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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING A METAL PROTECTION DEVICE FOR THE LEADING EDGE OF A BLADE INCORPORATING A DE-ICING SYSTEM AND PROTECTION DEVICE OBTAINED BY THIS METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/084176
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method (300) for manufacturing a metal protection device (120) for a leading edge (130) of a blade made of composite material for a turbojet engine, comprising the operations of: - a) shaping (310) a pressure-side sheet (122) and a suction-side sheet (121) and machining (320) at least one groove suitable for receiving a resistive element (210), - b) producing (330) a core (123) having a shape identical to the shape of the leading edge of the blade, - c) positioning (340) the core (123) between the pressure-side sheet (122) and suction-side sheet (121) and positioning (350) the resistive element (210) in the groove ,- d) evacuating (360) and closing the assembly by welding, - e) assembling (370) the assembly by hot isostatic pressing, - f) cutting (380) the assembly and extracting the core, - g) final machining (390) to obtain a protection device with a predefined profile.

Inventors:
FRANCHET JEAN-MICHEL PATRICK MAURICE (FR)
GODON THIERRY CLAUDE HENRI (FR)
HOBIER JÉRÔME (FR)
Application Number:
PCT/FR2022/052084
Publication Date:
May 19, 2023
Filing Date:
November 04, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN (FR)
International Classes:
B23P15/04; F01D5/14; F01D5/28; F01D9/04; F01D25/02; F04D29/32; F04D29/54; F02C7/047
Foreign References:
FR2271983A11975-12-19
FR3026033A12016-03-25
FR2957545A12011-09-23
Attorney, Agent or Firm:
LEBKIRI, Alexandre et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

[Revendication 1] Procédé (300) de fabrication d’un dispositif de protection métallique (120) d’un bord d’attaque (130) d’une aube en matériau composite pour turboréacteur, comportant les opérations de :

- mise en forme (310), par matriçage, d’une tôle intrados (122) et d’une tôle extrados (121),

- réalisation (330) d'un noyau (123) ayant une forme identique à la forme du bord d’attaque de l’aube,

- positionnement (340) du noyau (123) entre les tôles intrados (122) et extrados (121),

- mise sous vide (360) et fermeture de l'ensemble par soudage,

- assemblage (370) de l'ensemble par compression isostatique à chaud,

- découpe (380) de l'ensemble et extraction du noyau,

- usinage final (390) pour obtenir un dispositif de protection avec un profil prédéfini, caractérisé en ce que :

- d’une part, l’opération a) comporte un usinage (320), sur une face interne d’au moins une des tôles intrados (122) et extrados (121), d’au moins une rainure adaptée pour recevoir un élément résistif (210), et

- d’autre part, l’opération c) comporte le positionnement (350) de l’élément résistif (210) dans la rainure, l’élément résistif formant un chauffage électrothermique intégré au dispositif de protection métallique du bord d’attaque de l’aube.

[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’opération a) comporte l’usinage d’un réseau de rainures comportant un nombre pair de rainures.

[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rainure est usinée dans une zone de soudage (122a) de la tôle intrados ou extrados, sur au moins une partie de la largeur (I) du dispositif de protection (120).

[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’élément résistif (210) est un câble chauffant comportant au moins un fil thermiquement conducteur en métal, logé dans une gaine isolante. [Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fil thermiquement conducteur est dans un alliage nickel-chrome.

[Revendication 6] Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la gaine isolante est réalisée dans un matériau sensiblement inerte, ayant un point de fusion supérieur à 1050°C et aucun changement de phase dans un intervalle compris entre 20°C et 1050°C et ayant une dilatation thermique proche d’un matériau dans lequel sont formées les tôles intrados et extrados.

[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la gaine isolante est réalisée au moins partiellement dans un matériau résistant à la corrosion.

[Revendication 8] Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau résistant à la corrosion est un alliage de titane ou de l’inox.

[Revendication 9] Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le câble chauffant comporte une couche d’oxyde de magnésium placée entre le fil thermiquement conducteur et la gaine isolante.

[Revendication 10] Dispositif de protection métallique (120) d’un bord d’attaque (130) d’une aube en matériau composite pour turboréacteur, caractérisé en ce qu’il comporte :

- une tôle extrados (121 ) et une tôle intrados (122) assemblées l’une avec l’autre et formant une cavité interne (128) adaptée pour envelopper le bord d’attaque (130) de l’aube, et

- un élément résistif (210) intégré dans une face interne de l’une au moins des tôles intrados et extrados et formant un chauffage électrothermique intégré au dispositif de protection métallique du bord d’attaque de l’aube.

