METHODE DE REMPLACEMENT D'UNE PIECE D'AERONEF

Domaine technique

[0001 ] L'invention concerne le remplacement d'une pièce d'aéronef. Plus précisément, l'invention traite du processus de remplacement d'une pièce d'aéronef dans l'enceinte d'un aéroport. L'invention propose également un procédé de certification d'une pièce d'aéronef.

Technique antérieure

[0002] Le fonctionnement d'un aéronef implique une surveillance et une maintenance spécifiques de ses organes afin de garantir la sécurité de vol. Dans ce processus, les différentes pièces et modules subissent des contrôles dans l'optique de déterminer s'ils restent conformes aux normes en vigueur. A cette occasion, certaines anomalies peuvent être détectées puis imposer le remplacement d'une pièce. A titre d'exemple, le remplacement d'une aube ou d'un palier de turboréacteur peut s'imposer.

[0003] Le document US2015/0019065 A1 divulgue un système planifiant des événements de maintenance. La fréquence des événements est ajustée lors de la détection de disfonctionnement de matériel. L'ajustement considère l'opportunité de modifier le plan de vol de l'avion en fonction des coûts de maintenance, et des coûts qu'impliquerait la non réalisation d'une maintenance nécessaire. Or, ce système conduit malgré tout à des pertes économiques.

[0004] Le document GB 2 423 342 A divulgue une méthode de maintenance d'un système de freinage d'avion. La méthode détecte une défaillance d'une pièce, puis prévoit son remplacement à partir d'un stock de pièces disponibles. Ceci nécessite un stock de pièces important pour pouvoir renouveler la pièce incriminée là où l'avion se pose dans le cadre de son plan de vol d'exploitation commercial préétabli. L'espace nécessaire pour le stockage est donc considérable, d'autant plus que chaque pièce doit être protégée dans un emballage permettant de préserver sa certification. L'espace nécessaire est à la fois multiplié par le nombre de modèles d'avions transitant par l'aéroport considéré, et par le nombre de pièces susceptibles d'être remplacées pour un même modèle d'avion.

[0005] Le document EP2846304A1 divulgue un appareil comprenant une bibliothèque de pièces, une base de données et un système de gestion des pièces. Cet appareil permet le remplacement de pièces d'aéronef via une fabrication additive de la pièce sur décision d'un client. La présente méthode permet de réduire le temps nécessaire pour recevoir les pièces de rechange. Or, le temps d'immobilisation de l'appareil reste élevé.

Résumé de l'invention

Problème technique

[0006] L'invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de réduire l'espace nécessaire au stockage de pièces de remplacement dans un aéroport. L'invention a également pour objectif de proposer une solution simple, résistante, légère, rapide, fiable, reproductible, et améliorant le rendement.

Solution technique

[0007] L'invention a pour objet une méthode de remplacement d'une pièce d'aéronef ; notamment d'une pièce de turbomachine d'aéronef ; le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) décision de remplacer une pièce, notamment une pièce défectueuse ; (b) atterrissage de l'aéronef dans un aéroport ; (e) remplacement de la pièce à remplacer par une pièce de remplacement ; remarquable en ce que le procédé comprend une étape (c) fabrication additive de la pièce de remplacement dans ledit aéroport.

[0008] Selon un mode avantageux de l'invention, la méthode comprend une étape (d) certification de la pièce de remplacement produite lors de l'étape (c) fabrication additive.

[0009] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (c) fabrication additive comprend la génération de données de suivi de la fabrication additive, l'étape (d) certification comprenant l'analyse des données de suivi afin de juger la conformité de la pièce de remplacement.

[0010] Selon un mode avantageux de l'invention, la méthode comprend en outre une étape (f) décollage de l'aéronef qui est effectuée moins de

10 h après l'étape (c) fabrication additive.

[001 1 ] Selon un mode avantageux de l'invention, lors de l'étape (c) fabrication additive, la pièce de remplacement est réalisée à l'aide d'un matériau d'apport, notamment un matériau brut.

[0012] Selon un mode avantageux de l'invention, le matériau d'apport est un matériau certifié.

[0013] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (a) décision est effectuée à l'aide d'un capteur, par exemple une jauge, et/ou des moyens optiques, et/ou des moyens de mesure de vibration.

[0014] Selon un mode avantageux de l'invention, le capteur est embarqué sur l'aéronef.

