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ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Dans une pièce mécanique, un accident géométrique est une discontinuité brutale et très localisée de la géométrie, qui peut être désirée, par exemple un perçage ou un bossage, ou non-désirée, comme une entaille ou un accroc à la suite d’un choc.
On considère que si le comportement global, par exemple en déformation ou en déplacement, de la structure sans l’accident est le même que le comportement avec l’accident, alors l’accident géométrique est « petit ». De manière générale, on considère que ces accidents géométriques sont de dimensions suffisamment petites, par exemple entre 1/10ème et 1/100ème de la taille d’une structure qui accueille la pièce mécanique, et ne modifient pas le comportement de la pièce lors de son utilisation mais peuvent altérer, voire dégrader, sa tenue en fatigue et donc sa durée de vie. Il est donc nécessaire de disposer d’outils afin de contrôler que l’accident géométrique présent, qu’il soit désiré ou non, ne dégrade pas la durée de vie de la pièce.
On connait de la littérature trois principaux outils pour déterminer l’impact de l’accident géométrique sur la tenue en fatigue de la pièce : Par une analyse numérique de la pièce en tenant compte de l’intégralité des propriétés géométriques et mécaniques de l’accident géométrique, Par lecture d’un abaque d’accidents géométriques de pièces mécaniques et analyse numérique simplifiée de la pièce mécanique, Par test de charge sur une éprouvette comportant une reproduction de l’accident géométrique.
L’approche par analyse numérique de la pièce complète incluant l’accident géométrique permet de lever les doutes sur la tenue en fatigue de la pièce puisque l’intégralité des propriétés de l’accident géométrique sont prises en compte. Cependant la mise en œuvre de cette approche est difficilement envisageable dans un contexte de production en série ou de contrôle, puisqu’elle requiert une quantité de ressources informatiques non négligeable. En effet, la fiabilité du calcul dépend intrinsèquement de la précision du calcul, et donc des ressources engagées. Cette approche est essentiellement utilisée ponctuellement pour des études spécifiques.
Un accident géométrique étant de petite taille face aux dimensions de la pièce, il est possible de le modéliser, dans un outil d’analyse numérique, par un coefficient de concentration de contrainte plutôt que de prendre en compte sa forme géométrique et ses propriétés mécaniques complètes. En effet, prendre en compte un accident géométrique peut accroître le coût informatique de plusieurs ordres de grandeur s’il est représenté complètement. Il est donc préférable de tenir compte de l’accident géométrique en le représentant par un coefficient qui lui sera équivalent. Ceci permet d’effectuer une analyse numérique simplifiée plus rapide et tout aussi fiable que si l’intégralité de l’accident géométrique avait été pris en compte. Pour ce faire, le coefficient de concentration de contrainte est déterminé grâce à la lecture d’un abaque d’accidents géométriques, tel que l’abaque de Peterson (Peterson's Stress Concentration Factors, 4th Edition, Walter D. Pilkey, Deborah F. Pilkey, Zhuming Bi, John Wiley & Son, 2020). Ce coefficient a l’avantage d’être simple et rapide à déterminer puisqu’il s’agit d’une simple lecture du graphique correspondant à l’accident en question. Ainsi, si on connait caractéristiques géométriques et de chargement de l’accident géométrique, il est possible de déterminer le coefficient de concentration de contrainte associé. Bien que cette méthode soit simple et rapide à mettre en œuvre, les données disponibles dans ces abaques ne sont pas nécessairement transposables à toutes les applications industrielles. C’est notamment le cas en aéronautique où les conditions d’usinage et d’utilisation, dites « atypiques », des pièces mécaniques, telles que des pièces de turbine, se trouvent souvent au-delà des données renseignées dans les abaques, qui concernent des conditions dites « classiques » de fabrication et d’utilisation des pièces. A titre d’exemple, dans des turbines haute pression et basse pression, certaines pièces présentent des multi-perforations et/ou formes complexes de faibles dimensions (fentes, perturbateurs, etc…) telles que des distributeurs haute pression, des mobiles haute pression, des distributeurs basse pression ou des mobiles basse pression. On peut également mentionner la chambre de combustion qui comprend de multiples perforations. De plus, l’utilisation d’un abaque est restreinte par la nature même de l’abaque, où les données sont présentées sur des graphiques à deux dimensions. Dans un contexte aéronautique, les accidents géométriques peuvent dépendre de plus de deux paramètres, ce qui rend l’utilisation d’un tel abaque incompatible avec l’application recherchée.