[Revendication 11] Dispositif de protection selon la revendication 10, caractérisé en ce que l’élément résistif (210) est logé dans une zone de contact entre la tôle intrados (122) et la tôle extrados (121 ), dans une pointe (129) dudit dispositif de protection.

[Revendication 12] Aube (100) de turboréacteur, comportant un bord d’attaque (130) en matériau composite et un dispositif de protection métallique (120) enveloppant ledit bord d’attaque, caractérisée en ce que le dispositif de protection (120) comporte une pointe (129) dans laquelle est logée un élément résistif (210), ledit élément résistif s’étendant le long du bord d’attaque en matériau composite.

[Revendication 13] Turboréacteur, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité d’aubes (100) selon la revendication 12.

Description:
DESCRIPTION

TITRE : Procédé de fabrication d’un dispositif de protection métallique du bord d’attaque d’une aube intégrant un système de dégivrage et dispositif de protection obtenu par ce procédé

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif de protection métallique du bord d’attaque d’une aube de compresseur en matériau composite d’une machine aéronautique, ce dispositif de protection intégrant un système de dégivrage. L’invention concerne également un dispositif de protection métallique obtenu par ce procédé.

[0002] L’invention trouve des applications dans le domaine de la protection des pièces tournantes de machines aéronautiques. Elle trouve en particulier des applications dans le domaine de la protection contre le givre des aubes de compresseur de turboréacteurs.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

[0003] En aéronautique, les machines tournantes ne cessent d’évoluer pour devenir de plus en plus performantes. Le turboréacteur à double flux (ou « turbofan » en termes anglo-saxons) fait partie de ces évolutions. Dans un tel turboréacteur à double flux, la poussée est obtenue par l’éjection à la fois des gaz chauds et d’un flux d’air froid. En effet, l'air entrant à l’avant du turboréacteur se divise en deux parties qui suivent deux parcours distincts avant de se rejoindre à la sortie : le flux primaire qui pénètre au cœur du moteur où il est chauffé avant d’être éjecté et le flux secondaire qui est dérivé en périphérie du cœur du moteur. Un turboréacteur à double flux se caractérise donc par son taux de dilution, c'est-à-dire le rapport de la masse du flux secondaire sur le flux primaire.

[0004] Sous l’impulsion des évolutions des normes environnementales, de nouvelles architectures de moteurs d’avions sont envisagées. Toutes ces nouvelles architectures proposent une augmentation importante du taux de dilution, ce qui conduit à des dimensions de la soufflante, ou module fan, très importantes. Ces nouvelles architectures comprennent alors un réducteur qui permet de limiter les vitesses de rotation de la soufflante afin de conserver des vitesses acceptables au sommet des aubes de soufflante (de l’ordre de Mach 1 ). Ces soufflantes dites « lentes » du fait de la faible vitesse de rotation des aubes de soufflante et de l’immobilité des aubes directrices de sortie, ou OGV pour « Outlet Guide Vane » en termes anglo-saxons, sont sujettes à une accrétion de glace sur lesdites aubes de soufflantes et les OGV. Cette accrétion, ou accumulation, de glace engendre plusieurs inconvénients dont : un balourd provoqué par la masse de la glace sur les aubages de la soufflante, une dégradation des performances aérodynamiques de la soufflante et de l’OGV par altération des surfaces aérodynamiques, et/ou des endommagements (sur l’aval du moteur ou sur l’avion) provoqués par le lâcher du projectile de glace.

[0005] En conséquence, pour éviter l’accrétion de glace, les nouvelles architectures de moteur cherchent à protéger les aubes de soufflante et les OGV du moteur contre l’accumulation du givre.

[0006] Actuellement, deux types de protection contre le givrage des pièces de turboréacteurs sont connues : la protection par antigivrage qui permet d’éviter toute accrétion de glace sur les pièces. Ce type de protection contre le givre utilise des revêtements dits « glaciophobes » dont le niveau de maturité est encore faible à ce jour ; et la protection par dégivrage qui permet de limiter la masse de glace accrétée sur les pièces de sorte que ladite masse de glace se détache en faible quantité par la force centrifuge lors de la rotation du moteur.