[0015] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (c) fabrication additive est une méthode de fabrication additive par couches, éventuellement à base de poudre.

[0016] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (a) décision est prise pendant une phase de vol de l'aéronef.

[0017] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (b) atterrissage succède directement à ladite phase de vol de l'aéronef.

[0018] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (a) décision est prise pendant une phase au sol de l'aéronef.

[0019] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (c) fabrication additive est réalisée et/ou commence et/ou finit avant l'étape (b) atterrissage.

[0020] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (c) fabrication additive est réalisée et/ou commence et/ou finit pendant une phase de vol.

[0021 ] Selon un mode avantageux de l'invention, préalablement à l'étape (a) décision, le procédé comprend la définition d'un itinéraire d'exploitation de l'aéronef, éventuellement un itinéraire d'exploitation récurrent, ledit aéroport appartenant audit itinéraire d'exploitation. [0022] Selon un mode avantageux de l'invention, à l'étape (b) atterrissage l'aéroport est un aéroport dans lequel l'aéronef a déjà atterri, l'aéronef atterrissant éventuellement dans ledit aéroport selon une fréquence donnée.

[0023] Selon un mode avantageux de l'invention, préalablement à l'étape (a) décision, le procédé comprend la définition de phases d'entretien programmées, l'étape (a) décision étant effectué entre deux phases d'entretien programmées successives.

[0024] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (c) fabrication additive comprend le chargement d'un fichier informatique définissant la géométrie de la pièce de remplacement.

[0025] Selon un mode avantageux de l'invention, le démontage de la pièce à remplacer est effectué pendant, ou après l'étape (c) fabrication additive de la pièce de remplacement.

[0026] Selon un mode avantageux de l'invention, l'aéroport comprend une machine de fabrication additive réalisant l'étape (c) fabrication additive, et une piste d'atterrissage où l'aéronef atterrit lors de l'étape (b) atterrissage, la distance D entre la machine et la piste est comprise entre 6 km et 0,2 km.

[0027] Selon un mode avantageux de l'invention, le procédé de fabrication additive est un procédé de fabrication additive par fusion.

[0028] Selon un mode avantageux de l'invention, la phase au sol peut être entendue comme une phase où l'aéronef est au niveau de la mer, c'est-à-dire que l'altitude est sensiblement égale à zéro.

[0029] Selon un mode avantageux de l'invention, l'aéroport comprend une piste d'atterrissage qui est à une distance D de la machine de fabrication additive, la distance D étant comprise entre 5km et 100m, ou entre 4km et 500m, ou entre 3km et 2km, la distance D étant éventuellement égale à 2km.

[0030] Selon un mode avantageux de l'invention, le matériau d'apport comprend de la poudre, et/ou du fil, et/ou des granulés.

[0031 ] Selon un mode avantageux de l'invention, la pièce à remplacer est une pièce mobile, notamment une pièce tournante ; ou une pièce de fixation. [0032] Selon un mode avantageux de l'invention, le démontage de la pièce à remplacer est effectué après l'étape (a) décision.

[0033] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (f) décollage de l'aéronef est effectuée moins de 24h, ou 10h, ou 5h, ou 2h après l'étape

(b) atterrissage, et/ou (a) décision, et/ou (e) remplacement.

[0034] Selon un mode avantageux de l'invention, la pièce à remplacer est une pièce de compresseur de turboréacteur, éventuellement d'un compresseur basse pression.

[0035] Selon un mode avantageux de l'invention, la pièce à remplacer est une pièce de banc d'essai.

[0036] Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (e) remplacement est effectuée dans l'aéroport où l'aéronef atterrit à l'étape

(b) atterrissage.

[0037] Selon un mode avantageux de l'invention, l'aéroport comprend plusieurs bâtiments et/ou une clôture le délimitant, l'étape (c) fabrication additive étant réalisée dans les bâtiments et/ou à l'intérieur de la clôture.

[0038] L'invention a également pour objet un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes de la méthode selon l'invention lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

[0039] L'invention a également pour objet un procédé de certification d'une pièce, notamment d'une pièce aéronautique, le procédé comprenant les étapes suivantes : (c) fabrication additive d'une pièce de remplacement ; puis (d) certification de la pièce de remplacement produite lors de l'étape (c) fabrication additive ; remarquable en ce que l'étape (c) fabrication additive comprend la génération de données de suivi de la fabrication additive, l'étape (d) certification comprenant l'analyse desdites données de suivi afin d'estimer la conformité de la pièce de remplacement.

[0040] De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l'invention sont également applicables aux autres objets de l'invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l'invention est combinable aux autres objets. Les objets de l'invention sont également combinables aux modes de réalisation de la description, qui en plus sont combinables entre eux.

Avantages apportés

[0041 ] Potentiellement, un espace réduit offre la possibilité de stocker une multitude de pièces de rechange car l'invention tend à ne stocker que de la matière d'apport. A l'extrême, une quantité matière d'apport pour une seule pièce de remplacement remplace toutes les pièces d'un point de vue stockage. En effet, une même matière d'apport peut être utilisée pour différentes pièces, et en particulier pour différents modèles d'avion.

[0042] Aussi, la certification de la pièce peut être validée sur la base du suivi continu du procédé de fabrication continue. En effet, à partir du respect de conditions de fabrications prédéfinies, les performances techniques de la pièce de remplacement peuvent être extrapolées. L'invention offre également la souplesse de produire une pièce prédéterminée juste à temps pour une phase au sol d'un aéronef.

Brève description des dessins

[0043] La figure 1 représente un diagramme du procédé de remplacement d'une pièce d'aéronef selon l'invention.

Description des modes de réalisation

[0044] La figure 1 représente un diagramme du procédé de remplacement d'une pièce d'aéronef. Par exemple, le procédé s'applique au remplacement d'une pièce d'un turboréacteur équipant un avion court, moyen ou long courrier.

[0045] Le procédé peut comprendre les étapes suivantes, éventuellement réalisées dans l'ordre qui suit :

(a) décision 100 de remplacer une pièce, notamment une pièce présentant un disfonctionnement ou ayant subi une dégradation ;

(b) atterrissage 102 de l'aéronef dans un aéroport ; (c) fabrication 104 additive d'une pièce de remplacement dans ledit aéroport de transit ;

(d) certification 106 de la pièce de remplacement produite lors de l'étape (c) fabrication additive ;

(e) remplacement 108 de la pièce défectueuse par une pièce de remplacement certifiée ; et

(f) décollage 1 10 de l'aéronef avec la pièce de remplacement depuis ledit aéroport.

[0046] L'étape (a) décision 100 peut être effectuée grâce à un capteur, éventuellement embarqué ou au sol. Cette étape peut donc être conduite en vol, avant que l'avion ne se pose lors de l'étape (b) atterrissage 102. En variante, l'étape (a) décision 100 peut être effectuée au sol ; c'est-à- dire après l'étape (b) atterrissage 102.

[0047] Le capteur peut être une jauge, des moyens optiques, des moyens de mesure de vibrations. Une caméra peut identifier une rupture de pièce grâce à un logiciel de reconnaissance de pièces mécaniques. La caméra peut également lire un numéro d'identification de la pièce rompue. Une analyse d'huile peut déceler la présence de certaines particules métalliques dans de l'huile. Un microphone peut percevoir des sons caractéristiques. Un capteur de vibrations peut établir la rupture d'une portion d'un élément tournant, telle la rupture d'une aube de rotor. Une tomographie peut également être effectuée. Sur la base d'une de ces informations, ou en recoupant plusieurs de ces informations, il est possible d'identifier le modèle précis d'une pièce défectueuse. L'identification et la reconnaissance d'une pièce à remplacer peut être visuelle, par exemple lorsque l'étape (a) décision est réalisée au sol.

[0048] En amont du procédé, un itinéraire d'exploitation récurrent, ou parcours de service, peut être affecté à l'aéronef. L'aéroport dans lequel se pose l'aéronef lors de l'étape (b) atterrissage 100 est intégré dans ledit itinéraire. Cet aéroport est un aéroport dans lequel l'aéronef a déjà atterri à maintes reprises, il est compatible avec la taille de l'avion. L'aéronef a déjà atterri plusieurs fois dans l'aéronef, éventuellement plusieurs fois dans la même année. Il peut y atterrir selon une fréquence prédéfinie. De même, des phases d'entretien programmées à l'avance. Les phases d'entretien peuvent impliquer des déplacements en dehors de l'itinéraire d'exploitation. L'étape (a) décision 100 est réalisée après que l'itinéraire d'exploitation et les phases d'entretien soient définis. L'étape (a) décision 100 s'intercale entre deux phases d'entretien programmées successives, éventuellement sans en modifier le lieu ni la date. Ainsi, l'invention permet de conserver l'itinéraire d'exploitation préétabli, tout comme les phases d'entretien.

