La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'étayage d'un aéronef, en vue d'une opération de maintenance. Lorsqu'un aéronef doit subir une opération de maintenance visant notamment sa structure, aux fins de vérification et/ou d'entretien et/ou de réparation, il est souvent nécessaire de l'étayer à l'aide de chandelles à vérin afin de supprimer, ou à tout le moins de limiter, les contraintes apparaissant dans la zone de l'aéronef, dite zone d'opération, qui est concernée par l'opération de maintenance.

Il importe que le niveau de contraintes obtenu dans la zone d'opération soit le plus bas possible. En effet, lors du démontage d'une fixation dans la zone d'opération, un niveau de contraintes trop élevé oblige à forcer sur la fixation, et le risque est grand à cette occasion d'abîmer le trou recevant la fixation. Lorsqu'un tel incident survient, il est ensuite nécessaire d'agrandir le diamètre du trou et de changer de diamètre de fixation. Mais ceci ne peut être reproduit indéfiniment et la capacité de l'aéronef à être réparé diminue à chaque opération de maintenance. En outre, un étayage inadapté engendre également des risques de déformation de la structure de l'aéronef (dans la zone d'opération) en cas de retrait d'un grand nombre de fixations.

Il est à noter que l'étayage doit également être réalisé en maîtrisant les niveaux de contraintes apparaissant en dehors de la zone d'opération.

Pour permettre un tel étayage, la structure d'un aéronef comprend usuellement une pluralité de points d'ancrage sur lesquels viennent s'ancrer les chandelles. Le nombre total de chandelles pouvant être utilisées et leur emplacement respectif sont donc définis en phases de conception et de fabrication de l'aéronef. Dans le cadre d'une opération de maintenance, selon la zone concernée, il n'est cependant pas nécessaire d'agencer toutes les chandelles. En outre, la charge que chaque chandelle doit appliquer sur l'aéronef varie selon la zone d'opération, le type d'opération et la configuration de l'aéronef. C'est pourquoi généralement, dès la conception de l'aéronef, les techniciens établissent une liste d'opérations usuelles, dites opérations de référence, qu'il n'est pas rare d'avoir à réaliser au cours de la vie de l'aéronef ainsi que les zones d'opération correspondantes ; ils établissent alors une cartographie des chandelles à utiliser (c'est-à-dire des points de soutien à prévoir) et des charges à appliquer par chandelle pour chacune de ces opérations de référence et/ou pour chacune de ces zones d'opération.

Dans le cadre d'une opération de maintenance correspondant à une opération de référence, l'application de la cartographie des points de soutien correspondante garantit que les contraintes éventuellement subies par la structure de l'aéronef dans la zone d'opération sont normalement inférieures à un niveau donné permettant de préserver l'intégrité de la structure de l'aéronef. Mais le niveau de contraintes réellement obtenu est rarement nul et souvent insuffisamment faible pour permettre de démonter les fixations sans forcer et d'éviter les risques correspondants.

Par ailleurs, lorsqu'une opération de maintenance inhabituelle et imprévue, c'est-à-dire ne correspondant pas à une opération de référence (ce qui est souvent le cas lors de réparations structurelles) doit être réalisée, les cartographies susmentionnées ne peuvent être utilisées. Il est alors nécessaire de définir, par calcul, les chandelles à utiliser et les charges correspondantes à appliquer. Ces calculs sont menés sur un modèle simplifié de l'aéronef, dans lequel, par exemple, le fuselage et les ailes de l'aéronef sont modélisés par trois poutres (une poutre pour chaque élément précité). Ils fournissent par conséquent des résultats très imprécis, qui ne permettent pas de garantir le niveau de contraintes souhaité dans la zone d'opération. De surcroît, malgré les simplifications consenties, ces calculs sont longs et doivent être réalisés par le constructeur de l'aéronef, ce qui crée des délais supplémentaires pouvant aller jusqu'à une journée. Aux coûts liés à l'exécution des calculs s'ajoutent ceux résultant de l'immobilisation de l'aéronef.