[0007] Les techniques de protection par dégivrage, matures à ce jour, sont de deux natures. L’une de ces techniques consiste en un apport d’air chaud prélevé plus en aval dans le moteur et réinjecté via des canaux dans les pièces à dégivrer. Non seulement cette technique est complexe à mettre en œuvre mais en plus elle a un impact direct sur le rendement du moteur car une partie du flux chaud est détournée pour le dégivrage et ne se retrouve plus sous forme de poussée au niveau du flux primaire. L’autre de ces techniques consiste à utiliser un chauffage électrothermique, de type tapis chauffant, dont un exemple est représenté sur les figures 1 A et 1 B. Ce tapis chauffant 40 peut être positionné soit à l’extérieur de l’aube de soufflantel O ou de l’OGV, comme représenté sur la figure 1A, soit entre la partie en matériau composite 30 de l’aube de soufflante ou de l’OGV et un dispositif de protection métallique 20 du bord d’attaque de ladite aube ou dudit OGV, comme représenté sur la figure 1 B.

[0008] Il est rappelé que, pour des raisons de masse et de coûts, les aubes de soufflante et les OGV 10 des turboréacteurs sont souvent réalisés majoritairement en matériau composite. Cependant, ces aubes de soufflantes et OGV - généralisés par la suite sous le terme d’« aubes » - sont soumis à d'importantes contraintes mécaniques dues à leur vitesse de rotation et à la charge aérodynamique qu'elles supportent. Ces aubes doivent aussi résister aux éventuels impacts de particules ou de corps étrangers qui pénétreraient dans la veine d'air de la machine. Il est donc nécessaire de protéger au moins en partie ces aubes en matériau composite. Généralement, la protection est localisée à l’endroit du bord d'attaque de l’aube en matériau composite 30. Pour cela, ce bord d’attaque est recouvert d’une pièce métallique, appelée dispositif de protection 20, qui enveloppe l’extrémité de ladite aube. Un exemple d’un tel dispositif de protection métallique 20 est représenté sur la figure 2, en éclaté, avec le bord d’attaque 30 de l’aube en matériau composite. Lorsque le dispositif de protection métallique 20 est monté autour du bord d’attaque 30 de l’aube en matériau composite, ledit bord d’attaque est protégé de la plupart des contraintes mécaniques et impacts par ledit dispositif de protection 20.

[0009] Dans la technique de dégivrage par chauffage électrothermique, lorsque ledit chauffage électrothermique est positionné à l’extérieur de l’aube 10, c'est-à-dire que le tapis chauffant 40 recouvre la surface extérieure de l’aube 10, la tenue à l’érosion de l’aube est assurée par un film élastomère anti-abrasion. Dans cette configuration, la protection contre le givre a une première conséquence néfaste sur la performance aérodynamique et aéro-acoustique de l’aube du fait notamment de l’augmentation de l’épaisseur de son bord d’attaque et une seconde conséquence néfaste sur la tolérance de forme du bord d’attaque après pose du tapis chauffant (calage, biaisage, etc.). Lorsque le tapis chauffant 40 est positionné entre l’aube en matériau composite 30 et le dispositif de protection métallique 20, le tapis chauffant 40 doit être fin et installé profondément dans le dispositif de protection 20. L’installation du tapis chauffant 40 est donc délicate et difficile à mettre en œuvre. Il n’est, en outre, pas possible de dégivrer totalement le nez 15 de l’aube 10, c'est-à-dire la pointe du dispositif de protection 20, qui ne peut pas être recouvert pour cause d’encombrement.

[0010] Il existe donc un réel besoin d’un dispositif de protection contre le givre qui soit efficace et facile à mettre en œuvre au sein d’une aube de soufflante ou d’un OGV.

RESUME DE L’INVENTION

[0011] Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus d’efficacité et de facilité de mise en œuvre d’un chauffage électrothermique, la demanderesse propose un dispositif de protection métallique du bord d’attaque d’une aube en matériau composite, intégrant un chauffage électrothermique sous la forme d’un élément résistif. La demanderesse propose en outre un procédé de fabrication de ce dispositif de protection.

[0012] Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif de protection métallique d’un bord d’attaque d’une aube en matériau composite pour turboréacteur, comportant les opérations de : a) mise en forme, par matriçage, d’une tôle intrados et d’une tôle extrados, b) réalisation d'un noyau ayant une forme identique à la forme du bord d’attaque de l’aube, c) positionnement du noyau entre les tôles intrados et extrados, d) mise sous vide et fermeture de l'ensemble par soudage, e) assemblage de l'ensemble par compression isostatique à chaud, f) découpe de l'ensemble et extraction du noyau, g) usinage final pour obtenir un dispositif de protection avec un profil prédéfini,

[0013] Ce procédé de fabrication se caractérise par le fait que, d’une part, l’opération a) comporte un usinage, sur une face interne d’au moins une des tôles intrados et extrados, d’au moins une rainure adaptée pour recevoir un élément résistif et, d’autre part, l’opération c) comporte le positionnement d’un élément résistif dans la rainure, l’élément résistif formant un chauffage électrothermique intégré au dispositif de protection métallique du bord d’attaque de l’aube. [0014] Le terme « résistif » sera interprété, dans la description et les revendications, dans son sens électrique, comme un élément à résistance électrique engendrant une production d'énergie sous forme de chaleur.

