FR3091495A1 - Procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique et panneau d’atténuation acoustique réparé avec un tel procédé - Google Patents
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Abstract
Procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique et panneau d’atténuation acoustique réparé avec un tel procédé L’invention concerne un procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique comportant une peau acoustique percée d’une pluralité de perçages acoustiques définissant un schéma acoustique. Selon l’invention, le procédé comporte les étapes suivantes visant à : identifier sur le panneau une zone endommagée ; retirer une portion du panneau contenant ladite zone endommagée ; établir un modèle numérique du panneau ; fabriquer un moule (15) reproduisant le modèle numérique ; réaliser un patch de réparation (21) dans le moule ; polymériser le patch ; pratiquer des perçages acoustiques (27) dans le patch, en utilisant des perçages acoustiques (19) du moule comme guides ; assembler le patch sur le panneau, en le positionnant au niveau de la zone au niveau de laquelle la portion endommagée a été retirée. Figure pour l’abrégé : Fig. 6
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique et panneau d’atténuation acoustique réparé avec un tel procédé
[0001] La présente invention concerne un procédé de réparation d’un panneau acoustique pour nacelle de turboréacteur d’aéronef. L’invention concerne également un panneau acoustique réparé par un tel procédé.
[0002] Les turboréacteurs d’aéronef sont générateurs d’une pollution sonore importante. Il existe une forte demande visant à réduire cette pollution, et ce d’autant plus que les turboréacteurs utilisés deviennent de plus en plus puissants. La conception de la nacelle entourant un turboréacteur contribue pour une grande partie à la réduction de cette pollution sonore.
[0003] Afin d’améliorer d’avantage les performances acoustiques des aéronefs, les nacelles sont dotées de panneaux d’atténuation acoustiques visant à atténuer les bruits dus à la circulation des flux d’air à travers le turboréacteur ainsi qu’aux vibrations des structures de la nacelle.
[0004] Les panneaux d’atténuation acoustiques sont des structures de type sandwich bien connues pour absorber ces bruits. Ces panneaux comportent habituellement une structure acoustique alvéolaire pouvant être sous la forme d’une ou plusieurs couches alvéolaires superposées et comprenant chacune des cellules alvéolaires (structure couramment appelée « en nid d’abeille »). La structure acoustique alvéolaire est généralement revêtue sur l’une de ses faces d’une peau imperméable à l’air, dite peau « pleine » et, sur l’autre de ses faces, d’une peau dite « acoustique », percée d’une pluralité de perçages acoustiques définissant un schéma acoustique.
[0005] De tels panneaux d’atténuation acoustique constituent des résonateurs acoustiques aptes à « piéger » le bruit et donc à atténuer les émissions sonores en direction de l’extérieur de la nacelle. Ces panneaux d’atténuation acoustique équipent des zones de la nacelle qui peuvent être, à titre d’exemple, l’entrée d’air de la nacelle, la structure interne fixe de la nacelle, dite « Inner Fixed Structure » (IFS) en anglais, entourant le cœur du turboréacteur, les volets de blocage d’un dispositif d’inversion de poussée à grilles, ou encore le panneau interne acoustique, qui fait face à la peau acoustique de la structure interne fixe.
[0006] Les panneaux d’atténuation acoustique sont sujets à des endommagements qui peuvent être causés par la collision avec des corps étrangers (oiseaux, grêlons, outils oubliés lors d’opérations de maintenance de la nacelle, etc.) ou en raison de surchauffes localisées au niveau de ces panneaux acoustiques.
[0007] Il est d’usage de réparer un panneau d’atténuation acoustique endommagé, et la réparation appliquée au panneau endommagée est généralement permanente, c’est-à-dire qu’elle n’est pas temporaire en vue d’un remplacement ultérieur du panneau endommagé.