En outre, il peut arriver, au cours d'une opération de maintenance, qu'un dommage qui n'avait pas été préalablement décelé soit découvert ou encore qu'une modification de la configuration aéronef intervienne (démontage d'un élément modifiant la masse de l'aéronef, ...). Ceci oblige alors à recalculer les chandelles, prolongeant plus encore la durée d'immobilisation de l'aéronef. De plus, étant donné que les calculs sont basés sur un rapport pouvant contenir des erreurs et non sur la configuration réelle de l'aéronef, il n'est pas exclu que les chandelles initialement prévues aient pour effet d'augmenter les contraintes dans la zone endommagée jusqu'à éventuellement mettre en péril la structure de l'aéronef.

L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif d'étayage d'un aéronef permettant d'obtenir, de façon certaine, un très faible niveau de contraintes dans la zone d'opération, voire un niveau de contraintes nul, aussi bien pour une opération de référence que pour une opération de maintenance inhabituelle et imprévue.

L'invention vise également à améliorer la rentabilité opérationnelle d'un aéronef en réduisant considérablement les durées d'immobilisation de l'aéronef et les coûts liés à sa maintenance. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé d'étayage d'un aéronef dans le cadre d'une opération de maintenance (correspondant ou non à une opération de référence) concernant une zone de l'aéronef, dite zone d'opération, ledit procédé utilisant des chandelles à vérin.

Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que : - on détermine le nombre et l'emplacement des chandelles à utiliser en fonction de la zone d'opération, à partir d'une cartographie de chandelles,

- on utilise des jauges de contraintes agencées sur la structure de l'aéronef, - on met en place les chandelles à utiliser précédemment déterminées,

- on contrôle les contraintes mesurées par au moins une jauge de contraintes, dite jauge de contrôle principale, située dans la zone d'opération,

- on régule la charge appliquée par au moins une chandelle positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et de façon à minimiser ces contraintes.

Ainsi, selon l'invention, au lieu d'être déterminée uniquement à l'aide d'une cartographie ou par un calcul avec des hypothèses de simplification importantes, et d'être par conséquent approximative, la charge appliquée par au moins une chandelle positionnée dans la zone d'opération est régulée à partir des contraintes réellement subies par la structure de l'aéronef en au moins un point de la zone d'opération. A cette fin, l'invention prévoit que des jauges de contraintes soient agencées sur la structure de l'aéronef. Ces jauges sont par exemple logées dans ou sur la peau de l'aéronef et régulièrement réparties sur l'ensemble de sa structure.

Grâce à l'invention, le niveau de contraintes obtenu dans la zone d'opération peut ainsi être significativement inférieur à celui obtenu à l'aide d'un procédé antérieur, et ce, qu'il s'agisse d'une opération de référence ou non. Les risques liés au démontage des fixations dans cette zone en sont réduits. Dans le cas d'une opération inhabituelle, l'invention permet de surcroît de supprimer tout calcul connexe préalable à l'étayage et de réduire ainsi la durée d'immobilisation de l'aéronef et les coûts de maintenance. En outre, la découverte d'un dommage imprévu dans la zone d'opération ou une modification de la configuration de l'aéronef n'interrompt pas le procédé d'étayage et n'induit aucun calcul connexe supplémentaire ; le contrôle des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale permet d'étayer l'aéronef en tenant compte de ce dommage ou de cette modification.

Dans un procédé d'étayage selon la présente invention, la cartographie de chandelles utilisée est par exemple sélectionnée parmi une liste de cartographies préétablies par zones d'opération pour des opérations de maintenance usuelles dites opérations de référence.

Les jauges de contraintes utilisées sont avantageusement des jauges de contraintes de l'aéronef qui sont agencées sur la structure de l'aéronef et étalonnées au moment de sa fabrication. Cet étalonnage ne pose ici pas de problème puisque la fabrication de la structure est réalisée à l'aide de bâtis permettant de garantir un niveau nul de contraintes dans la structure en construction.