Enfin, soumettre une éprouvette à un test de charge est très chronophage puisque la fabrication d’une éprouvette demande un temps non-négligeable, mais présente l’avantage de s’affranchir des limitations des abaques. En effet, il est possible de définir précisément, en fonction de l’application concernée, la géométrie souhaitée de l’éprouvette et les paramètres du test de charge afin de reproduire l’accident géométrique et d’évaluer sa tenue à la fatigue. L’inconvénient est que cette méthode requiert la connaissance du chargement appliqué à l’éprouvette pour la formation de l’accident géométrique, ce qui n’est pas toujours le cas ni en phase de conception ou de fabrication pour un accident désiré, ni en phase de contrôle pour un accident non-désiré. En outre, si plusieurs accidents géométriques différents sont à fabriquer ou à contrôler, il faudra prévoir une éprouvette pour chacun des accidents, rendant l’approche fastidieuse, et d’autant plus complexe, à mettre en œuvre.
Ainsi, il existe un besoin en un moyen de contrôle de la tenue en fatigue d’une pièce mécanique comportant un accident géométrique qui soit compatible avec les contextes de conception, fabrication et de contrôle d’une pièce aéronautique.
Par exemple, l’ensemble de carrosserie 12 comprend d’autres éléments de liaison non représentés sur les figures.
Par exemple, au moins l’un des éléments de liaison est par exemple réalisé dans le deuxième matériau composite 45.
Dans l’exemple illustré, chaque élément de liaison est réalisé dans le deuxième matériau composite 45.
En variante, certains éléments de liaison sont réalisés dans le deuxième matériau composite 45 et d’autres éléments de liaison sont réalisés dans un matériau présentant une nature différente du deuxième matériau composite 45, le matériau présentant une nature différente du deuxième matériau composite 45 étant par exemple un métal.
Le métal comprend par exemple de l’aluminium.
Dans ce cas, les éléments de liaison en métal sont détachables par exemple.
Par exemple, l’ensemble de carrosserie comprend en outre des pièces de jonction, par exemple de type « coins ».
Ces pièces de type coins relient par exemple la paroi supérieure 22 aux parois latérales 14, 16 et à la paroi avant 18 et/ou reliant la paroi inférieure 24 aux parois latérales 14, 16 et à la paroi avant 18.
Par exemple, les pièces de jonction sont dans le deuxième matériau composite 45.
Par exemple, les pièces de jonction sont réalisées par injection.
Un procédé de fabrication d’un ensemble de l’ensemble de carrosserie 12 selon l’invention est décrit dans la suite.
Le procédé de fabrication comprend une étape de réalisation de la ou chaque paroi composite de l’ensemble de carrosserie 12 comprenant au moins un panneau composite 30.
Dans le cas d’espèce, le procédé de fabrication de l’ensemble de carrosserie 12 illustré sur les figures 1 à 5 comprend la réalisation de chacune des cinq parois composites 14, 16, 18, 20, 22.
La réalisation de chacune des cinq parois composites 14, 16, 18, 20, 22 comprend la réalisation du panneau composite 30 de cette paroi composite 14, 16, 18, 20, 22.
La réalisation du panneau composite 30 comprend l’assemblage de l’âme 32, de la peau interne 31 et de la peau externe 33 les unes aux autres, avantageusement avec du PET, de sorte à obtenir le panneau composite 30.
Avantageusement la peau interne 31, l’âme 32 et la peau externe 33 sont assemblées par thermosoudage en utilisant le PET contenu dans la peau interne 31, l’âme 32 et la peau externe 33.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le calculateur de gestion CG (ou le calculateur du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1, notamment pour stocker l’état de test demandé et l’état en cours du dispositif de commutation DC, ainsi que d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de gestion CG (ou le calculateur du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins l’état de test demandé et l’état en cours du dispositif de commutation DC pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après l’avoir mis en forme et/ou démodulés et/ou amplifiés, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de gestion CG (ou le calculateur du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer un message (ou ordre) contenant l’état de test demandé au dispositif de commutation DC, et un message (ou ordre) de déclenchement d’une action (adaptation de l’alimentation électrique et/ou génération d’alerte(s) et/ou enregistrement de code(s) défaut).
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance décrit ci-avant pour surveiller dans le véhicule V le fonctionnement du dispositif de commutation DC.
Procédé de détection d’un impact de foudre par dépassement d’un gradient de mesure La présente invention se rapporte au domaine général de la détection d’un impact de foudre, et plus particulièrement de la détection par le système de régulation du moteur d’un aéronef d’un impact de foudre.
