DOMAINE DE L'INVENTION

La présente demande concerne le domaine de l’aéronautique. Plus précisément, la présente demande concerne le dégivrage de pièces d’un aéronef, typiquement de pièces en matériau composite, et plus particulièrement d’aubes de moteur d’aéronef.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Certaines pièces d’un aéronef, telles qu’une aube du moteur, sont exposées à un flux d’air froid lors du fonctionnement de l’aéronef. Une telle exposition est susceptible d’entraîner la formation, puis l’accrétion, de glace au niveau d’une surface de ces pièces qui est exposée au flux d’air froid, ce qui peut mettre en péril le fonctionnement de l’aéronef.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un but de l’invention est d’empêcher la formation et/ou l’accrétion de glace au niveau d’une surface d’une pièce d’aéronef de manière simple, peu coûteuse et facilement industrialisable.

Il est à cet effet proposé, selon un aspect de la divulgation, une pièce d’aéronef comprenant : une structure en matériau composite comprenant un renfort fibreux noyé dans une matrice ; au moins un élément de chauffage configuré pour chauffer la pièce, l’élément de chauffage étant noyé dans la matrice de la structure en matériau composite.

Avantageusement, mais facultativement, la pièce selon la divulgation peut comprendre l’une au moins des caractéristiques suivantes, prise seule ou en combinaison :

- l’élément de chauffage est distinct du renfort fibreux ;

- l’élément de chauffage comprend un support perméable à la matrice et un organe chauffant configuré pour chauffer la pièce ;

- l’organe chauffant comprend une portion électriquement conductrice, le support étant configuré pour isoler électriquement la portion électriquement conductrice du renfort fibreux ;

- elle comprend en outre un élément de connexion électrique configuré pour relier électriquement la portion électriquement conductrice à une source d’alimentation électrique ; et une gaine électriquement isolante recevant l’élément de connexion électrique de sorte à isoler électriquement l’élément de connexion électrique du renfort fibreux ; - le support comprend une première couche et une deuxième couche, l’organe chauffant étant positionné entre la première couche et la deuxième couche ;

- au moins une de la première couche et de la deuxième couche comprend une portion tissée et/ou une portion tricotée ;

- au moins une de la première couche et de la deuxième couche comprend un tissu en maille jetée ;

- elle comprend une pluralité d’éléments de chauffage répartis avec une densité différente selon leur position au sein de la pièce ; et

- la pièce est une aube pour moteur d’aéronef, l’aube comprenant de préférence une pluralité d’éléments de chauffage répartis avec une densité différente selon leur position au sein de l’aube, avec une densité supérieure au niveau du pied de l’aube qu’au niveau de la tête de l’aube.

Selon un autre aspect de la divulgation, il est proposé une soufflante comprenant un moyeu et une pluralité d’aubes telles que précédemment décrites s’étendant radialement à partir du moyeu.

Selon un autre aspect de la divulgation, il est proposé un procédé de fabrication d’une pièce telle que précédemment décrite, comprenant les étapes de : réalisation du renfort fibreux ; fixation de l’élément de chauffage sur le renfort fibreux ; puis solidification de la matrice.

Avantageusement, le procédé peut comprendre une étape d’imprégnation de l’élément de chauffage par la matrice. Le cas échéant, la fixation de l’élément de chauffage sur le renfort fibreux peut être mis en oeuvre avant ou après l’étape d’imprégnation de l’élément de chauffage par la matrice. En outre, l’étape d’imprégnation de l’élément de chauffage par la matrice peut être mise en oeuvre en même temps qu’une étape d’imprégnation du renfort fibreux par la matrice ou, alternativement, avant ou après l’étape d’imprégnation du renfort fibreux par la matrice.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de la divulgation ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

La figure 1 est une vue en coupe schématique d’un ensemble propulsif pour aéronef.

La figure 2 est une vue en coupe schématique d’un autre ensemble propulsif pour aéronef. La figure 3 illustre divers composants d’une aube pour moteur d’aéronef.

La figure 4 illustre une partie d’une aube selon un mode de réalisation.

La figure 5 est une vue en coupe de la figure 4.

La figure 6 illustre une aube selon un mode de réalisation.

La figure 7 est un organigramme présentant un mode de mise en oeuvre d’un procédé de fabrication d’une aube.

Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Ensemble propulsif

La figure 1 illustre un ensemble propulsif 1 présentant un axe longitudinal X-X, et comprenant un moteur 2 (ou turbomachine) et une nacelle 3 entourant le moteur 2.