Avantageusement, lorsque plusieurs chandelles sont positionnées dans la zone d'opération, on régule la charge appliquée par chaque chandelle positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et de façon à minimiser ces contraintes.

De préférence, cette régulation est effectuée de façon à ce que les contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale deviennent inférieures à une valeur seuil prédéterminée. Si possible, la régulation est effectuée de façon à ce que ces contraintes deviennent nulles.

Avantageusement, chaque chandelle (à vérin) comprend des moyens de commande électroniques permettant de commander l'effort dans son vérin, et la régulation précédemment définie s'effectue de façon automatique à l'aide de moyens informatiques, dits moyens de contrôle centralisé, qui asservissent aux mesures fournies par la jauge de contrôle principale, les moyens de commande de chaque chandelle régulée.

De préférence, on commande (manuellement ou de préférence automatiquement) chaque chandelle située en dehors de la zone d'opération de façon à ce qu'elle applique une charge constante donnée par la cartographie sélectionnée. Ce mode de réalisation préféré n'exclut pas la possibilité de réguler aussi la charge appliquée par l'une ou plusieurs de ces chandelles en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale. Avantageusement, on contrôle également les contraintes mesurées par une ou plusieurs autres jauges de contraintes, dites jauges de contrôle secondaires.

Certaines de ces jauges de contrôle secondaires peuvent être situées dans la zone d'opération. Dans ce cas, on choisit, comme jauge de contrôle principale, la jauge de contraintes de l'aéronef la plus proche de l'endroit précisément concerné par l'opération de maintenance.

On peut également utiliser, à titre de jauges de contrôle secondaires, des jauges de contraintes situées en dehors de la zone d'opération, afin notamment de vérifier que les zones de l'aéronef correspondantes (dans lesquelles sont situées ces jauges de contrôle secondaires) ne subissent pas des contraintes susceptibles d'endommager localement la structure de l'aéronef. L'invention permet alors de maîtriser les niveaux de contraintes non seulement dans la zone d'opération, mais aussi dans le reste de la structure de l'aéronef, et ce de préférence tout au long de l'opération de maintenance, quel qu'en soit le déroulement. En cas de défaillance du système, les jauges de contrôle si elles dépassent les valeurs autorisées mettront avantageusement automatiquement le système à l'arrêt.

Par ailleurs, la régulation des chandelles peut être effectuée à partir des contraintes mesurées par la seule jauge de contrôle principale. En variante, elle est effectuée en fonction des contraintes mesurées non seulement par la jauge de contrôle principale mais aussi par une ou plusieurs des jauges de contrôle secondaires, de préférence situées dans la zone d'opération. Dans ce cas, selon une première variante, la régulation est effectuée de façon à minimiser les contraintes mesurées par la seule jauge de contrôle principale. Selon une deuxième variante, elle est effectuée de façon à minimiser à la fois les contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs desdites jauges de contrôle secondaires.

L'invention concerne également un dispositif d'étayage comprenant des chandelles à vérin, caractérisé en ce qu'il est adapté pour permettre de mettre en œuvre le procédé selon l'invention.

En particulier, lorsque la régulation des chandelles est effectuée de façon automatique, le dispositif d'étayage selon l'invention est caractérisé en ce que chaque chandelle (à vérin) comprend des moyens de commande électroniques permettant de commander l'effort de son vérin, et en ce que le dispositif d'étayage comprend des moyens informatiques dits moyens de contrôle centralisé, des moyens de liaison entre lesdits moyens de contrôle centralisé et au moins une jauge de contraintes agencée dans l'aéronef, et des moyens de liaison entre lesdits moyens de contrôle centralisé et les moyens de commande d'au moins une chandelle, les moyens de contrôle centralisé étant adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par ladite chandelle en fonction des contraintes mesurées par ladite jauge de contraintes de façon à minimiser ces dernières. Eventuellement, les moyens de contrôle centralisé sont adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par la chandelle en fonction des contraintes mesurées par une pluralité de jauges de contraintes auxquelles ils sont reliés, et de façon à minimiser les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs de ces jauges. Les moyens de contrôle centralisé peuvent également être reliés à une pluralité de chandelles et être adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par chacune d'entre elles, et ce, soit en fonction des contraintes mesurées par une unique jauge de contraintes et de façon à minimiser les contraintes mesurées par celle-ci, soit en fonction des contraintes mesurées par plusieurs jauges de contraintes et de façon à minimiser les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs de ces jauges.

D'autres détails et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés et porte sur un mode de réalisation préférentiel, fourni à titre d'exemple non limitatif. Sur ces dessins :

- la figure 1 est une vue de profil d'un aéronef étayé,

- la figure 2 est une vue schématique de dessus de l'aéronef de la figure 1 étayé à l'aide d'un dispositif d'étayage selon l'invention,

- la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une portion d'aile de l'aéronef de la figure 2.

Dans le cadre d'une opération de maintenance portant sur sa structure, un aéronef tel qu'illustré sur la figure 1 est usuellement étayé à l'aide de chandelles 1. A cette fin, des points d'ancrage pour l'ancrage des chandelles sont ménagés dans la structure de l'aéronef.

L'ensemble des chandelles 1 pouvant être utilisées comprend : des chandelles 2 portant le fuselage de l'aéronef et agencées sur les côtés de celui-ci ; des chandelles 3 portant également le fuselage de l'aéronef et agencées dans un plan longitudinal médian de celui-ci, dont deux chandelles principales 6 agencées respectivement sous le nez et sous la queue du fuselage ; des chandelles 4 portant la voilure de l'aéronef, dont une chandelle principale 7 pour chacune des deux ailes ; des chandelles 5 portant l'empennage de l'aéronef. L'ensemble des chandelles pouvant être utilisées peut être observé sur la figure 2 : sur cette figure, chaque chandelle est matérialisée par un point (à l'exception des chandelles principales 6 et 7 matérialisées par un triangle). Certaines de ces chandelles, dont les chandelles principales 6 et 7 susmentionnées, sont systématiquement installées quelle que soit l'opération de maintenance à réaliser. Les autres sont installées ou non selon l'opération et la zone de l'aéronef concernée. En effet, pour chaque modèle d'aéronef, il est connu de diviser l'aéronef en zones, dites zones d'opération, correspondant chacune à une ou plusieurs opérations de maintenance (vérification, entretien, réparation...) usuelles, dites opérations de référence, de répartir les points d'ancrage des chandelles en fonction des zones d'opération ainsi recensées et d'établir, pour chacune de ces zones d'opération, une cartographie déterminant les chandelles à utiliser. Les zones d'opération et les cartographies correspondantes sont établies en phase de conception de l'aéronef. Les cartographies connues fournissent non seulement les chandelles (nombre et emplacement) à utiliser, mais aussi la procédure à appliquer à l'aéronef à chacune d'entre elles dans le cas d'une opération de référence. La zone d'opération concernée ici (exemple : Cadre n° 20- 22 ou nervure n° 22-25 extrados...) est entrée par l'opérateur dans des moyens informatiques 11 (définis plus loin) du dispositif selon l'invention. Ces moyens informatiques fournissent alors la cartographie préétablie correspondante. De façon connue, chaque chandelle 1 comprend : un piétement ; un vérin agencé généralement sensiblement verticalement ; des moyens de commande comprenant notamment des moyens d'actionnement du vérin et une cellule de charge permettant de mesurer la charge appliquée par le vérin sur l'aéronef ; des moyens d'ancrage du vérin sur l'aéronef. Le vérin peut être aussi bien hydraulique avec une pompe et un manomètre pour mesurer l'effort appliqué qu'une vis sans fin, ses moyens d'actionnement comprenant dans ce dernier cas d'une part une roue dentée qui engrène avec ladite vis et d'autre part un moteur entraînant ladite roue en rotation dans un sens ou dans l'autre (l'axe de la roue restant fixe). Les moyens d'ancrage de la chandelle comprennent par exemple : une ferrure dont une partie supérieure est insérée dans un trou correspondant ménagé dans un élément de structure de l'aéronef (ce trou formant un point d'ancrage tel que précédemment défini), et dont une partie inférieure saillante forme une rotule ; un premier élément adaptateur qui d'un côté emboîte ladite rotule et de l'autre est accouplé à la cellule de charge (en partie supérieure de celle-ci) ; un deuxième élément adaptateur qui d'un coté est accouplé à la cellule de charge (en partie inférieure de celle-ci) et de l'autre est accouplé à une tête du vérin.