Les moteurs d’avion sont soumis à un environnement de foudre sévère et notamment à des impacts de foudre. En cas d’impact de foudre sur un avion, les mesures électriques faites sur les capteurs du moteur ou de l’avion peuvent être perturbées pour une courte durée. Ces perturbations peuvent néanmoins affecter la régulation du moteur et donc influencer la poussée du moteur.
Il est donc souhaitable de disposer d’un procédé de détection d’un impact de foudre permettant d’accommoder ces impacts et de réduire les perturbations sur la poussée du moteur, afin d’améliorer la robustesse du système de régulation du moteur de l’avion face à ces impacts.
L’invention concerne un procédé de détection d’un impact de foudre sur des mesures électriques d’un système de régulation d’un moteur d’aéronef comprenant : la détermination d’un seuil de détection d’un impact de foudre sur les mesures électriques du système de régulation du moteur, le seuil de détection étant un gradient maximal entre deux mesures électriques, le gradient maximal étant une différence en valeur absolue entre deux mesures électriques ; et la comparaison des gradients entre deux mesures électriques d’un ensemble de N mesures électriques consécutives par rapport au seuil de détection et la détection d’un impact de foudre sur la i-ème mesure si le gradient entre la i-ème mesure et les autres mesures est supérieur ou égal au seuil de détection, N étant un entier supérieur ou égal à 2 et i étant compris entre 1 et N.
Le procédé de l’invention permet ainsi de détecter les impacts de foudre. De plus, grâce à la définition d’un seuil de détection, il permet de détecter les impacts de foudre qui peuvent perturber le système et de ne pas prendre en compte la mesure touchée par l’impact de foudre afin de réduire les perturbations sur la poussée.
Par ailleurs, comme la détection est faite par le système de régulation, elle ne nécessite pas la présence d’un capteur spécifique et permet donc de limiter l’encombrement du moteur dans l’avion.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend la suppression des N mesures si on a détecté un impact de foudre sur au moins une des N mesures.
Ainsi, dès qu’un impact de foudre est détecté sur une mesure parmi un cycle de N mesures, les N mesures sont toutes invalidées.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend la fourniture de la (i-1)-ème mesure au système de régulation du moteur d’aéronef si on a détecté un impact de foudre sur la i-ème mesure, avec i compris entre 2 et N.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le système de régulation du moteur d’aéronef comprend un filtre à X entrées, X étant un entier strictement inférieur à N, et le procédé comprend la fourniture au filtre du système de régulation de X mesures, parmi les N mesures, dont on n’a pas détecté d’impact de foudre.
Ainsi, seules les mesures non touchées par l’impact de foudre sont fournies au filtre.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, N est égal à 4.
Un autre objet de l’invention est un système de régulation d’un moteur d’aéronef comprenant : un capteur configuré pour mesurer une grandeur électrique ; un convertisseur analogique-numérique configuré pour convertir la mesure du capteur en signal numérique ; et un circuit numérique programmable configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention sur les mesures converties par le convertisseur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de régulation comprend également un filtre placé en parallèle du circuit numérique programmable et configuré pour réduire le bruit et améliorer la précision et la résolution du signal numérique issu du convertisseur.
D 56 : distance séparant le trou 51 du bord latéral libre de la batterie
D 57 : distance séparant le trou 52 du bord latéral libre de la batterie
D 58 : distance séparant le trou 53 du bord latéral libre de la batterie
D 59 : distance séparant le trou 54 du bord latéral libre de la batterie
75, 75’ : Zone de connexion anodique
76, 76’ : Zone de connexion cathodique
92 : seconde couche de nickel des terminaisons
93 : troisième couche d'étain des terminaisons
Description de l’invention Le procédé conforme à l’invention comprend tout d’abord une étape dans laquelle on réalise un empilement I de feuilles alternées, ces feuilles étant dénommées dans ce qui suit, selon le cas, « feuilles d’anode » et « feuilles de cathode ». Comme on le verra plus en détail, chaque feuille d’anode est destinée à former l’anode de plusieurs batteries, et chaque feuille de cathode est destinée à former la cathode de plusieurs batteries. Dans l’exemple illustré sur la , on a représenté cinq feuilles de cathode 1 , ainsi que cinq feuilles d’anode 3 . En pratique, cet empilement est formé par un nombre plus élevé de feuilles, typiquement compris entre dix et mille. Dans un mode de réalisation avantageux, toutes ces feuilles présentent des perforations 2 à leurs quatre extrémités de manière à ce que lorsque ces perforations 2 sont superposées, toutes les cathodes et toutes les anodes de ces feuilles sont agencées spécifiquement, comme ceci sera expliqué en plus grand détail ci-après (cf. figures 1 et 2). Ces perforations 2 aux quatre extrémités des feuilles sont des mires de positionnement permettant d’aligner les feuilles lors de leur empilement.