[0008] Il est ainsi extrêmement important d’appliquer au panneau d’atténuation acoustique endommagé un procédé de réparation qui permette d’obtenir un panneau d’atténuation acoustique réparé dont ses caractéristiques en terme de performance d’atténuation acoustique se rapprochent au plus près de celles du panneau d’atténuation acoustique avant endommagement.
[0009] Pour ce faire, il est connu selon une première réalisation de l’art antérieur de réparer un panneau d’atténuation acoustique endommagé en montant un patch de réparation au niveau de la zone endommagée du panneau. Ce patch de réparation est dit « plein », c’est-à-dire qu’il ne comporte pas de propriétés acoustiques. Cette solution est peu satisfaisante car le panneau réparé perd de ses propriétés acoustiques au niveau de la zone réparée qui comporte le patch de réparation non-acoustique. Aussi, cette solution se révèle peu esthétique.
[0010] Afin de pallier cet inconvénient, on connaît de l’art antérieur le document WO 2018/080439 Al qui prévoit un procédé de réparation selon lequel on utilise un pli en fibres de verres que l’on positionne au niveau de la zone endommagée du panneau d’atténuation acoustique et sur lequel on applique une pression, entraînant une déformation du pli se conformant ainsi aux perforations acoustiques présentes dans le panneau dans la zone endommagée. Ce pli est ensuite retiré du panneau et est positionné sur le patch, sur lequel patch sont reproduits les perçages définis par le pli de verre. Le pli en fibres de verre est en quelque sorte utilisé à la manière d’un calque.
[0011] Cette solution est peu satisfaisante en ce qu’elle est peu précise, notamment lorsque la zone à réparer du panneau d’atténuation acoustique présente un profil courbé.
[0012] Une solution à ce problème est présentée dans l’art antérieur par le document WO 2018/118018 Al qui prévoit l’utilisation d’une machine à commande numérique pour reproduire sur un patch de réparation précuit le schéma acoustique du panneau d’atténuation acoustique endommagé. L’utilisation d’une machine à commande numérique permet d’améliorer la précision de reproduction du schéma acoustique par rapport aux procédés de l’art antérieur précités.
[0013] Toutefois, le patch de réparation est usiné avant assemblage sur la nacelle et est pour ce faire fabriqué dans un atelier équipé d'une machine à commande numérique avant d’être transporté vers la pièce où se trouve la nacelle à réparer. Du fait de ce transport, il existe un risque important de polluer ce patch de réparation qu’il convient d’éviter.
[0014] La présente invention vise à s’affranchir des inconvénients ci-dessus, en proposant un procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique faisant intervenir un patch de réparation comportant des propriétés acoustiques, dont le schéma acoustique du panneau est repris de façon fiable par le patch sans avoir recours à une machine à commande numérique dont son utilisation présente les inconvénients précités.
[0015] Pour ce faire, la présente invention concerne un procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique pour nacelle de turboréacteur d’aéronef, ledit panneau d’atténuation acoustique comportant une peau acoustique percée d’une pluralité de perçages acoustiques définissant un schéma acoustique, une peau pleine et une structure acoustique alvéolaire, ladite structure acoustique alvéolaire étant disposée entre ladite peau acoustique et ladite peau pleine, ledit procédé étant remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes visant à :
- identifier sur le panneau d’atténuation acoustique une zone endommagée ;
- retirer une portion du panneau d’atténuation acoustique contenant au moins ladite zone endommagée ;
- établir un modèle numérique du panneau d’atténuation acoustique, ledit modèle numérique comportant :
• la zone du panneau d’atténuation acoustique au niveau de laquelle ladite portion contenant la zone endommagée a été retirée, et • au moins une partie dudit schéma acoustique défini par la pluralité de perçages acoustiques de la peau acoustique ;
- fabriquer un moule reproduisant le modèle numérique acquis ;
- réaliser un patch de réparation dans le moule fabriqué ;
- polymériser au moins le patch de réparation ;
- pratiquer des perçages acoustiques dans le patch de réparation, en utilisant des perçages acoustiques du moule comme guides ;
- assembler le patch de réparation sur le panneau d’atténuation acoustique, en positionnant ledit patch de réparation au niveau de la zone du panneau d’atténuation acoustique au niveau de laquelle la portion endommagée a été retirée.