La structure d'une aile d'un aéronef tel celui illustré comprend généralement : des longerons, attachés au fuselage au niveau de l'emplanture et qui s'étendent généralement selon une direction transversale correspondant à la direction de l'envergure ; des nervures s'étendant généralement selon une direction longitudinale de l'aéronef, lesquelles nervures supportent un revêtement supérieur, dit peau extrados, et un revêtement inférieur, dit peau intrados, et transmettent par conséquent les charges aérodynamiques aux longerons ; les peaux intrados et l'extrados susmentionnées. Les nervures sont usuellement numérotées en partant de l'emplanture.

La figure 2 illustre plus particulièrement un procédé et un dispositif d'étayage selon l'invention. Le procédé d'étayage est en l'exemple mis en œuvre dans le cadre d'une opération de maintenance réalisée sur l'aile droite de l'aéronef, entre la nervure n°13 et la nervure n°22 de celle-ci. Le dispositif selon l'invention comprend :

- les chandelles 1 précédemment décrites,

- des moyens informatiques 11 dits moyens de contrôle centralisé,

- des jauges de contraintes agencées sur la structure de l'aéronef lors de sa fabrication ; l'aéronef est avantageusement équipé d'au moins une jauge de contraintes par zone d'opération recensée, - des moyens de liaison 12 (filaires ou sans fil) pour la liaison des moyens de contrôle centralisé 11 avec une pluralité de chandelles 1 ;

- des moyens de liaison 14 (filaires ou sans fil) pour la liaison des moyens de contrôle centralisé 11 avec une ou éventuellement plusieurs jauges de contraintes. Selon l'invention, on sélectionne la cartographie correspondant à la zone d'opération, et on détermine les chandelles 1 à utiliser (nombre et emplacement) à partir de cette cartographie. Cette cartographie fournit les chandelles à utiliser à l'intérieur et en dehors de la zone d'opération.

Quelle que soit son emplacement, chaque chandelle à utiliser est de préférence tout d'abord installée conformément aux données fournies par la cartographie sélectionnée, notamment en ce qui concerne la charge de ladite chandelle. Pour ce faire, pour chaque chandelle, la charge correspondante fournie par la cartographie est entrée dans les moyens de commande de la chandelle à titre de charge de consigne, et le vérin de celle-ci est actionné par ses moyens d'actionnement jusqu'à ce que la charge effectivement appliquée, telle que mesurée par la cellule de charge de la chandelle, soit égale à ladite charge de consigne.

En l'exemple illustré, on considère que cette charge de consigne est précisément la charge à appliquer tout au long de l'opération de maintenance pour chaque chandelle positionnée en dehors de la zone d'opération.

Pour chaque chandelle positionnée dans la zone d'opération, la charge à appliquer est en revanche définie comme étant celle permettant de minimiser, voire d'annuler, les contraintes mesurées par une jauge de contraintes située dans la zone d'opération. En l'exemple illustré, trois chandelles 41 , 42, 43 supportant l'aile droite 6 sont installées dans la zone d'opération, en limite de celle-ci. Les chandelles repérées 42 et 43 sont ancrées à la structure de l'aile 6 au niveau de la nervure n°13, tandis que la chandelle 41 est ancrée à la structure de l'aile 6 au niveau de la nervure n°22. Comme précédemment expliqué, chacune de ces trois chandelles 41-43 est par exemple tout d'abord installée de façon à appliquer une charge correspondant à la charge fournie par la cartographie sélectionnée. Cette charge appliquée est ensuite régulée à l'aide des moyens de contrôle centralisé 11 et d'une jauge de contraintes 10 située dans la zone d'opération. En l'exemple illustré (voir figure 3), cette jauge de contraintes 10 est placée sur l'extrados 8 de l'aile, entre les nervures n°13 et n°22. Les flèches 15 dessinées sur la figure 3 symbolisent la répartition des contraintes subies en temps réel par l'extrados 8 et l'intrados 7 de l'aile selon la direction transversale, sensiblement à l'aplomb de la jauge de contraintes 10. Le diagramme de gauche de la figure 2 correspond à la répartition avant régulation, celui de droite à la répartition après régulation. En l'exemple, avant régulation, l'extrados 8 subit des contraintes de traction en direction du bout de l'aile, l'intrados subissant des contraintes opposées. Enfin, la flèche repérée 42, 43 matérialise les chandelles correspondantes et symbolise la charge appliquée par ces deux chandelles 42, 43 sur l'intrados 7 au niveau de la nervure n°13 ; la flèche 41 matérialise la chandelle correspondante et symbolise la charge appliquée par cette chandelle 41 sur l'intrados 7 au niveau de la nervure n°22.

Avantageusement, les moyens de contrôle centralisé 11 reçoivent en temps réel, via les moyens de liaison 14, des signaux représentatifs des contraintes mesurées par la jauge de contraintes 10. En fonction de la répartition de ces contraintes (flèches 15), ils émettent en temps réel à destination de l'une ou plusieurs des chandelles 41-43, via les moyens de liaison 12, des signaux de commande représentatifs d'un sens de déplacement du vérin de ladite chandelle - c'est-à-dire d'un sens de rotation de la roue dentée engrenant avec ledit vérin- qui tend à rééquilibrer cette répartition. Les moyens de commande des chandelles 41- 43 commandent en temps réel le déplacement de leur vérin respectif en fonction des signaux de commande qu'ils reçoivent des moyens de contrôle centralisé 11. En l'exemple illustré, les moyens de contrôle centralisé 11 n'envoient aucun signal de commande aux chandelles 42 et 43, dont les vérins restent par conséquent immobiles. Ils envoient par contre aux moyens de commande de la chandelle 41 des signaux de commande permettant de déplacer son vérin vers le haut. Lorsque les contraintes mesurées par la jauge de contraintes 10 deviennent nulles ou changent de sens, les moyens de contrôle centralisé 11 cessent d'envoyer ces signaux de commande à la chandelle 41 , dont le déplacement du vérin est ainsi instantanément stoppé. Si les contraintes mesurées changent de sens sans s'annuler, la régulation peut éventuellement se poursuivre par commande des chandelles 42, 43, comme expliqué pour la chandelle 41.

Cette régulation permet d'atteindre, dans la zone d'opération, un niveau de contraintes extrêmement faible, voir nul, et ce, sans calcul préalable et de façon rapide, certaine et économique. Le niveau de contraintes atteint facilite les opérations de maintenance et réduit considérablement les risques afférents rappelés en introduction (augmentation de la taille des fixations à chaque opération de maintenance et diminution subséquente de la capacité de l'aéronef à être réparé, déformation de la structure de l'aéronef...). L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport au mode de réalisation illustré, dès lors que ces variantes entrent dans le cadre délimité par les revendications.

Par exemple, il est possible de contrôler les contraintes mesurées par une pluralité de jauges de contraintes, dont une jauge de contraintes, dite jauge de contrôle principale, correspondant à la jauge de l'aéronef située au plus près de l'endroit concerné par l'opération de maintenance, et des jauges de contraintes dites jauges de contrôle secondaires. La régulation des charges appliquées par la ou les chandelles positionnées dans la zone d'opération peut dépendre ou non des contraintes mesurées par les jauges de contrôle secondaires.