[0015] Ce procédé présente l’avantage d’être relativement simple à mettre en œuvre puisqu’il utilise partiellement un procédé de fabrication déjà mis en œuvre pour la fabrication des dispositifs de protection métalliques des aubes ou OGV en matériau composite. Il présente en outre l’avantage d’assurer une bonne répartition de la chaleur le long du bord d’attaque de l’aube.

[0016] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de fabrication selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : l’opération a) comporte l’usinage d’un réseau de rainures comportant un nombre pair de rainures. la rainure est usinée dans une zone de soudage de la tôle intrados ou extrados, sur au moins une partie de la largeur du dispositif de protection. l’élément résistif est un câble chauffant comportant au moins un fil thermiquement conducteur en métal, logé dans une gaine isolante. le fil thermiquement conducteur est dans un alliage nickel-chrome. la gaine isolante est réalisée dans un matériau sensiblement inerte, ayant un point de fusion supérieur à 1050°C et aucun changement de phase dans un intervalle compris entre 20°C et 1050°C et ayant une dilatation thermique proche d’un matériau dans lequel sont formées les tôles intrados et extrados. la gaine isolante est réalisée au moins partiellement dans un matériau résistant à la corrosion. le matériau résistant à la corrosion est un alliage de titane ou de l’inox. le câble chauffant comporte une couche d’oxyde de magnésium placée entre le fil thermiquement conducteur et la gaine isolante. [0017] Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de protection métallique d’un bord d’attaque d’une aube en matériau composite pour turboréacteur, caractérisé en ce qu’il comporte : une tôle extrados et une tôle intrados assemblées l’une avec l’autre et formant une cavité interne adaptée pour envelopper le bord d’attaque de l’aube, et un élément résistif intégré dans une face interne de l’une au moins des tôles intrados et extrados.

[0018] Ce dispositif de protection présente l’avantage d’intégrer le système de dégivrage au sein du dispositif de sorte que la source de chaleur de ce système est interne. Cela évite les risques de pertes de chaleur qui se produisent généralement lorsque les systèmes sont rapportés. Le fait que le système de dégivrage soit interne au dispositif de protection permet également de conserver intact l’aérodynamisme de la pièce.

[0019] Avantageusement, le dispositif de protection est obtenu par le procédé tel que défini précédemment.

[0020] Avantageusement, l’élément résistif est logé dans une zone de contact entre la tôle intrados et la tôle extrados, dans une pointe dudit dispositif de protection.

[0021] Avantageusement, le dispositif de protection comporte une ou plusieurs des caractéristiques citées précédemment pour le procédé, comme le fait que l’élément résistif est logé dans une rainure usinée dans la zone de soudage de la tôle intrados ou extrados, que l’élément résistif est un câble chauffant comportant au moins un fil thermiquement conducteur en métal, logé dans une gaine isolante, que le fil thermiquement conducteur est dans un alliage nickel-chrome, que la gaine isolante est réalisée au moins partiellement dans un matériau résistant à la corrosion, que le matériau résistant à la corrosion est un alliage de titane ou de l’inox, que le câble chauffant comporte une couche d’oxyde de magnésium placée entre le fil thermiquement conducteur et la gaine isolante et/ou que la gaine isolante est réalisée dans un matériau sensiblement inerte, ayant un point de fusion supérieur à 1050°C et aucun changement de phase dans un intervalle compris entre 20°C et 1050°C et ayant une dilatation thermique proche d’un matériau dans lequel sont formées les tôles intrados et extrados. [0022] Selon un troisième aspect, l’invention concerne une aube de turboréacteur, comportant un bord d’attaque en matériau composite et un dispositif de protection métallique enveloppant ledit bord d’attaque, caractérisée en ce que le dispositif de protection comporte une pointe dans laquelle est logée un élément résistif, ledit élément résistif s’étendant le long du bord d’attaque en matériau composite.