[0016] Ainsi, en prévoyant de réaliser un moule reproduisant la zone à réparer, le moule comporte l’emplacement exact des perçages du panneau acoustique, ce qui permet de percer aisément et de façon précise le patch acoustique. En effet, on obtient alors un écart angulaire très limité entre les perçages acoustiques du panneau d’atténuation acoustique et les perçages acoustiques du patch de réparation. De plus, les erreurs de localisation entre les perçages acoustiques sont réduites par rapport à l’art antérieur. Cela est particulièrement intéressant pour les panneaux acoustiques avec des épaisseurs importantes.
[0017] Aussi, grâce au procédé de réparation selon l’invention, il est à présent rendu possible d’usiner les perçages manuellement.
[0018] Enfin, le procédé de réparation de l’invention permet de minimiser le risque de pollution qui peut être engendrée lors de la fabrication du patch de réparation selon des procédés de l’art antérieur. En effet, toutes les opérations de fabrication du patch peuvent être réalisées dans un environnement contrôlé proche de l'avion.
[0019] Selon des caractéristiques optionnelles du procédé de réparation de l’invention :
- l’ensemble des étapes du procédé de réparation selon l’invention sont réalisées lorsque le panneau d’atténuation acoustique est monté sur une nacelle de turboréacteur ;
- l’étape visant fabriquer le moule est obtenue par un procédé de fabrication additive ou par usinage ;
- l’étape visant à pratiquer des perçages acoustiques dans le patch de réparation en utilisant les perçages acoustiques du moule comme guides est réalisée par perçage manuel du patch de réparation ;
- l’étape visant à assembler le patch de réparation sur le panneau d’atténuation acoustique est réalisée par collage et/ou par rivetage du patch de réparation sur le panneau d’atténuation acoustique, en positionnant ledit patch de réparation au niveau de la zone du panneau d’atténuation acoustique au niveau de laquelle la portion endommagée a été retirée ;
- le moule est réalisé dans un matériau compatible avec la température de polymérisation du patch de réparation, par exemple un matériau métallique, et on polymérise l’ensemble formé par le moule et par le patch de réparation disposé sur ledit moule ;
- le moule est à usage unique.
[0020] L’invention concerne également un panneau d’atténuation acoustique remarquable en ce qu’il est réparé par le procédé de réparation selon l’invention.
[0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
[0022] [fig.l] illustre l’étape de retrait d’une portion du panneau d’atténuation acoustique.
[0023] [fig.2] illustre schématiquement une réalisation de l’étape d’acquisition d’un modèle numérique du panneau d’atténuation acoustique.
[0024] [fig.3] représente l’étape visant à fabriquer un moule à partir de l’acquisition du modèle numérique du panneau d’atténuation acoustique.
[0025] [fig.4] illustre l’étape selon laquelle un patch de réparation est disposé dans le moule fabriqué.
[0026] [fig.5] représente l’étape de polymérisation.
[0027] [fig.6] montre l’étape de perçage du patch de réparation.
[0028] [fig.7] illustre l’assemblage du patch de réparation sur le panneau d’atténuation acoustique. [0029] Sur l’ensemble des figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d’organes identiques ou analogues.
[0030] On se réfère à la figure 1 sur laquelle est représentée schématiquement un panneau d’atténuation acoustique 1 à réparer.
[0031] Le panneau d’atténuation acoustique 1 comporte une peau acoustique 3 percée d’une pluralité de perçages acoustiques 5 définissant un schéma acoustique du panneau.
[0032] La peau acoustique 3 est séparée d’une peau pleine (non représentée) par une structure acoustique alvéolaire (non représentée) disposée entre la peau acoustique 3 et la peau pleine.
[0033] Le panneau d’atténuation acoustique 1 comporte une zone endommagée 7, l’endommagement ayant par exemple été causé par la collision avec des corps étrangers tels que des oiseaux, grêlons, outils oubliés lors d’opérations de maintenance de la nacelle, etc. ou en raison de surchauffes localisées au niveau de ces panneaux acoustiques.
[0034] Selon le procédé de l’invention, une fois que l’on a identifié la zone endommagée 7 du panneau d’atténuation acoustique 1, on prépare le panneau d’atténuation acoustique 1 en vue de sa réparation.
[0035] Pour ce faire, on retire du panneau d’atténuation acoustique 1 une portion 9 qui comporte la zone endommagée 7. A cet effet, la portion 9 retirée est de dimension supérieure à la zone endommagée 7.
[0036] On se réfère à la figure 2. Une fois que la portion 9 contenant la zone endommagée a été retirée du panneau d’atténuation acoustique 1, on établit un modèle numérique du panneau. L’établissement d’un modèle numérique du panneau est réalisé grâce à un moyen d’acquisition d’images, tel qu’une caméra 11, qui est adapté pour acquérir des images du panneau au niveau de la zone endommagée et au niveau du schéma acoustique défini par les perçages acoustiques. Le modèle numérique peut également être établi, en alternative ou en complément du moyen d’acquisition d’images, en exploitant les données CAO (conception assistée par ordinateur) du panneau et/ou par moulage du panneau. Le modèle numérique 13 du panneau d’atténuation acoustique est ensuite établi par un programme d’ordinateur.
[0037] Le modèle numérique 13 reproduit numériquement le panneau d’atténuation acoustique au niveau de la zone du panneau d’atténuation acoustique 1 au niveau de laquelle la portion 9 contenant la zone endommagée a été retirée. Le modèle numérique 13 reproduit également une partie du schéma acoustique qui avoisine la zone endommagée du panneau.
[0038] On se réfère à présent aux figures 3 et 4. Lorsque le modèle numérique 13 a été établi, le procédé de réparation selon l’invention prévoit de fabriquer un moule 15 qui reproduit le modèle numérique.
[0039] A cet effet, le moule est généralement à usage unique, les dommages présents sur le panneau d’atténuation acoustique variant d’un panneau d’atténuation acoustique à un autre.
[0040] Le moule 15 ainsi fabriqué présente un dégagement de matière 17 correspondant à la portion 9 contenant la zone endommagée du panneau d’atténuation acoustique, qui a été retirée.
[0041] A cet effet, le moule 15 est légèrement plus épais que le panneau d’atténuation acoustique, ceci afin de contenir le dégagement de matière 17 définissant l’emplacement de la portion 9 retirée.
[0042] Le moule 15 fabriqué comporte en outre une pluralité de perçages 19, reproduisant le schéma acoustique du panneau d’atténuation acoustique à réparer défini par les perçages acoustiques 5 dudit panneau. En fait, les perçages 19 du moule présentent des tolérances par rapport aux perçages acoustiques 5 du panneau d’atténuation acoustique. Pour ce faire, les perçages du moule présentent une dimension très légèrement supérieure à celle des perçages acoustiques du panneau d’atténuation acoustique.
[0043] Ainsi, le moule fabriqué reproduit sensiblement le modèle numérique.
[0044] Le moule 15 est de préférence fabriqué par un procédé de fabrication additive. En alternative, le moule 15 est obtenu par usinage conventionnel.
[0045] Le dégagement de matière 17 dans le moule 15 permet de recevoir un patch de réparation 21 du panneau d’atténuation acoustique. Le patch de réparation 21 est formé de plis composites 23 précuits.
[0046] Le patch de réparation 21 comporte une tolérance de montage par rapport au panneau d’atténuation acoustique 1, c’est-à-dire qu’il présente une dimension légèrement inférieure à celle de la portion 9 qui a été retirée du panneau d’atténuation acoustique 1.
[0047] L’étape suivante du procédé de réparation selon l’invention consiste à polymériser le patch de réparation 21.
[0048] Pour ce faire, dans le cas où le moule 15 est réalisé dans un matériau qui n’est pas compatible avec la température de polymérisation du patch de réparation 21, le patch de réparation 21 est tout d’abord retiré du moule 15, puis polymérisé seul, c’est-à-dire sans le moule.
[0049] L’étape de polymérisation est obtenue en disposant le seul patch de réparation 21 dans un four lorsque le moule 15 est réalisé dans un matériau qui n’est pas compatible avec la température de polymérisation du patch de réparation 21.
[0050] Une fois que le patch de réparation a polymérisé, le procédé de réparation selon l’invention prévoir d’assembler à nouveau le patch de réparation sur le moule en contrôlant qu’il n’y a pas eu de modification de la forme du patch.
[0051] En variante, il peut être envisagé de réaliser le moule 15 dans un matériau compatible avec la température de polymérisation du patch de réparation 21, par exemple un matériau métallique.
[0052] Dans ce cas, comme illustré à la figure 5, l’étape de polymérisation est alors obtenue en disposant dans un four 25 l’ensemble formé par le moule 15 sur lequel est disposé le patch de réparation 21.
[0053] On se réfère à la figure 6 illustrant l’étape du procédé de réparation selon l’invention selon laquelle on pratique des perçages acoustiques 27 dans le patch de réparation 21.
[0054] La réalisation des perçages acoustiques 27 dans le patch de réparation 21 est obtenue en utilisant les perçages 19 du moule 15 comme guides. Cela permet de reproduire avec une grande fiabilité le schéma acoustique du panneau d’atténuation acoustique 1, au sein du patch de réparation 21.
[0055] Pour ce faire, les perçages du patch de réparation sont de préférence réalisés manuellement, avec un outil de perçage conventionnel tel qu’une perceuse 29.
[0056] Comme indiqué plus haut dans la description, les perçages 19 du moule présentent des tolérances par rapport aux perçages acoustiques 5 du panneau d’atténuation acoustique, c’est-à-dire que les perçages du moule présentent une dimension très légèrement supérieure à celle des perçages acoustiques du panneau d’atténuation acoustique. Cela permet d’utiliser un outil de perçage dont le diamètre est identique à celui des perçages acoustiques du panneau d’atténuation acoustique, ceci afin que les perçages acoustiques 27 du patch de réparation 21 soient de dimension identique à celle des perçages acoustiques 5 du panneau d’atténuation acoustique 1.
[0057] On se réfère à la figure 7. Lorsque les perçages acoustiques 27 ont été effectués dans le patch de réparation 21, le patch est retiré du moule 15 puis assemblé sur le panneau d’atténuation acoustique 1.
[0058] Pour ce faire, on positionne le patch de réparation 21 au niveau de la zone du panneau d’atténuation acoustique au niveau de laquelle la portion endommagée avait été préalablement retirée. Le modèle numérique de panneau d’atténuation acoustique préalablement acquis permet de contrôler l’orientation du patch de réparation par rapport au panneau d’atténuation acoustique.
[0059] Cette étape d’assemblage est obtenue de façon préférée par collage du patch de réparation 21 sur le panneau d’atténuation acoustique 1, par exemple au moyen d’un film adhésif. Il est alors nécessaire de dégager les résidus de film adhésif, par exemple en soufflant ou en mettant en pression les perçages acoustiques 27 du patch de réparation 21.
[0060] En variante, il peut être envisagé d’assembler le patch de réparation 21 sur le panneau d’atténuation acoustique 1 par rivetage, en alternative du collage ou en complément du collage.
