie dans le groupe constitué par une unité de décomposition du gaz naturel, une unité de craquage de l’ammoniac, ou une unité de production de dihydrogène par électrolyse de l’eau.
De préférence, l’unité de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène est une unité de séparation par membrane ou par électrolyse.
De préférence, l’unité de séparation d’un mélange de gaz naturel et de dihydrogène est une unité de séparation par membrane, par exemple une membrane sous forme de polymère, céramique ou sous forme liquide.
Ainsi le flux, gazeux ou liquide, issu de l’unité de distribution est acheminé vers l’unité de production ou de séparation, tel que décrit précédemment, pour être transformé ou converti en dihydrogène ou un flux ayant une teneur enrichie en dihydrogène.
En d’autres termes, le flux en sortie de l’unité de production ou de séparation, tel que décrit précédemment, comprend une teneur en dihydrogène augmentée par rapport au flux en entrée de ladite unité de production ou de séparation.
Le système différent d’un brûleur à dihydrogène est notamment différent d’un système de combustion ou d’une unité destinée à contrôler la combustion.
De préférence, le système différent d’un brûleur à dihydrogène est un système de pilotage de l’unité de production du dihydrogène, telle que décrite précédemment, ou de l’unité de séparation du mélange de gaz naturel et du dihydrogène telle que définie ci-avant.
L’étape 130 de détermination du spectrogramme d’ordre 2 comporte cinq sous-étapes principales successives, numérotées 131 à 135, et deux sous-étapes optionnelles, numérotées 136 et 137. Ces étapes 131 à 137 sont répétées pour chacun des segments temporels, obtenus par convolution du signal vibratoire avec la fonction de fenêtrage. L’étape 130 de détermination du spectrogramme d’ordre 2 comprend également une dernière étape 138.
La sous-étape 131 est une étape de rééchantillonnage angulaire du signal vibratoire . Préférentiellement, le rééchantillonnage est réalisé à partir du signal de vitesse de l’arbre N2. Le rééchantillonnage permet d’obtenir un signal angulaire.
La sous-étape 132 est une étape de suppression de la partie déterministe du signal angulaire . L’intérêt de cette étape est de supprimer la partie angulairement périodique du signal indépendamment de la source de cette partie déterministe. En d’autres termes, cette étape permet d’estimer la partie aléatoire du signal, également appelé signal résiduel et noté , par la suppression de sa partie déterministe.
Le moyen pour obtenir le signal résiduel peut être un outil connu dans la littérature, par exemple, en s’appuyant sur la conception d’un filtre de Wiener.
Préférentiellement, l’outil d’estimation du signal résiduel est la méthode dite « Frequency-Domain Self-Adaptive Noise Cancellation » ou FD-SANC ( Antoni, R.B. Randall, Unsupervised noise cancellation for vibration signals: part II—a novel frequency-domain algorithm, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 18, Issue 1, 2004, Pages 103-11 ). L’intérêt de la méthode FD-SANC est qu’elle est efficace, rapide et complètement aveugle vis-à-vis des sources de la partie déterministe du signal. La méthode FD-SANC est basée sur la conception d’un filtre optimal de Wiener, noté , qui maximise la rapport signal-sur-bruit des harmoniques au sens de moindre carrée. Le signal résiduel s’écrit alors comme une simple convolution entre le signal et le filtre de Wiener tel que .