[0023] Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un turboréacteur, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité d’aubes telles que définies ci-dessus.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0024] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :

[0025] La figure 1 A et la figure 1 B, déjà décrites, représentent des vues en coupe de deux modes d’installation d’un tapis chauffant dans une aube de turboréacteur, selon l’état de la technique ;

[0026] La figure 2, déjà décrite, représente une vue en coupe transversale d’un dispositif de protection métallique pour une aube en matériau composite selon l’état de la technique ;

[0027] La figure 3 représente une vue schématique en coupe d’un dispositif de protection métallique selon l’invention ;

[0028] La figure 4 représente, sous la forme d’un diagramme fonctionnel, les différentes opérations du procédé de fabrication du dispositif de protection métallique selon l’invention ;

[0029] La figure 5 représente schématiquement des vues en perspective des différentes pièces utilisées dans la fabrication du dispositif de protection métallique de la figure 3 ; et

[0030] La figure 6 représente une vue schématique en coupe de l’assemblage compacté obtenu au cours du procédé de la figure 4 avec les pièces de la figure 5.

DESCRIPTION DETAILLEE

[0031] Un exemple de réalisation d’un dispositif de protection métallique du bord d’attaque d’une aube en matériau composite, intégrant un système de dégivrage, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple. [0032] Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées. La description sera donnée d’une façon générale pour une « aube », étant entendu que cette aube peut être une aube de soufflante, un OGV ou toute autre pièce de turboréacteur nécessitant une protection métallique et un dégivrage.

[0033] Un exemple d’un dispositif de protection métallique selon l’invention, adapté pour protéger le bord d’attaque d’une aube en matériau composite, est représenté sur la figure 3. Ce dispositif de protection métallique 120 est conçu pour à la fois envelopper le bord d’attaque 130 de l’aube en matériau composite (appelé par la suite « bord d’attaque en matériau composite ») et intégrer un système de dégivrage 200 de type électrothermique. Une fois monté, le dispositif de protection métallique 120 forme, avec le bord d’attaque 130 en matériau composite, le bord d’attaque de l’aube 100.

[0034] La figure 3 montre donc le dispositif de protection 120 selon l’invention, monté sur le bord d’attaque 130 en matériau composite. Ce dispositif de protection 120 est une pièce métallique dans laquelle est logé un système de dégivrage 200 qui s’étend le long du bord d’attaque 130 en matériau composite.

[0035] Le dispositif de protection métallique 120 selon l’invention est formé en partie en suivant le procédé de fabrication divulgué dans le brevet FR2957545 déposé au nom de la demanderesse. Le procédé divulgué dans ce brevet utilise une technique dite de « conformage sur noyau » permettant de fabriquer simultanément deux dispositifs de protection métallique 120 de sorte notamment à diminuer les coûts de fabrication.

[0036] Le procédé selon l’invention, référencé 300, intègre l’installation d’un système de dégivrage au cours des opérations du procédé de conformage sur noyau. Ce procédé selon l’invention sera décrit en se référant à la figure 4 qui représente les différentes étapes du procédé sous une forme fonctionnelle et à la figure 5 qui représente les différentes pièces utilisées pour la mise en œuvre du procédé.

[0037] Ce procédé 300 comporte tout d’abord une opération 310 de mise en forme d’une tôle intrados 122 et d’une tôle extrados 121. Cette mise en forme des tôles intrados 122 et extrados 121 est réalisée par matriçage afin de préformer lesdites tôles pour que leurs formes se rapprochent de la forme, respectivement, de l’intrados et de l’extrados du bord d’attaque de l’aube. Un exemple d’une tôle extrados 121 , après mise en forme, est représenté sur la partie A de la figure 5. Un exemple d’une tôle intrados 122, après mise en forme, est représenté sur la partie B de la figure 5. Ces tôles intrados et extrados peuvent être, par exemple, en alliage base titane (par exemple TA6V) ou en acier inox (par exemple 304L).

[0038] Le procédé 300 comporte ensuite une opération 320 d’usinage d’au moins une rainure sur au moins une face interne d’une des tôles extrados 121 ou intrados 122. La ou les rainures sont réalisées dans la surface d’au moins une des tôles intrados et extrados, dans une zone dite de soudage. Cette zone de soudage, par exemple la zone 122a sur la partie D de la figure 5, est la zone de diffusion des deux tôles, c'est-à-dire la zone par laquelle les tôles intrados 121 et extrados 122 seront assemblées l’une à l’autre après les opérations d’assemblage décrites par la suite. Le nombre, le profil et les dimensions des rainures sont définis en fonction de la densité surfacique de puissance à faire passer par le système de dégivrage. Selon les modes de réalisation, une unique rainure peut suffire ; de préférence, plusieurs rainures sont usinées pour former un réseau de rainures. Comme expliqué par la suite, le nombre de rainures est avantageusement paire afin que l’élément résistif qui sera inséré dans les rainures puisse avoir une entrée et une sortie à proximité l’une de l’autre. Quel que soit leur nombre, les rainures sont usinées de sorte à être plus ou moins parallèles les unes aux autres. Dans certains modes de réalisation, par exemple lorsque l’élément résistif est d’un diamètre relativement élevé, par exemple un diamètre de l’ordre de 1 à 5 mm, des rainures peuvent être usinées à la fois dans la tôle extrados et la tôle intrados, les rainures de chaque tôle étant conçues pour être en regard l’une de l’autre lorsque les deux tôles seront assemblées.