[0061] Une fois que le patch de réparation est assemblé au panneau d’atténuation acoustique, il peut être envisagé d’effectuer un contrôle géométrique du panneau réparé. Dans le cas où des imperfections de conception étaient présentes sur le patch de réparation, il peut être prévu d’usiner le patch au niveau de ses imperfections afin de l’ajuster parfaitement au panneau d’atténuation acoustique.
[0062] Selon une disposition de l’invention, l’ensemble des étapes du procédé de réparation peuvent être réalisées alors que le panneau d’atténuation acoustique est monté sur la nacelle.
[0063] Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce procédé de réparation, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention.
Claims (1)
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Revendications [Revendication 1] Procédé de réparation d’un panneau d’atténuation acoustique (1) pour nacelle de turboréacteur d’aéronef, ledit panneau d’atténuation acoustique (1) comportant une peau acoustique (3) percée d’une pluralité de perçages acoustiques (5) définissant un schéma acoustique, une peau pleine et une structure acoustique alvéolaire, ladite structure acoustique alvéolaire étant disposée entre ladite peau acoustique et ladite peau pleine, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes visant à : - identifier sur le panneau d’atténuation acoustique (1) une zone endommagée (7) ; - retirer une portion (9) du panneau d’atténuation acoustique (1) contenant au moins ladite zone endommagée (7) ; - établir un modèle numérique (13) du panneau d’atténuation acoustique (1), ledit modèle numérique (13) comportant : - la zone du panneau d’atténuation acoustique (1) au niveau de laquelle ladite portion (9) contenant la zone endommagée (7) a été retirée, et - au moins une partie dudit schéma acoustique défini par la pluralité de perçages acoustiques (5) de la peau acoustique ; - fabriquer un moule (15) reproduisant le modèle numérique (13) acquis ; - réaliser un patch de réparation (21) dans le moule (15) fabriqué ; - polymériser au moins le patch de réparation (21) ; - pratiquer des perçages acoustiques (27) dans le patch de réparation (21), en utilisant des perçages acoustiques (19) du moule (15) comme guides ; - assembler le patch de réparation (21) sur le panneau d’atténuation acoustique (1), en positionnant ledit patch de réparation (21) au niveau de la zone du panneau d’atténuation acoustique (1) au niveau de laquelle la portion endommagée (9) a été retirée. [Revendication 2] Procédé de réparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’ensemble des étapes dudit procédé sont réalisées lorsque le panneau d’atténuation acoustique (1) est monté sur une nacelle de turboréacteur. [Revendication 3] Procédé de réparation selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’étape visant à fabriquer le moule (15) est obtenue par un procédé de fabrication additive ou par usinage. [Revendication 4] Procédé de réparation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’étape visant à pratiquer des perçages acoustiques (27) dans le patch de réparation (21) en utilisant les perçages acoustiques du moule (15) comme guides est réalisée par perçage manuel du patch de réparation (21). [Revendication 5] Procédé de réparation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’étape visant à assembler le patch de réparation (21) sur le panneau d’atténuation acoustique (1) est réalisée par collage et/ou par rivetage du patch de réparation (21) sur le panneau d’atténuation acoustique (1), en positionnant ledit patch de réparation (21) au niveau de la zone du panneau d’atténuation acoustique (1) au niveau de laquelle la portion (9) endommagée a été retirée. [Revendication 6] Procédé de réparation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moule (15) est réalisé dans un matériau compatible avec la température de polymérisation du patch de réparation (21), par exemple un matériau métallique, et en ce que l’on polymérise l’ensemble formé par le moule (15) et par le patch de réparation (21) disposé sur ledit moule (15). [Revendication 7] Procédé de réparation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moule (15) est à usage unique. [Revendication 8] Panneau d’atténuation acoustique (1) pour nacelle de turboréacteur d’aéronef, caractérisé en ce qu’il est réparé par le procédé de réparation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. 1/3
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2019
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