Ces perforations 2 aux quatre extrémités des feuilles peuvent être réalisées par tout moyen approprié, notamment sur des feuilles d’anode et de cathode après fabrication ou sur des feuilles d’anode et/ou de cathode revêtues d’une couche d’électrolyte ou revêtues d’un séparateur de manière à ce que cette couche d’électrolyte ou ce séparateur soit intercalé(e) entre deux feuilles de polarité opposée, i.e. entre la feuille d’anode et la feuille de cathode.
La structure physico-chimique de chaque feuille d’anode ou de cathode, qui peut être de type connue, ne fait pas partie de l’invention et ne sera décrite que de manière succincte. Chaque feuille d’anode 3 comprend un substrat collecteur de courant anodique revêtu d’une couche active d’un matériau d’anode, ci-après couche d’anode. Chaque feuille de cathode 1 comprend un substrat collecteur de courant cathodique revêtu d’une couche active d’un matériau de cathode, dénommée ci-après couche de cathode. Chacune de ces couches actives peut être solide, et plus particulièrement de nature dense ou poreuse. Par ailleurs, afin d’éviter tout contact électrique entre deux feuilles adjacentes, à savoir, entre deux couches actives de polarités opposées, une couche d’électrolyte ou un séparateur imprégné d’un électrolyte liquide (non représenté sur la ) est disposé sur au moins l’une de ces deux feuilles, à savoir, sur la couche active d’au moins l’un de ces substrats collecteurs de courant préalablement revêtu de la couche active, au contact de la couche active de la feuille en regard. La couche d’électrolyte ou le séparateur imprégné d’un électrolyte liquide, non représenté sur les figures décrivant la présente invention, est intercalé entre deux feuilles de polarité opposée, i.e. entre la feuille d’anode et la feuille de cathode. De manière plus précise, la couche d’électrolyte ou le séparateur, peut être disposé(e) sur la couche d’anode et/ou sur la couche de cathode ; la couche d’électrolyte ou le séparateur fait partie intégrante de la feuille d’anode 3 et/ou de la feuille de cathode 1 la ou le comprenant.
Une cellule élémentaire de batterie comprend successivement au moins un substrat collecteur de courant anodique, au moins une couche d’anode, au moins une couche d’un matériau d’électrolyte ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte, au moins une couche de cathode, et au moins un substrat collecteur de courant cathodique. Les substrats collecteurs de courant peuvent être des feuillards métalliques.
Avantageusement, les deux faces du substrat collecteur de courant anodique, respectivement cathodique, peuvent être revêtues d’une couche d’anode, respectivement d’une couche de cathode, et optionnellement d’une couche d’électrolyte ou de séparateur, disposé(e) sur la couche d’anode, respectivement sur la couche de cathode. Dans ce cas, le substrat collecteur de courant anodique, respectivement cathodique, servira de collecteur de courant pour deux cellules élémentaires adjacentes. L’utilisation de ces substrats dans les batteries permet d’accroitre le rendement de production des batteries rechargeables à forte densité d’énergie et forte densité de puissance.
On va maintenant décrire la structure mécanique de l’une des feuilles de cathode 1 , étant entendu que les autres feuilles de cathode présentent une structure identique. Par ailleurs, comme on le verra dans ce qui suit, les feuilles d’anode 3 possèdent une structure très voisine de celle des feuilles de cathode 1 .
Comme cela est visible sur la , la feuille de cathode 1 présente une forme de quadrilatère, sensiblement de type carré. Elle délimite une zone centrale 10 dite perforée, dans laquelle sont ménagées des fentes en forme de H qui vont être décrites ci-après. En référence au positionnement de ces fentes en forme de H, on définit une direction dite verticale YY de la feuille, qui correspond à la direction verticale de ces H, ainsi qu’une direction dite horizontale XX de la feuille, perpendiculaire à la direction YY . La zone centrale 10 est bordée par un cadre périphérique 12 qui est plein, à savoir dépourvu de fentes. La fonction de ce cadre est notamment d’assurer une manipulation aisée de chaque feuille.
Les fentes en forme de H sont réparties selon des lignes L 1 à L y , disposées les unes au-dessous des autres, ainsi que selon des rangées R 1 à R x prévues les unes à côté des autres. A titre d’exemples non limitatifs, dans le cadre de la fabrication de micro-batteries de type composant montable en surface (ci-après CMS), les feuilles d’anode et de cathode employées peuvent être des plaques de 100 mm x 100 mm. De manière typique, le nombre de lignes de ces feuilles est compris entre 10 et 500, alors que le nombre de rangées est compris entre 10 et 500. En fonction de la capacité souhaitée de la batterie, ses dimensions peuvent varier et le nombre de ligne et de rangées par feuilles d’anode et de cathode peut être adapté en conséquence. Les dimensions des feuilles d’anode et de cathode employées peuvent être modulées en fonction des besoins. Comme montré en , deux lignes adjacentes sont séparées par des ponts de matière 20 , dont on note H 20 la hauteur, laquelle est comprise entre 0,05 mm et 5 mm. Deux rangées adjacentes sont séparées par des bandes de matières 22 , dont on note L 22 la largeur, laquelle est comprise entre 0,05 mm et 5 mm. Ces ponts et bandes de matières des feuilles d’anode et de cathode leur confèrent une rigidité mécanique suffisante pour qu’elles puissent être manipulées aisément.
Ces trames sont passées au module 204-2 qui les transmet au dispositif local 101 dont l’adresse (et le port) est associée, dans une table de routage par exemple au sein du serveur du réseau de communication, à l’identifiant de VCI. Cette transmission est réalisée à l’aide du protocole http ou HTTPS à l’intérieur de la connexion web socket. Dans ce cas, le module 205-2 peut prendre la forme d’un serveur http avec lequel le module 204-2 communique.
Les trames reçues sont passées au module 205-1 grâce à l’identifiant de VCI présent dans chaque trame. Le module 205-1 désencapsule alors ces trames de sorte à reformer le message de diagnostic.
Ce dernier est transmis par l’agent de liaison 205 à la DLL primaire 104. Cette transmission repose sur la correspondance dynamique effectuée entre l’agent de liaison 205 et la DLL primaire 104 lors du chargement de cette dernière.
La suite de la transmission du message de diagnostic vers l’interface VCI est classique.
La transmission des messages de réponse (depuis les calculateurs vers l’application 102) suit les mêmes mécanismes, dans le sens inverse.
La illustre schématiquement la gestion des liaisons en cas de pluralité d’applications de diagnostic véhicule 102 sur le dispositif distant 201.
Un opérateur ou expert distant, utilisateur du dispositif distant 201, peut mener en parallèle ou dans le temps plusieurs opérations de diagnostic pour le compte d’un même garagiste (comme sur la ) ou pour le compte de plusieurs garagistes (auquel cas plusieurs dispositifs locaux 101 sont mis en œuvre, reliés au dispositif distant 201 par le réseau 210).
L’opérateur distant dispose de plusieurs applications constructeur 102 pouvant provenir du même constructeur ou de plusieurs constructeurs différents, ici trois applications APP_A, APP_B et APP_C. Pour chaque application, une interface VCI est sélectionnée (étape 13) permettant le chargement d’une DLL de liaison respective 204. Dans l’exemple illustré, l’opérateur sélectionne l’interface VCI1 « service 1 » via l’application APP_A. En conséquence de quoi, la DLL de liaison « service 1 » est chargée par APP_A. La Figure n’illustre que les DLL de liaison chargées et non celles préinstallées (possiblement plus nombreuses) qui ne sont pas utilisées. De même, l’opérateur sélectionne l’interface VCI2 « service 2 » via l’application APP_B, en conséquence de quoi, la DLL de liaison « service 2 » est chargée par APP_B. Egalement, l’opérateur sélectionne l’interface VCI3 « service 3 » via l’application APP_C, en conséquence de quoi, la DLL de liaison « service 3 » est chargée par APP_C.
Du côté de l’opérateur local ou des opérateurs locaux faisant appel aux services de l’opérateur distant, le ou les agents de liaison 205 sont lancés. Un choix des interfaces VCI à utiliser peut être proposé à l’opérateur local de façon similaire au choix dans l’application de diagnostic véhicule 102, de sorte à permettre le chargement de la DLL primaire 104 idoine mais également du module de conversion 205-1 adapté à la DLL de liaison 205.