[0039] Le procédé 300 comporte ensuite une opération 330 de fabrication d'un noyau 123 ayant une forme identique à la forme du bord d’attaque 130 en matériau composite. Ce noyau 123, par exemple en alliage base nickel réfractaire, comporte une forme identique à la forme du bord d’attaque 130 en matériau composite. Ce noyau 123 est conçu pour permettre la réalisation, dans le dispositif de protection métallique 120, d’une cavité interne 128 ayant une forme adaptée à la forme extérieure du bord d’attaque 130 en matériau composite. Une des faces du noyau 123, comme la face 123a représentée sur le dessin E de la figure 5, reproduit la face interne de l’extrados du bord d’attaque 130 en matériau composite, l’autre face, comme la face 123b sur le dessin E de la figure 5, reproduit la face interne de l’intrados du bord d’attaque 130 en matériau composite. Les deux faces 123a, 123b se rejoignent au niveau de la pointe du noyau 123 en un rayon reproduisant la forme interne du bord d’attaque 130 en matériau composite.

[0040] Le procédé 300 comporte ensuite une opération 340 de positionnement du noyau 123 entre la tôle intrados 122 et la tôle extrados 121 et une opération de positionnement 350 de l’élément résistif 210 dans la rainure de l’une des tôles 121 ou 122. L’élément résistif 210 peut, par exemple, être un fil ou un câble thermiquement conducteur, qui s’étend sur toute la longueur de chacune des rainures, rebouclant à l’extrémité de chaque rainure pour s’étendre à nouveau dans la rainure suivante. Dans un exemple, l’élément résistif 210 est un câble chauffant en cuivre et isolant minéral, installé dans les rainures de la tôle inférieure, c'est-à-dire la tôle positionnée en- dessous du noyau 123 (par exemple la tôle intrados 122 dans l’exemple de la figure 5). Les opérations 340 et 350 de positionnement du noyau 123 et de l’élément résistif 210 peuvent être réalisées dans un ordre prédéfini (par exemple positionnement de l’élément résistif avant le positionnement du noyau ou inversement), l’ordre de positionnement dépendant, par exemple, du choix de la tôle 121 ou 122 comportant les rainures. Après que l’élément résistif 210 ait été positionné dans les rainures de l’une des tôles (par exemple la tôle intrados 122 dans le cas de la figure 5) et que le noyau 123 ait été positionné au-dessus de ladite tôle, l’autre tôle (par exemple la tôle extrados 121 dans le cas de la figure 5) est posée au-dessus du noyau 123.

[0041] Le procédé 300 comporte ensuite une opération 360 de mise sous vide et de solidarisation de l'ensemble formé par le noyau 123, les tôles intrados 122 et extrados 121 et l’élément résistif 210. Cette solidarisation de l’ensemble assure une fermeture étanche de l’ensemble. Elle peut être réalisée par soudage - par exemple soudage par faisceau d’électrons (FE) - de la zone de soudage des deux tôles intrados 122 et extrados 121 , ladite zone de soudage s’étendant sur toute la périphérie des deux tôles. Pour cela, un cordon de soudure ininterrompu peut être préalablement posé le long des bords latéraux des tôles intrados et extrados ainsi que sur leurs bords transversaux, de sorte que le noyau 123 soit complètement entouré. En effet, les tôles intrados 122 et extrados 121 doivent être assemblées de façon étanche pour que, lors de l’opération suivante de compaction, le gaz qui exerce la pression sur l’assemblage pour « conformer » les tôles ne pénètre pas dans ledit assemblage (si le gaz pénétrait à l’intérieur de l’assemblage, il y aurait une équi-pression entre l’intérieur et l’extérieur de l’assemblage, ce qui empêcherait le conformage des tôles sur le noyau ainsi que le soudage par diffusion des tôles entre elles dans les zones de contact et notamment au niveau du nez du dispositif de protection). Il est également nécessaire que l’air à l’intérieur de l’assemblage soit évacué, surtout pour des tôles en titane, car, lors de la montée en température de l’assemblage (durant l’opération de compaction), l’air résiduel interne va réagir avec le titane, contaminer les surfaces et dégrader le soudage des zones en contact entre les tôles et notamment le nez du dispositif de protection. Le soudage par faisceau d’électron, qui est réalisé sous vide, présente l’avantage de combiner en seule opération la mise sous vide et l’étanchéité de l’assemblage. Une alternative pourrait être de réaliser deux opérations successives : une opération d’assemblage des tôles en TIG (Tungstène Inert Gaz) qui est un soudage à l’arc réalisé sous air, puis une opération de mise sous vide, via un tube positionné lors du soudage TIG puis écrasé lorsque la mise au vide est réalisée.