L’ensemble propulsif 1 est destiné à être monté sur un aéronef (non représenté), tel qu’un avion ou un hélicoptère, par exemple sous l’aile de l’aéronef, sur l’aile ou encore à l’arrière du fuselage de l’aéronef. A cet égard, l’ensemble propulsif 1 peut comprendre un mât (non représenté) destiné à relier l’ensemble propulsif 1 à une partie de l’aéronef.

Le moteur 2 illustré sur la figure 1 est un turboréacteur à double corps, double flux et entraînement direct. Ceci n’est toutefois pas limitatif puisque le moteur 2 peut comporter un nombre différent de corps et/ou de flux, et/ou être un autre type de turboréacteur, tel qu’un turboréacteur à réducteur ou un turbopropulseur.

Sauf précision contraire, les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence à la direction globale d’écoulement d’air à travers l’ensemble propulsif 1 en fonctionnement. De même, une direction axiale correspond à la direction de l'axe longitudinal X-X et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l’axe longitudinal X-X et coupant l’axe longitudinal X-X. Par ailleurs, un plan axial est un plan contenant l'axe longitudinal X-X et un plan radial est un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal X-X. Une circonférence s’entend comme un cercle appartenant à un plan radial et dont le centre appartient à l’axe longitudinal X-X. Une direction tangentielle ou circonférentielle est une direction tangente à une circonférence : elle est orthogonale à l’axe longitudinal X-X mais ne passe pas par l’axe longitudinal X-X. Enfin, les adjectifs « intérieur » (ou « interne ») et « extérieur » (ou « externe ») sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe longitudinal X-X que la partie extérieure du même élément. Comme visible sur la figure 1, le moteur 2 comprend, de l’amont vers l’aval, une soufflante 20, une section de compression 22 comprenant un compresseur basse pression 220 et un compresseur haute pression 222, une chambre de combustion 24 et une section de détente 26 comprenant une turbine haute pression 262 et une turbine basse pression 260. La soufflante 20, la partie rotor du compresseur basse pression 220, et la partir rotor de la turbine basse pression 260 sont reliées entre elles par un arbre basse pression 280 s’étendant le long de l’axe longitudinal X-X, la soufflante 20, le compresseur basse pression 220 et la turbine basse pression 260 formant alors un corps basse pression. La partie rotor du compresseur haute pression 222 et la partie rotor de la turbine haute pression 262 sont reliées entre elles par un arbre haute pression 282 s’étendant le long de l’axe longitudinal X-X, le compresseur haute pression 222 et la turbine haute pression 262 formant alors un corps haute pression. Comme visible sur la figure 1 , la section de compression 22, la chambre de combustion 24 et la section de détente 26 sont entourés par un carter moteur 23, tandis que la soufflante 20 est entourée par un carter de soufflante 25. Le carter moteur 23 et le carter de soufflante 25 sont reliés entre eux par des bras structuraux 27 profilés formant redresseurs (ou OGV pour « Outlet Guide Vanes » dans la terminologie anglo- saxonne) répartis de manière circonférentielle tout autour de l’axe longitudinal X-X. L’axe longitudinal X-X forme un axe de rotation pour la soufflante 20, la partir rotor de la section de compression 22 et la partie rotor de la section de détente 26, lesquelles sont susceptibles d’être entraînées en rotation autour de l’axe longitudinal X-X par rapport au carter moteur 23 et au carter de soufflante 25.

La nacelle 3 s’étend radialement à l’extérieur du moteur 2, tout autour de l’axe longitudinal X-X, de sorte à entourer à la fois le carter de soufflante 25 et le carter moteur 23, et à définir, avec une partie aval du carter moteur 23, une partie aval d’une veine secondaire B, la partie amont de la veine secondaire B étant définie par le carter de soufflante 25 et une partie amont du carter moteur 23. La partie amont de la nacelle 3 définit en outre une entrée d’air 29 par laquelle la soufflante 20 aspire le flux d’air circulant à travers l’ensemble propulsif 1.

En fonctionnement, la soufflante 20 aspire un flux d’air dont une portion, circulant au sein d’une veine primaire À, est, successivement, comprimée au sein de la section de compression 22, enflammée au sein de la chambre de combustion 24 et détendue au sein de la section de détente 26 avant d’être éjectée hors du moteur 2. La veine primaire À traverse le carter moteur 23 de part en part. Une autre portion du flux d’air circule au sein de la veine secondaire B qui prend une fourme annulaire allongée entourant le carter moteur 23, l’air aspiré par la soufflante 20 étant redressé par les redresseurs 27 puis éjecté hors de l’ensemble propulsif 1. De cette manière, l’ensemble propulsif 1 génère une poussée. Cette poussée peut, par exemple, être mise au profit de l’aéronef sur lequel l’ensemble propulsif 1 est rapporté et fixé.

La figure 2 illustre un autre ensemble propulsif 1 , présentant également un axe longitudinal X-X, et comprenant aussi un moteur 2, ainsi qu’une nacelle 3.

Contrairement au moteur 2 de l’ensemble propulsif 1 illustré sur la figure 1, le moteur 2 de l’ensemble propulsif 1 illustré sur la figure 2 ne comprend pas de soufflante 20 carénée, mais une soufflante 20 (ou hélice) non-carénée. La nacelle 3 est, quant à elle, destinée à être fixée à l’aéronef, de la même manière que pour l’ensemble propulsif 1 illustré sur la figure 1 , et définit également une entrée d’air 29. L’ensemble propulsif 1 illustré sur la figure 2 est du type « Open-Rotor », plus particulièrement dans une configuration appelée « pusher », c’est-à-dire dans laquelle la soufflante 20 non-carénée est positionnée à l’aval du moteur 2 et à l’aval de l’entrée d’air 29. Ceci n’est toutefois pas limitatif, puisqu’un ensemble propulsif 1 de type « Open-Rotor » peut également se trouver dans une configuration appelée « puller », dans laquelle la soufflante 20 est positionnée en amont du moteur 2, l’entrée d’air 29 étant positionnée en amont de la soufflante 20, entre les deux étages rotors 200, 202 de soufflante 20, ou en aval de la soufflante 20.

Sur la figure 2, la soufflante 20 comprend deux étages rotors 200, 202 contrarotatifs, c’est- à-dire que, en fonctionnement, les étages rotors 200, 202 sont entraînés en rotation autour de l’axe longitudinal X-X en sens opposés. Ceci n’est toutefois pas limitatif, puisque la soufflante 20 peut également comprendre un étage rotor, entraînée en rotation autour de l’axe longitudinal, et un étage stator, fixe en rotation, l’étage stator étant positionné en aval de l’étage rotor, et se comporte comme un redresseur afin de redresser le flux d’air aspiré par l’étage rotor. De manière générale, les étages rotors 200, 202 d’un open-rotor tournent moins vite qu’une soufflante 20 caréné. En outre, la longueur des pales d’aubes 2000 de soufflante 20 est plus importante pour un ensemble propulsif 1 tel qu’illustré sur la figure 2 que pour un ensemble propulsif 1 tel qu’illustré sur la figure 1. Les aubes 2000 de soufflante 20 d’un ensemble propulsif 1 tel qu’illustré sur la figure 2 sont donc particulièrement sensibles au phénomène d’accrétion de glace. En outre contrairement à une soufflante 20 carénée, toute la surface des aubes 2000 des étages rotors 200, 202 de la soufflante 20 d’un open-rotor peut être le lieu de givrage.

Comme visible sur la figure 2, le moteur 2 comprend, de l’amont vers l’aval, une section de compression 22, une chambre de combustion 24 et une section de détente 26 comprenant une turbine haute pression 262 et une turbine basse pression 260. La partie rotor de la turbine haute pression 262 est reliée à au moins une portion de la partie rotor de la section de compression 22 par un arbre haute pression 282 s’étendant le long de l’axe longitudinal X-X. La turbine basse pression 260 comprend deux rotors, chacun solidaire en rotation avec les étages rotors 200, 202 de la soufflante 20. Ceci n’est toutefois pas limitatif puisque, lorsque la soufflante 20 comprend un étage rotor et un étage stator, une partie rotor de la turbine basse pression 260 est reliée à l’étage rotor de la soufflante 20, tandis qu’une partie stator de la turbine basse pression 260 est reliée à l’étage stator de la soufflante 20. La section de compression 22, la chambre de combustion 24 et la section de détente 26 sont entourés par la nacelle 3.

En fonctionnement, chacune de la soufflante 20 et de la section de compression 22 aspire un flux d’air. L’air À aspiré par la section de compression 22 est, successivement, comprimé au sein de la section de compression 22, enflammée au sein de la chambre de combustion 24 et détendue au sein de la section de détente 26 avant d’être éjectée hors du moteur 2. L’air B aspiré par la soufflante 20 circule autour de la nacelle 3 avant d’être éjecté en aval de l’ensemble propulsif 1. De cette manière, l’ensemble propulsif 1 génère une poussée. Cette poussée peut, par exemple, être mise au profit de l’aéronef sur lequel l’ensemble propulsif 1 est rapporté et fixé.