[0049] L'aéronef comprend des moyens de communication avec un serveur informatique au sol via un réseau informatique. Ce serveur peut être un ordinateur exécutant un programme d'ordinateur. Il peut stocker des modèles numériques de pièces de rechange. Il peut également contenir des instructions pour la fabrication additive des pièces de rechange. Ces données peuvent être adaptées aux matériaux et aux machines présentes dans l'aéroport où atterri l'aéronef. Une machine exécutant le procédé de fabrication additive est également connectée au serveur informatique via un réseau, filaire ou par ondes.

[0050] L'étape (c) fabrication additive 104 peut être effectuée par couches de poudre durcies tour à tour. Ce procédé de fabrication est également connu en tant qu'impression 3D ou impression en trois dimensions. Un exemple classique de fabrication additive est la fabrication par fusion ou frittage de particules de poudre au moyen d'un faisceau de haute énergie. Parmi ces faisceaux de haute énergie, on peut mentionner notamment le faisceau laser et le faisceau d'électrons. Par "fusion sélective par laser", en anglais "Sélective Laser Melting" (SLM), on entend un procédé par fusion sélective ou frittage sélectif de lits de poudre au moyen d'un faisceau laser. Un lit de poudre est mis en œuvre puis compacté à l'aide d'un rouleau. Le nouveau lit de poudre est solidifié à la couche précédente par zone, et ce grâce à l'action thermique du faisceau de haute énergie. La poudre restant libre est évacuée.

[0051 ] Pendant l'étape (c) fabrication additive 104, la pièce de remplacement, ou pièce de rechange, est réalisée à l'aide d'un matériau d'apport, notamment un matériau brut certifié. Il peut s'agir d'une poudre certifiée qui présente des qualités établies et contrôlées. Ces qualités permettent ensuite de produire des pièces avec des performances prévisibles en fonction des paramètres de la fabrication additive. Le matériau d'apport peut comprendre une ou plusieurs poudres, ou du fil, ou encore des granulés. Il peut s'agir de métaux tels que de l'aluminium, de l'acier, du titane, ou un mélange de ces matériaux. D'autres métaux sont envisageables. L'invention peut également mettre en œuvre des polymères ou des céramiques.

[0052] L'étape (c) fabrication additive 104 comprend le chargement d'un fichier informatique définissant la géométrie de la pièce de remplacement. Ce fichier est chargé sur la machine de fabrication additive qui est également alimentée en matériau d'apport. Ces entrées permettent d'aboutir à une pièce de remplacement voulue.

[0053] L'étape (c) fabrication additive 104 comprend également la génération de données de suivi de la fabrication additive. Il peut s'agir de l'enregistrement d'images comparées à des modèles. Il peut également s'agir d'enregistrement de tensions, de températures de fusion, d'intensité de faisceau dans la machine de fabrication additive.

[0054] L'étape (d) certification 106 comprenant l'analyse des données de suivi. Par comparaison de ces données de suivi à des seuils et/ou à des modèles connus, il devient possible de juger si la pièce de remplacement ainsi obtenue est conforme. Dans le cas contraire, la pièce peut être déclarée non-conforme. Une autre pièce de remplacement est fabriquée dans le but d'en créer une conforme.

[0055] Enfin, le procédé peut comporter l'étape (e) remplacement 108 de la pièce défectueuse par une pièce de remplacement. Cette étape (e) remplacement 108 peut comprendre un démontage de la pièce défectueuse, et la substitution par la pièce de remplacement. Ceci signifie que l'étape (c) fabrication additive de la pièce de remplacement peut survenir avant le démontage de la pièce défectueuse. Des finitions peuvent également être réalisées sur la pièce de remplacement issue de l'étape (c) fabrication additive. Dès lors, la pièce de remplacement occupe précisément la place de la pièce à remplacer, et rempli les mêmes fonctions. 56] L'étape (f) décollage 1 10 peut être effectuée au plus 24h, ou 10h, ou 5h, ou 2h après l'étape (c) fabrication additive. Ces durées peuvent également séparer l'étape décollage 1 10 de l'étape (a) décision 100, de l'étape (b) atterrissage 102, et de l'étape (e) remplacement 108.