[0042] Le procédé 300 comporte ensuite une opération 370 d’assemblage de l'ensemble par compression isostatique à chaud. Cette opération de compression, ou compaction, isostatique de l’ensemble permet de consolider la solidarisation dudit ensemble par soudage diffusion des tôles intrados 122 et extrados 121 dans les zones où lesdites tôles intrados 122 et extrados 121 sont en contact. Elle permet également un conformage des tôles intrados 122 et extrados 121 autour du noyau 123 pour que la surface interne de l’ensemble formé par les deux tôles 121 , 122 réunies prenne la forme du noyau 123. L’opération 370 de compression isostatique à chaud peut, par exemple, être conduite à une température d'environ 940°C, dans le cas de tôles en alliage de titane TA6V. En effet, à cette température, le métal est relativement mou et peut fluer sous l'action de la pression (environ 1000 bars) qui lui est appliquée, les deux tôles intrados et extrados se déformant pour venir épouser parfaitement la forme du noyau 123 et supprimer les espaces résiduels.

[0043] Ainsi, après cette opération 370 de compression isostatique, la tôle intrados 122 et la tôle extrados 121 épousent la forme du noyau 123 et forment un assemblage compacté 125, comme celui représenté sur la figure 6. En d’autres termes, l’assemblage compacté 125 correspond à l’ensemble des pièces du dessin E de la figure 5, soudées et compressées. Cet assemblage compacté 125 correspond aussi à un dispositif de protection, avant usinage final.

[0044] Une opération 380 de découpe de cet assemblage compacté 125, obtenu à la fin de l’opération 370, est ensuite réalisée pour en extraire le noyau 123. Cette opération 380 consiste à découper, suivant un axe longitudinal MM, les tôles intrados et extrados de l’assemblage compacté 125. La découpe de l’assemblage compacté 125 peut, par exemple, être réalisée par découpe laser avec élimination de la partie excédentaire de l’assemblage. Une fois l’assemblage compacté 125 découpé, le noyau 123 peut être extrait dudit assemblage par découpe partielle de la périphérie du noyau 123 et décollement du noyau et des tôles de l’assemblage. Une fois le noyau 123 extrait, on obtient le dispositif de protection 120.

[0045] Une fois le dispositif de protection obtenu, une opération 390 d’usinage final est réalisée pour finaliser le profil extérieur dudit dispositif de protection et obtenir un dispositif de protection 120 à élément résistif intégré et profil souhaité.

[0046] Après l’opération 390 d’usinage final, les extrémités de l’élément résistif 210 du dispositif de protection 120 sont débouchantes uniquement sur une partie du bord d’attaque, par exemple la partie inférieure la plus proche de l’axe moteur du turboréacteur. L’élément résistif 210 peut ainsi être relié par une connectique adaptée à une source électrique.

[0047] Le dispositif de protection 120 obtenu par le procédé 300 comporte ainsi un système de dégivrage 200 intégré au nez du bord d’attaque de l’aube 100. Le système de dégivrage s’étend, comme montré sur la figure 3, le long du nez du bord d’attaque 130 en matériau composite, dans la pointe 129 du dispositif de protection 120, sur sensiblement toute la largeur I dudit dispositif de protection. Autrement dit, le système de dégivrage 200, et en particulier l’élément résistif 210, est logé à l’intérieur du dispositif de protection 120 dans la zone de contact entre la peau intrados formée par la tôle intrados 122 et la peau extrados formée par la tôle extrados 121 . Les éléments chauffants du système de dégivrage 200 sont ainsi en bordure de la cavité interne 128 du dispositif de protection 120 destinée à recevoir le bord d’attaque 130 en matériau composite et donc à proximité immédiate du bord d’attaque 130 en matériau composite. [0048] Comme cité précédemment, le système de dégivrage 200 doit être dimensionné en fonction de la densité de puissance surfacique nécessaire (de l’ordre de 1 à 10 W.cm-2 par exemple). Selon un exemple, le système de dégivrage 200 peut comporter un ou plusieurs éléments résistifs 210 qui chauffent, par conduction, la surface à dégivrer de l’aube 100 via la circulation d’un courant continu (effet Joules). L’élément résistif 210 peut être déployé sur toute la largeur I de la pointe 129 du dispositif de protection 120 ou uniquement sur une partie de cette largeur, la pointe 129 du dispositif de protection étant la zone où la tôle intrados 122 et la tôle extrados 121 sont en contact l’une avec l’autre. Une seule longueur d’élément résistif 210 peut être installée ou plusieurs longueurs qui forment un réseau en forme de spires. De préférence, l’élément résistif 210 forme au moins une spire, c'est-à-dire qu’il comporte au moins un aller / retour, de sorte que ses deux extrémités soient situées sur la même extrémité du dispositif de protection 120, de préférence l’extrémité la plus proche de la base de l’aube afin d’en faciliter la connexion électrique.