Le moteur 2 de chacun des ensembles propulsifs illustré sur la figure 1 et sur la figure 2 comprend au moins un rotor, typiquement la soufflante 20, et un stator, typiquement le redresseur 27, qui comprennent chacun un moyeu 2001 , 2701 , centré sur l’axe longitudinal X-X, et duquel s’étend radialement une pluralité d’aubes 2000, 2700.

Aube pour moteur

Comme visible sur la figure 3, au moins une parmi les aubes 2000, 2700 du moteur 2, typiquement toutes les aubes 2000, 2700 de la soufflante 20 et du redresseur 27, comprend une pale 4 et un pied 5, le pied 5 permettant de fixer l’aube 2000, 2700 au moyeu 2001 , 2701. L’aube 2000, 2700, et plus particulièrement la pale 4, peut comprendre une structure en matériau composite comprenant un renfort fibreux noyé dans une matrice. Ceci permet en effet d’optimiser la masse de l’ensemble propulsif 1 et améliore sa performance.

Le renfort fibreux peut être formé à partir d’une préforme fibreuse (ou textile) en une seule pièce, obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche, avec épaisseur évolutive. Il peut comprendre des torons de chaîne et de trame. Le tissage tridimensionnel indique généralement que les torons de chaîne suivent des trajets sinueux afin de lier entre eux des torons de trame appartenant à des couches de torons de trame différentes exception faite de déliaisons, étant noté qu'un tissage tridimensionnel, notamment à armure interlock, peut inclure des tissages 2D en surface. Différentes armures de tissage tridimensionnel peuvent être utilisées, telles que des armures interlock, multi-satin ou multi-voile. Le renfort fibreux peut ainsi comprendre des arrangements fibreux tissés (bidimensionnels ou tridimensionnels), tressés, tricotés ou stratifiés. Les fibres du renfort fibreux peuvent comprendre l’un des matériaux suivants : carbone, verre, basalte, aramide, polypropylène et/ou céramique.

La matrice comprend typiquement une matière organique (thermodurcissable, thermoplastique ou élastomère) ou une matrice en carbone. Par exemple, la matrice comprend une matière plastique, typiquement un polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide.

La pale 4 présente, au moins sur une portion, un profil aérodynamique propre à être placé dans un flux lorsque l’ensemble propulsif 1 est en fonctionnement, afin de générer une portance. Le profil aérodynamique comprend un intrados 40, un extrados 42, un bord d’attaque 44 et un bord de fuite 46. Le bord d’attaque 44 est configuré pour s’étendre en regard de l'écoulement d’air au sein de l’ensemble propulsif 1 , et correspond à la partie antérieure d'un profil aérodynamique qui fait face au flux d'air et qui divise l'écoulement d'air en un écoulement d'intrados 40 et en un écoulement extrados 42. Le bord de fuite 46, quant à lui, correspond à la partie postérieure du profil aérodynamique, où se rejoignent les écoulements intrados 40 et extrados 42. L’intrados 40 voire l’extrados 42 de la pale 4 peut être recouvert d’un film polyuréthane pour la protection contre l’érosion.

Dans un mode de réalisation (non représenté) la pale peut comprendre deux peaux, qui sont raccordées l’une à l’autre et s’étendent globalement l’une en face de l’autre. Les peaux sont conformées de sorte à définir ensemble le profil aérodynamique. Les peaux sont réalisées dans un matériau composite comprenant le renfort fibreux densifié par une matrice. Elles sont donc monolithiques et sont réalisées d’une seule pièce selon un mode de réalisation non limitatif. En variante, il est possible de considérer un renfort fibreux pour l’intrados et un autre pour l’extrados.

Dans un mode de réalisation illustré sur la figure 3, l’aube 2000, 2700 comprend en outre un longeron 6, une pièce de remplissage 7 et un bouclier 8.

Le longeron 6 peut comprendre, comme illustré sur la figure 3, une partie de pied d’aube 5 qui s’étend à l’extérieur de la pale 4 et une partie de pale qui est disposée à l’intérieur de la pale 4 de sorte à en former une âme. La partie de pied d’aube 5 est configurée pour être insérées dans le moyeu 2001 , 2701. Le longeron 6 peut être réalisé en métal et en une seule pièce, dans laquelle la partie de pied d’aube 5 et la partie de pale sont monolithiques. Le matériau métallique du longeron 6 peut comprendre l’un au moins des matériaux suivants : acier, titane, alliage de titane (en particulier du TÀ6V, comprenant du titane, de l’aluminium, du vanadium et des traces de carbone, de fer, d’oxygène et d’azote), superalliage à base de nickel tel que de l’Inconel, alliage d’aluminium. En variante, le longeron 6 peut comprendre un matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice. De manière analogue à la structure en matériau composite de la pale 4, la matrice du longeron 6 comprend typiquement une matière organique (thermodurcissable, thermoplastique ou élastomère) ou une matrice en carbone. Par exemple, la matrice comprend une matière plastique, typiquement un polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide. Les fibres du renfort fibreux du longeron 6 comprennent au moins l’un des matériaux suivants : carbone, verre, basalte, aramide, polypropylène et/ou céramique. Le renfort fibreux du longeron 6 peut comprendre des arrangements fibreux tissés (bidimensionnels ou tridimensionnels), tressés, tricotés ou stratifiés. La matrice du longeron 6 et la matrice de la structure en matériau composite de l’aube 2000, 2700 peuvent le cas échéant être identiques. Les fibres du renfort fibreux du longeron 6 peuvent être réalisées dans un matériau identique ou différent des fibres du renfort fibreux de la structure en matériau composite de l’aube 2000, 2700. En définitive, le longeron 6 est préférentiellement en matériau composite à matrice organique époxy renforcée par fibres de carbone tissées 3D avec la direction de chaîne majoritairement orientée radialement et la trame majoritairement orientée selon la corde de la pale 4 à hauteur de veine aérodynamique. Cependant, le longeron 6 peut également être un assemblage plus avantageux mécaniquement de différents matériaux composites à matrice organique (thermodurcissable, thermoplastique ou élastomère) renforcés par fibres longues (carbone, verre, aramide, polypropylène) selon plusieurs arrangements fibreux (tissé, tressé, tricoté, unidirectionnel).

La pièce de remplissage 7 est placée au sein de la structure à profil aérodynamique de la pale 4 et entoure le longeron 6. La pièce de remplissage 7 peut être réalisée dans un matériau comportant des cavités internes, tel qu’une mousse d’origine organique (polyethacrylimide, polytéréphtalate d'éthylène (PET), polychlorure de vinyle (PVC), polyétherimide (PEI), polyvinyl, carbone, polyisocyanurate, polyuréthane, etc.) ou métallique (notamment en alliage d’aluminium), ou encore un nid d’abeilles du type Nomex®, en kevlar, en fibres de verre ou encore en aluminium. Avantageusement, la pièce de remplissage 7 est recouverte d’une peau en matériau composite à matrice organique 400 pour augmenter la résistance de l’aube 2000, 2700 à l’impact.

Enfin, le bord d’attaque 44 du profil aérodynamique peut être renforcé par un bouclier 8 rapporté et fixé, par exemple par collage. Le bouclier 8 peut être titane ou alliage de titane, inox, acier, aluminium, nickel, etc. Elément de

La figure 4 et la figure 5 illustrent un élément de chauffage 9 configuré pour chauffer l’aube 2000, 2700, et la figure 6 illustre que l’élément de chauffage 9 est rapporté et fixé sur l’aube 2000, 2700 en étant noyé dans la matrice de la structure en matériau composite. Les aubes 2000 de soufflante 20 et les aubes 2700 de redresseur 27 sont particulièrement sensibles au phénomène d’accrétion de glace et/ou de givre, et il est donc particulièrement avantageux que l’élément de chauffage 9 soit rapporté et fixé sur ce type d’aube 2000, 2700.

Il convient toutefois de noter que l’élément de chauffage 9 est distinct du renfort fibreux de la structure en matériau composite, sur laquelle il est rapporté et fixé. L’élément de chauffage 9 peut être cousu sur le renfort fibreux, de préférence avec des points de couture aux extrémités de l’élément de chauffage 9, ou collé, voire même être fixé au renfort fibreux au moyen d ’inserts, par exemple du type punaise parisienne.

Comme visible sur la figure 4 et sur la figure 5, l’élément de chauffage 9 comprend un support 90 et un organe chauffant 92.

L’organe chauffant 92 est configuré pour chauffer l’aube 2000, 2700. De préférence, comme illustré sur la figure 4 et sur la figure 5, l’organe chauffant 92 fonctionne à l’énergie électrique et chauffe l’aube 2000, 2700 par effet Joule en dissipant du courant électrique circulant à travers lui. Ceci n’est toutefois pas limitatif puisque l’organe chauffant 92 peut également être de type chimique, et fournir de la chaleur par réaction chimique de composants internes à l’organe chauffant 92, ou hydraulique, et fournir de la chaleur par conduction thermique d’un fluide caloporteur circulant à travers l’organe chauffant 92. En tout état de cause, la figure 4 et la figure 5 illustrent que l’organe chauffant 92 comprend une portion électriquement conductrice 920, laquelle est configurée pour chauffer l’aube 2000, 2700. La portion électriquement conductrice 920 peut prendre la forme d’un serpentin, comme illustré sur la figure 4, afin d’optimiser la répartition de la chaleur produite par l’organe chauffant 92. Le serpentin comprend un certain nombre de portions de fils électriques qui sont coudées, identiques ou non les unes aux autres, et raccordées les unes aux autres, par exemple en étant venues de matière les unes avec les autres, c’est-à- dire en étant obtenues d’une seule pièce les unes avec les autres. De préférence, l’organe chauffant 92 comprend un métal, tel que du cuivre, car c’est une matière qui conduit bien la chaleur. En tout état de cause, les motifs, la matière et la section des éléments conducteurs électriquement dans la portion électriquement conductrice 920, sont des paramètres qui peuvent être ajustés selon le besoin en chauffage. Il convient néanmoins que l’organe de chauffage, et donc les fils électriques qui le composent le cas échéant, soient suffisamment souples pour épouser la forme de l’aube 2000, 2700.

Comme illustré sur la figure 4 et sur la figure 5, le support 90 est perméable à la matrice, c’est-à-dire qu’il est configuré pour être imprégné par la matrice. En outre, notamment lorsque l’organe chauffant 92 fonctionne à l’énergie électrique et comprend une portion électriquement conductrice 920, le support 90 est configuré pour isoler électriquement la portion électriquement conductrice 920 du renfort fibreux, lequel est généralement conducteur d’électricité. Ceci permet d’éviter la création de boucles de courant dans l’aube 2000, 2700, ce qui pourrait l’endommager. Avantageusement, comme visible sur la figure 5, le support 90 comprend une première couche 901 et une deuxième couche 902, l’organe chauffant 92 étant positionné entre la première couche 901 et la deuxième couche 902. Ceci permet d’améliorer l’isolation électrique de l’organe chauffant 92 vis-à-vis du renfort fibreux. De retour à la figure 4, l’un au moins parmi la première couche 901 et la deuxième couche 902 peut comprendre une portion tissée et/ou une portion tricotée, qui permettent d’obtenir la perméabilité à la matrice requise, car elle présente une porosité suffisante. Dans une variante avantageuse, l’un au moins parmi la première couche 901 et la deuxième couche 902 peut comprendre un tissu en marquisette, typiquement en maille jetée, qui est illustrée sur la figure 4, dont la perméabilité à la matrice est optimale, c’est-à-dire qu’elle présente des mailles suffisamment larges pour que le flux de matrice ne soit pas perturbé, et suffisamment étroites pour garantir l’isolation électrique de la portion électriquement conductrice 920. Les tissues en maille jetée sont réalisés à partir de boucles de chaînes formées dans la longueur et entrelacées dans la largeur du tricot. De tels tricots présentent l’avantage de ne pas voir ses mailles se défaire. De manière générale, le support 90 peut comprendre n’importe quel polymère qui n’est pas conducteur électriquement et résiste en outre suffisamment à la chaleur, c’est-à-dire qu’il ne se détériore pas pour des températures allant de 50°C à 100°C. Alternativement, ou en complément, l’une et l’autre de la première couche 901 et de la deuxième couche 902 sont telles que décrites ci-dessus, voire sont identiques.

Lorsque l’organe chauffant 92 est de type électrique, comme visible sur la figure 4 et sur la figure 5, il est possible de prévoir un élément de connexion électrique 94 configuré pour relier électriquement la portion électriquement conductrice 920 de l’organe chauffant 92 à une source d’alimentation 96 électrique. Cet élément de connexion électrique 94 peut s’étendre en dehors du support 90, typiquement en longeant le pied 5 de l’aube 2000, 2700. Dès lors, pour éviter que l’élément de connexion électrique 94 n’établisse un contact électrique avec le renfort fibreux, il est possible de prévoir une gaine 98 électriquement isolante recevant l’élément de connexion électrique 94 de sorte à isoler électriquement l’élément de connexion électrique 94 du renfort fibreux.

Ainsi, comme visible sur la figure 6, l’élément de chauffage 9 peut prendre la forme d’un tapis intégré à l’aube 2000, 2700, au niveau de toute ou partie d’une surface externe de l’aube 2000, 2700. La forme de tapis n’est toutefois pas limitative, puisqu’il est tout à fait possible d’envisager différents patchs, répartis sur toute la surface de l’aube 2000, 2700. En fonction des zones de l’aube 2000, 2700 exposées à un flux d’air froid, il est possible de densifier certaines parties avec un élément de chauffage 9 configuré pour dissiper une quantité de chaleur plus grande, typiquement dont la portion électriquement conductrice 920 voit circuler une puissance électrique plus importante, qu’elle dissipe par effet Joule, par exemple dont la portion électriquement conductrice 920 comprend des fils électriques plus épais. Le cas échéant, il est possible de prévoir un réseau électrique (avec une alimentation électrique et un élément de connexion électrique 94) par organe chauffant 92 ou, au contraire, un unique réseau électrique relié à l’ensemble des organes chauffants, mais où la densité surfacique des fils électriques des différents organes chauffants varie selon leur positionnement sur l’aube 2000, 2700. Typiquement, l’accrétion de glace est généralement plus fréquente et plus importante au niveau d’une portion de la pale 4 qui est proche du pied 5 de l’aube 2000, 2700. Le réseau électrique de l’organe chauffant 92 y est donc plus dense qu’en tête 50 d’aube 2000, 2700 où l’accrétion est plus rare, du fait des vitesses atteintes lors de la rotation de l’aube 2000, 2700 autour de l’axe longitudinal X-X. Différents éléments de chauffage 9 peuvent donc être prévus sur la surface de l’aube 2000, 2700 en étant de préférence répartis avec une densité différente selon leur position au sein de l’aube 2000, 2700. La densité des éléments de chauffage 9 correspond ici au nombre d’éléments de chauffage 9 par unité d’espace, cette unité pouvant être surfacique ou volumique. Ainsi, dans le cas avantageux où les éléments de chauffage 9 sont répartis avec une densité supérieure au niveau du pied 5 de l’aube 2000, 2700 qu’au niveau de la tête 50 de l’aube 2000, 2700, cela signifie que le nombre d’éléments de chauffage par unité de surface et/ou de volume est supérieur dans une région située au niveau du pied 5 de l’aube 2000, 2700 que dans une région située au niveau de la tête 50 de l’aube 2000, 2700, comme par exemple visible sur la figure 6.

Procédé de fabrication

En référence à la figure 7, un procédé E de fabrication d’une aube 2000, 2700 pour moteur 2 telle que précédemment décrite, comprend généralement la réalisation E1 du renfort fibreux, la fixation E2 de l’élément de chauffage 9 sur le renfort fibreux et la solidification E3 de la matrice. Une manière de réaliser ce procédé E de fabrication consiste à utiliser un procédé d’injection sous vide de résine appelé procédé RTM (pour « Resin Transfer Molding » dans la terminologie anglo-saxonne) ou encore VÀRTM (pour « Vacuum Assisted Resin Transfer Molding » dans la terminologie anglo-saxonne). Ce procédé consiste en général à préparer une préforme fibreuse par tissage en trois dimensions puis à disposer cette préforme dans un moule et d’y injecter une résine polymérisable telle qu’une résine époxy, qui est la matrice qui va imprégner la préforme, en maintenant éventuellement une pression réduite au cours de l’imprégnation (dans le cas du VÀRTM). Après polymérisation et durcissement de la pale 4, et plus précisément de la peau en matériau composite à matrice organique 400 le cas échéant, c’est-à-dire après solidification E3 de la matrice, le bord d’attaque 44 de la pale 4 est renforcé par le bouclier 8, de préférence métallique, lequel est rapporté et fixé, par exemple par collage. La polymérisation est une forme de solidification E3 de la matrice, comme l’est également le thermodurcissage. Ainsi, la solidification E3 de la matrice peut nécessiter ou non l’apport de chaleur extérieure. Le cas échéant, le procédé E de fabrication comprend une étape de cuisson. Bien entendu, d’autres procédés de solidification E3 de la matrice sont envisageables, lesquels dépendent notamment de la composition de la matrice.

L’élément de chauffage 9 peut typiquement être rapporté et fixé E3 sur le renfort fibreux au sein du moule, typiquement par collage, avant que la matrice ne soit injectée, de sorte à ce que celle-ci puisse imprégner à la fois le renfort fibreux et l’élément de chauffage 9. Ceci n’est toutefois pas limitatif, puisque l’élément de chauffage 9 peut également être rapporté et fixé sur le renfort fibreux après que ce-dernier a été imprégné par la matrice, l’élément de chauffage 9 étant ensuite imprégné par la matrice avant sa solidification E3. Avantageusement, la position de l’élément de chauffage 9 sur le renfort fibreux peut être contrôlée au moyen d’un laser.

Dans ce qui a été décrit précédemment, l’élément de chauffage 9 et le renfort fibreux sont imprégnés par la matrice dans le moule. Ceci n’est toutefois pas limitatif, puisqu’il est également possible de pré-imprégner l’élément de chauffage 9 et/ou le renfort fibreux avec la matrice, puis de rapporter et fixer l’élément de chauffage 9 sur le renfort fibreux, avant solidification E3 de la matrice.

Une fois la matrice solidifiée, il est possible de prévoir une étape d’usinage de l’aube 2000, 2700 pour lui conférer le profil aérodynamique souhaité, et ce avant d’y rapporter et d’y fixer le bouclier 8 au niveau du bord d’attaque 44.

La fabrication du longeron 6 peut, quant à elle, faire intervenir plusieurs procédés spécifiques comme par exemple l’usinage, la forge, le formage, la fonderie ou encore la fabrication additive (impression 3D). Le cas échéant, le longeron 6 et la pièce de remplissage 7 sont insérés au sein de la structure en matériau composite avant l’étape de solidification E3 de la matrice, typiquement par cuisson.

Des étapes de contrôle de l’aube 2000, 2700 peuvent être prévus afin d’en vérifier la tenue mécanique avant de la fixer au moyeu 2001 , 2701.

Avantages obtenus

En noyant l’élément de chauffage 9 dans la matrice de la structure en matériau composite de l’aube 2000, 2700, divers avantages sont obtenus.

Tout d’abord, cela dispense d’utiliser un tapis chauffant rapporté et fixé sur une partie de la surface externe de l’aube, typiquement entre l’aube et le bouclier de protection rapporté et fixé sur le bord d’attaque de l’aube. Se défaire d’un tel tapis chauffant permet d’obtenir une aube qui ne présente pas de surépaisseur, laquelle serait susceptible de pénaliser les propriétés aérodynamiques de l’aube ou de limiter la possibilité de faire usage du bouclier de protection, puisque l’adhérence au niveau de la surépaisseur serait plus faible. Et un agencement dégradé du bouclier de protection compromettrait la tenue mécanique de l’aube, surtout en cas d’impact d’un corps étranger. En outre, l’élément de chauffage est moins sensible à la corrosion que ne le serait le tapis chauffant. Enfin, le procédé de fabrication de l’aube est plus simple et moins coûteux que de rapporter et fixer un tapis chauffant, car il est plus facilement répétable à grande échelle.

Ensuite, cela dispense de réchauffer l’aube à l’aide d’air chaud prélevé dans le moteur. Se défaire d’un système de dégivrage par prélèvement d’air chaud permet de réduire la complexité et la masse du moteur, qui ne comprend alors plus les conduits d’acheminement de l’air chaud depuis le moteur vers les pièces à dégivrer. En outre, cela permet de réduire la complexité de fabrication des aubes, qui ne doivent plus comprendre des conduits d’acheminement internes pour recevoir l’air chaud.

Enfin, cela dispense de prévoir que l’aube est déformable sous la pression interne d’un fluide pour rompre la glace accumulée au niveau d’une surface externe de l’aube, comme pour un bord d’attaque d’une aile d’aéronef. De telles modifications géométriques de l’aube seraient en effet trop pénalisantes pour l’efficacité du moteur.

Bien qu’il ait été décrit un élément de chauffage rapporté sur une aube pour moteur d’aéronef, ceci n’est toutefois pas limitatif. En effet, un aéronef peut également comprendre d’autres pièces comprenant une structure en matériau composite, lesquelles peuvent également intégrer un élément de chauffage, un élément de connexion électrique et/ou une gaine électriquement isolante tels que précédemment décrits. De telles pièces peuvent être des parties du fuselage de l’aéronef ou de la nacelle. En outre, de telles pièces en matériau composite peuvent être fabriquées selon le procédé de fabrication précédemment décrit.