[0049] Les éléments résistifs, comme l’élément résistif 210 montré sur la figure 5, satisfont de préférence plusieurs conditions. En effet, outre les qualités résistives propres au transfert de chaleur, le ou les matériaux constituant l’élément résistif doivent :

Avoir un point de fusion supérieur à 1050°C et ne pas avoir de changement de phase dans l’intervalle [20°C - 1050°C] afin que ses propriétés résistives ne soient pas altérées. En effet, dans la phase de conformage sur noyau, l’opération 370 de compression isostatique à chaud est réalisée à des températures de l’ordre de 850°C à 1000°C pour un dispositif de protection métallique en titane et à des températures l’ordre de 950°C à 1050°C pour un dispositif de protection métallique en acier inoxydable. Il est nécessaire que le ou les matériaux constituant l’élément résistif restent à l'état solide pendant tout le cycle de fabrication.

Le matériau qui constitue l’enveloppe externe de l’élément résistif doit être le plus inerte possible, aux températures de compression isostatique, vis-à- vis du matériau métallique des tôles intrados et extrados (par exemple le TA6V ou un inox 304L). En effet, une forte contamination locale du matériau métallique du dispositif de protection pourrait conduire à des abattements mécaniques trop importants sur ledit matériau, et devenir rédhibitoire. Avantageusement, l’élément résistif doit avoir une dilatation thermique proche des alliages métalliques du dispositif de protection (de l’ordre 10 x 10-° 6 pour les titanes et 17 x 1 O’ 06 pour les inox) afin que le contact soit le meilleur possible entre ledit élément résistif et le matériau du dispositif de protection métallique. En effet, à la température de compression isostatique à chaud, les peaux externes du matériau du dispositif de protection - c'est- à-dire la peau intrados et la peau extrados - et l’élément résistif sont en contact parfait mais, lors du refroidissement, si le coefficient de dilatation l’élément résistif est très supérieur au matériau du dispositif de protection métallique, les deux matériaux peuvent se séparer et un vide peut se créer entre eux au retour à la température ambiante, ce qui diminuerait la conduction de la chaleur entre ledit élément résistif et ledit dispositif de protection lors du fonctionnement.

[0050] Par exemple, dans le cas d’un dispositif de protection en alliage base titane, par exemple en TA6V, ou en alliage inox, par exemple du 304L, l’élément résistif peut être constitué majoritairement d’un alliage de nickel-chrome : un tel alliage de nickel- chrome reste à l’état solide jusqu’à 1400°C et son coefficient de dilatation thermique est de l’ordre de 15 x 1 O 06 .

[0051] Lorsque l’élément résistif est un câble chauffant, ce dernier peut comporter un isolant minéral entourant un fil thermiquement conducteur en métal hautement résistant, tel que du nickel-chrome, qui convertit l’énergie électrique en chaleur. Le fil thermiquement conducteur, ou fil conducteur, peut également être isolé avec de l’oxyde de magnésium de haute qualité puis recouvert d’un matériau de gaine classiquement résistant à la corrosion comme de l’inconel 600, de l’alliage inoxydable ou de l’acier inoxydable. Dans le cas d’un dispositif de protection en acier inoxydable, la gaine externe de l’élément résistif peut être en inox. Dans le cas d’un dispositif de protection en titane, la gaine externe de l’élément résistif peut être en alliage de titane. La compatibilité des alliages en contact lors de la compression isostatique est alors totale. La présence d’une couche d’oxyde de magnésium, ou d’un autre élément isolant, entre le fil conducteur et la gaine externe du câble chauffant, le rend malléable à froid, ce qui permet une installation aisée dudit câble chauffant dans les rainures usinées sur les tôles intrados et/ou extrados. Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le dispositif de protection selon l’invention et son procédé de fabrication comprennent divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention.