FR3093806A1

FR3093806A1 - Procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef

Info

Publication number: FR3093806A1
Application number: FR1902657A
Authority: FR
Inventors: Sébastien Jean Fernand DENEUVE; Abraham ELBAZ Ruben; Alrick Patrick Michel Jacques VERRIER; Christophe MATHEDARRE; Andréa FABBRO Nicolas
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2039-03-15
Also published as: WO2020188179A1; CA3130266A1; EP3938627A1; CN113518851A; FR3093806B1; US20220178272A1

Abstract

Procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef L’invention concerne un procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs, ladite paire de moteurs étant associée à au moins un quadruplet de mesures préalablement acquises en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire. En outre, le procédé comporte :- une étape (100) de détermination d’une quantité Q représentative d’une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures,-une étape (200) de comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil préalablement déterminée, de sorte à obtenir un résultat de comparaison,- une étape (300) de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans le circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en fonction du résultat de comparaison. Figure pour l’abrégé : Fig. 2.

Description

Procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef

La présente invention appartient au domaine de la surveillance du fonctionnement d’un moteur d’aéronef, lorsque ledit aéronef comporte au moins une paire de moteurs identiques. Elle concerne plus particulièrement un procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’un tel aéronef. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas d’un aéronef comportant des moteurs de type turbomachine.

Un moteur d’aéronef comporte de nombreux éléments nécessitant, lors du fonctionnement de l’aéronef, d’être lubrifiés de manière dynamique par de l’huile, comme par exemple des roulements, des pistons, des engrenages, etc., cela afin de réduire les frictions éventuelles entre ces derniers.

Par « lubrification dynamique », on fait référence ici à une lubrification obtenue par la mise en mouvement d’un lubrifiant, dans le cas présent de l’huile, par opposition à une lubrification statique correspondant à un trempage permanent dans un bain de lubrifiant au sein duquel le lubrifiant n’est pas mis en mouvement.

Afin d’assurer ladite lubrification dynamique, un moteur d’aéronef comporte, de manière conventionnelle, un circuit d’huile. Un tel circuit d’huile forme un circuit fermé comportant une ou plusieurs pompes configurées pour mettre en mouvement l’huile au sein de canalisations dudit circuit d’huile. Ce dernier comporte également un réservoir, dans lequel est stockée l’huile lorsque le moteur n’est pas en fonctionnement, et dans lequel l’huile est pompée pour la mise en mise en circulation dans les canalisations.

Outre le fait d’être configuré pour permettre une circulation d’huile, le circuit d’huile a également pour fonction, via ladite circulation d’huile et les caractéristiques physico-chimiques de celle-ci, de réguler la température des éléments du moteur mis en mouvement lors du fonctionnement de l’aéronef, notamment des roulements. Par « réguler la température », on fait référence ici au fait d’évacuer des calories, ou, dit encore autrement, de refroidir.

La lubrification et la régulation thermique assurées par l’huile sont donc vitales pour le bon fonctionnement du moteur. En ce qui concerne plus spécifiquement la régulation thermique, celle-ci a généralement lieu au niveau d’échangeurs de chaleur installés dans le moteur. Ces échangeurs sont du type huile-carburant, de sorte que le circuit d’huile est en contact avec le circuit de carburant du moteur. Ainsi, l’huile est refroidie par le carburant qui est stocké dans un réservoir dédié à basse température.

Dans le cas où une brèche apparaitrait au niveau d’une interface (comme par exemple un joint, une paroi, etc.) entre le circuit d’huile et le circuit de carburant, du carburant fuirait dans le circuit d’huile et contaminerait ce dernier, en raison du fait que la pression dans le circuit de carburant est supérieure à celle dans le circuit d’huile.

Une telle fuite de carburant dans le circuit d’huile est problématique. Elle dégrade en effet les performances de lubrification et de refroidissement de l’huile. Plus spécifiquement, en cas de fuite, la température du fluide (mélange d’huile et de carburant) alors contenu dans le circuit d’huile augmente, et donc refroidit moins bien le moteur. Par ailleurs, ladite température augmentant, la pression du fluide diminue en conséquence. De telles conditions, dans les cas les plus défavorables (fuite importante et / ou prolongée par exemple), peuvent conduire à une inflammation du mélange d’huile et de carburant, et ainsi entrainer un incendie dans le moteur.

On comprend donc qu’il est impératif d’être en mesure de détecter au plus tôt une telle fuite de carburant dans le circuit d’huile lorsqu’elle se produit. Néanmoins, et jusqu’à encore très récemment, il n’existait pas de moyen de détection de ce phénomène de fuite, essentiellement en raison de sa rareté, et donc du peu de données disponibles pour le caractériser. La surveillance mise en place visait avant tout à détecter, au moyens de capteurs dédiés, les conséquences d’une telle fuite, comme par exemple un départ de feu, et donc étaient tout au plus curatives.

Dans le document FR 2 980 238, il a été proposé une solution pour tenter de détecter une fuite de carburant dans le circuit d’huile. Cette solution consiste à surveiller de manière automatique et continue les éventuelles variations du niveau de fluide, ou de manière équivalente les variations du volume de fluide, dans le circuit d’huile, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, comme par exemple l’identification d’une décélération du régime moteur notamment. Ainsi, si ledit niveau de fluide augmente lors du fonctionnement de l’aéronef, il y a lieu de suspecter une éventuelle fuite de carburant.

Cependant malgré les avantages que procure cette solution, il existe un besoin pour améliorer la détection de fuite de carburant dans un circuit d’huile.

En effet, il existe un besoin de simplifier encore la mise en œuvre en rendant indépendant la détection de fuite des conditions de fonctionnement induites par le trajet de l’aéronef. Il existe également un besoin pour améliorer encore la précision de la détection de fuite en limitant au maximum les cas de fausses détections de panne, ou bien, inversement, de non-détections d’une véritable panne. Il existe également un besoin de limiter les coûts et de simplifier l’installation en évitant notamment, autant que possible, l’emploi de capteurs dédiés onéreux et complexes à installer eu égard aux contraintes fortes de dimensionnement structurel du moteur, notamment dans le cas de turbomachines.

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette de détecter, de manière simple et précise, une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef comportant une pluralité de moteurs, tout en s’affranchissant des conditions de fonctionnement induites par le trajet de l’aéronef, ainsi qu’en évitant toute reconfiguration matérielle des moteurs de l’aéronef.

A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs, ladite paire de moteurs étant associée à au moins un quadruplet de mesures préalablement acquises en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire. En outre, ledit procédé de détection comporte :
- une étape de détermination d’une quantité Q représentative d’une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures,
- une étape de comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil préalablement déterminée, de sorte à obtenir un résultat de comparaison,
- une étape de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans le circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en fonction du résultat de comparaison.

Le fait de chercher une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures, permet avantageusement de s’affranchir des conditions de fonctionnement induites par le trajet de l’aéronef. En effet, la détection d’une fuite éventuelle selon l’invention s’effectue en rapport avec l’étude de paramètres (pression, température) en un seul instant de mesure, et non en rapport avec l’étude de la variation d’un ou plusieurs paramètres en une pluralité d’instants de mesure. Les deux moteurs de la paire forment ainsi un référentiel de mesure évalué en un instant de mesure donné, le fonctionnement d’un des moteurs étant déterminé en fonction de l’autre moteur.

Par ailleurs, le fait de considérer des mesures de pression et de température dans chacun des circuits d’huiles des moteurs de la paire permet d’évaluer de manière précise une différence éventuelle de fonctionnement. En effet, les mesures de ce type sont classiquement réalisées au moyen de capteurs de pression et de température dont la conception est largement maitrisée. Ces capteurs sont en outre de coût réduit ainsi que facilement intégrable aux moteurs. En d’autres termes, il n’est pas nécessaire de mettre en œuvre des capteurs onéreux et complexes tels que ceux aptes à prendre en compte l’altitude du moteur en vol, une dilatation éventuelle de l’huile, etc.

Enfin, la mise en œuvre du procédé ne nécessite aucune reconfiguration matérielle des moteurs de l’aéronef, étant donné que les mesures de pression et de température peuvent être réalisées par des moyens équipant déjà, de manière classique, tout moteur.

De manière générale, l’ensemble des étapes du procédé peuvent être mises en œuvre par un dispositif de traitement externe aux moteurs, par exemple localisé dans une station sol, de sorte qu’il n’existe nul besoin de modifier la configuration matérielle des moteurs.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de détection peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’étape de détermination de la quantité Q comporte :
- un calcul d’une première quantité Q₁représentative d’un écart de pression entre les deux moteurs, en fonction des mesures de pression du quadruplet,
- un calcul d’une deuxième quantité Q₂représentative d’un écart de température entre les deux moteurs, en fonction des mesures de température du quadruplet,
- un calcul de la quantité Q en fonction des quantités Q₁et Q₂.

La détermination d’écarts suivant le calcul des quantités Q₁et Q₂est particulièrement simple à mettre en œuvre, et permet de comparer entre elles des paramètres de même unité. De plus, elle ne nécessite pas de moyens de calcul importants, permettant ainsi une détermination rapide de la quantité Q.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, la quantité Q est calculée selon la formulation suivante :

où :
- Q₁est calculée égale à la différence entre les mesures de pression du quadruplet,
- Q₂est calculée égale à la différence entre les mesures de température du quadruplet.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit procédé comporte, après l’étape de détermination de la quantité Q et avant l’étape de comparaison, une étape de mise à jour de la quantité Q dans laquelle la quantité Q mise à jour correspond à la valeur absolue de la quantité Q précédemment déterminée.

Le fait de mettre à jour la quantité Q en calculant sa valeur absolue permet de simplifier la gestion de la valeur seuil à considérer au cours de l’étape de comparaison, tous les nombres considérés, à savoir la quantité Q et la valeur seuil, étant en effet positifs.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit procédé comporte consécutivement à l’étape de détection et lorsqu’une fuite est détectée, une étape d’émission d’un message d’alerte.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit procédé comporte, consécutivement à l’étape de détection et lorsqu’une fuite est détectée, une étape d’identification d’un moteur défaillant parmi les moteurs de la paire, ladite étape d’identification comprenant :
- une comparaison des mesures de pression et / ou une comparaison des mesures de température du quadruplet associées respectivement aux moteurs de la paire,
- une identification d’un moteur défaillant en fonction de ladite comparaison des mesures de pression et / ou de ladite comparaison des mesures de température.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, lorsqu’un message d’alerte est émis, ledit message d’alerte comporte un identifiant du moteur défaillant identifié.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, chaque moteur de la paire est également associé à au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur de la paire et préalablement acquises en deux instants de mesure respectifs distincts lors du fonctionnement de l’aéronef, un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef. En outre, ledit procédé comporte, pour au moins un moteur de la paire :
- une étape de détermination d’un écart V entre les deux mesures de volume de fluide associées audit moteur,
- une étape de comparaison de l’écart V avec une valeur seuil déterminée en fonction d’une consommation moyenne théorique d’huile du moteur défaillant et d’une durée séparant lesdits instants de mesure distincts,
et, à la suite de ladite étape d’identification :
- une étape de confirmation éventuelle, en fonction du résultat de comparaison de l’écart V avec la valeur seuil, de l’identité du moteur identifié comme défaillant.

La mise en œuvre de ces étapes de détermination d’un écart V, de comparaison de cet écart V avec une valeur seuil, et de confirmation éventuelle, permet avantageusement de faire une vérification supplémentaire de la présence éventuelle d’une fuite de carburant dans un moteur de l’aéronef.

Ainsi, lorsqu’une fuite de carburant a été détectée dans un moteur, sur la base de mesures de pression et de température, une autre détection de cette fuite sur la base de mesures additionnelles de volumes de fluide permet de confirmer ladite fuite. Procéder de cette manière permet d’accroitre la robustesse de la détection d’une fuite.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, plusieurs quadruplets de mesures sont considérés, au moins les étapes de détermination d’une quantité Q, de comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil et de détection d’une fuite éventuelle étant itérées pour chacun desdits quadruplets de mesures.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’aéronef comporte plusieurs paires de moteurs identiques, au moins les étapes de détermination d’une quantité Q, de comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil et de détection d’une fuite éventuelle étant itérées pour chacune desdites paires.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comportant un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un processeur, configurent ledit processeur pour mettre en œuvre un procédé de détection selon l’invention.

Selon un troisième aspect, l’invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur selon l’invention.

Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un dispositif de traitement pour la détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs, ladite paire de moteurs étant associée à au moins un quadruplet de mesures préalablement acquises en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire. En outre, le dispositif de traitement comporte :
- un module de détermination, configuré pour déterminer une quantité Q représentative d’une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures,
- un module de comparaison, configuré pour comparer la quantité Q avec une valeur seuil préalablement déterminée, de sorte à obtenir un résultat de comparaison,
- un module de détection, configuré pour détecter une fuite éventuelle de carburant dans le circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en fonction du résultat de comparaison.

Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de traitement peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de réalisation, ledit dispositif comporte un module d’identification configuré pour, lorsqu’une fuite est détectée :
- comparer des mesures de pression et / ou des mesures de température du quadruplet associées respectivement aux moteurs de la paire,
- identifier un moteur défaillant en fonction de ladite comparaison des mesures de pression et / ou de ladite comparaison des mesures de température.

Dans des modes particuliers de réalisation, chaque moteur de la paire est également associé à au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur de la paire et préalablement acquises en deux instants de mesure respectifs distincts lors du fonctionnement de l’aéronef, un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef. En outre, ledit dispositif comporte :
- un module de détermination, configuré pour déterminer un écart V entre les deux mesures de volume de fluide associées à un moteur de la paire,
- un module de comparaison, configuré pour comparer l’écart V avec une valeur seuil déterminée en fonction d’une consommation moyenne théorique d’huile du moteur défaillant et d’une durée séparant lesdits instants de mesure distincts,
- un module de confirmation, configuré pour éventuellement confirmer, en fonction du résultat de comparaison de l’écart V avec la valeur seuil, l’identité du moteur identifié comme défaillant.

Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un système de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs. En outre, ledit système de détection comporte :
- des moyens d’acquisition configurés pour acquérir au moins un quadruplet de mesures en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire,
- un dispositif de traitement selon l’invention,
- des moyens de communication du quadruplet de mesures au dispositif de traitement.

Dans des modes particuliers de réalisation, lesdits moyens d’acquisition sont également configurés pour acquérir, pour chaque moteur de la paire, au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur en deux instants de mesure respectifs distincts lors du fonctionnement de l’aéronef, un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef, ledit dispositif de traitement étant conforme à l’invention, et les moyens de communication étant également configurés pour transmettre les mesures de volume de fluide au dispositif de traitement.

Selon un sixième aspect, l’invention concerne un aéronef comportant un système de détection selon l’invention.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

la figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un système de détection selon l’invention d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques ;

la figure 2 représente un organigramme d’un mode de mise en œuvre d’un procédé de détection selon l’invention d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur dudit aéronef, à partir de mesures de pression et de température ;

la figure 3 représente un mode préféré de mise en œuvre selon l’invention du procédé de la figure 2, au cours duquel, lorsqu’une fuite est détectée, un moteur défaillant est identifié parmi les moteurs de l’aéronef ;

la figure 4 représente un mode préféré de mise en œuvre selon l’invention du procédé de détection, à partir de mesures de pression, température et volume de fluide, et au cours duquel, lorsqu’un moteur défaillant a été identifié, une confirmation éventuelle de l’identification de ce moteur défaillant est recherchée.

La présente invention trouve sa place dans le domaine de la surveillance du fonctionnement d’un moteur d’aéronef, pour un aéronef (non représenté sur les figures) comportant au moins une paire de moteurs identiques.

De manière conventionnelle, chaque moteur de l’aéronef est équipé d’un circuit d’huile, de sorte que l’aéronef comporte autant de moteurs que de circuits d’huile. Le circuit d’huile de chaque moteur forme un circuit fermé comportant une ou plusieurs pompes configurées pour mettre en mouvement l’huile au sein de canalisations dudit circuit d’huile. Ce dernier comporte également un réservoir, dans lequel est stockée l’huile lorsque le moteur qu’il équipe n’est pas en fonctionnement, et dans lequel l’huile est pompée pour la mise en mise en circulation dans les canalisations.

Le circuit d’huile d’un moteur de l’aéronef est en outre en contact, au niveau d’une pluralité d’interfaces, comme par exemple des joints, des parois, des équipements, etc., avec un circuit de carburant dudit moteur.

Lafigure 1représente schématiquement un exemple de réalisation d’un système 10 de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur de l’aéronef.

La suite de la description vise plus spécifiquement, mais de manière nullement limitative, un aéronef de type avion équipé de deux moteurs identiques de type turbomoteur, comme par exemple des turbopropulseurs. Dans la mesure où l’aéronef comporte une paire de moteurs, le nombre de circuits d’huile est par conséquent également égal à deux, ces circuits d’huile étant également identiques entre eux.

Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples non détaillés ici, de considérer d’autres types de turbomoteurs, comme par exemple un turboréacteur, mais également, et de manière plus générale, des moteurs qui ne sont pas des turbomoteurs, comme par exemple des moteurs à pistons. L’invention est en effet applicable à tout type de moteur pour lequel on souhaite surveiller toute contamination éventuelle de son circuit d’huile par du carburant. Rien n’exclut non plus de considérer un aéronef d’un autre type, comme par exemple un hélicoptère.

Par ailleurs, il faut noter qu’aucune limitation n’est attachée au nombre de paires de moteurs identiques de l’aéronef. Par exemple, l’aéronef peut comporter deux paires de moteurs, de sorte à être équipé au total de quatre moteurs qui peuvent être soit tous identiques entre eux (autrement dit les paires sont identiques entre elles), soit correspondre à deux paires différentes entre elles, les moteurs au sein d’une même paire étant néanmoins identiques entre eux. Enfin, rien n’exclut que l’aéronef comporte également, en sus d’une ou plusieurs paires de moteurs identiques, un ou plusieurs moteurs qui, considérés individuellement, diffèrent de tous les autres moteurs.

Le système 10 de détection comporte des moyens d’acquisition 11 configurés pour acquérir des mesures de pression et de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de ladite paire.

Par « fluide » contenu dans un circuit d’huile, on fait référence ici à un liquide circulant dans les canalisations dudit circuit. En conditions de fonctionnement nominal, c’est-à-dire lorsqu’aucune fuite de carburant n’affecte un circuit d’huile, le fluide contenu dans le circuit d’huile correspond bien entendu uniquement à de l’huile. A contrario, lorsqu’une fuite de carburant se produit, le fluide contenu dans le circuit d’huile correspond à un mélange d’huile et de carburant.

Il convient de noter qu’en conditions nominales de fonctionnement, les pressions et températures respectives d’huile dans chacun des circuits d’huile sont sensiblement identiques et suivent les mêmes évolutions. Cela résulte du fait que les moteurs de la paire reçoivent des commandes identiques, telles qu’une commande de déplacement lors du roulage, une commande de vol lors de la phase croisière, etc., et sont donc censés être soumis aux mêmes conditions de fonctionnement.

Par exemple, les moyens d’acquisition 11 comportent des capteurs dédiés pour chaque type de mesure, chaque moteur comportant alors un capteur de pression et un capteur de température, encore appelé sonde de température. De tels capteurs peuvent être choisis en fonction de l’huile utilisée ainsi que des caractéristiques de dimensionnement des moteurs.

On note que la pression d’huile correspond à une pression relative, par exemple affichée sur le tableau de bord de l’avion en unité PSI (acronyme de l’expression anglosaxonne « pound per square inch »). La température, quant à elle, est par exemple affichée en degré Celsius ou bien en degré Fahrenheit.

Les mesures acquises par les moyens d’acquisition 11 sont réalisées en au moins un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de l’aéronef. Par « fonctionnement des moteurs de l’aéronef », on fait référence ici au fait que les moteurs de l’aéronef ont démarré. Une telle configuration couvre bien entendu les phases de roulage avant et après atterrissage (phases encore dénommées « taxi » dans la littérature anglosaxonne), la phase de croisière, mais également les phases durant lesquelles l’aéronef n’a pas encore quitté son parking avant le décollage ou bien a déjà atteint son parking après l’atterrissage, ses moteurs étant néanmoins en fonctionnement.

Ainsi, à chaque instant de mesure est associé un quadruplet de mesures, ce quadruplet de mesures correspondant à une mesure de pression et à une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de ladite paire.

Préférentiellement, les moyens d’acquisition 11 du système 10 de détection sont également configurés pour acquérir, en sus des mesures de pression et de température, et pour chaque moteur de la paire, au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile du moteur considéré en deux instants de mesure respectifs distincts. Par exemple, outre des capteurs de pression et de température, les moyens d’acquisition 11 comportent également des capteurs dédiés aux mesures de volume, typiquement des sondes de niveau. On note que les mesures de volume de fluide ne nécessitent pas que les moteurs de l’aéronef soient en fonctionnement, et correspondent classiquement aux volumes de fluide respectivement contenus dans les réservoirs des moteurs.

Il est à noter que dans ce mode préféré de réalisation, aucune limitation n’est attachée aux instants de mesure en lesquels sont réalisées les mesures de volume de fluide. Plus particulièrement, rien n’exclut que les instants de mesure associés auxdits quadruplets de mesure soient au moins en partie, voire tous, différents des instants de mesure associés aux mesures de volume.

Lorsque des mesures ont été acquises par les moyens d’acquisition 11 du système 10 de détection, ces mesures sont transmises, grâce à des moyens de communication 12 du système 10 de détection, entre lesdits moyens d’acquisition 11 et un dispositif de traitement 13 faisant également partie du système 10 de détection. Une fois ces mesures reçues par le dispositif de traitement 13, celui-ci peut effectuer des traitements visant à détecter une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en mettant en œuvre un procédé de détection d’une telle fuite éventuelle.

Le dispositif de traitement 13 comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels sont mémorisés des données et un programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre tout ou partie des étapes du procédé de détection d’une fuite éventuelle. Alternativement ou en complément, le dispositif de traitement 13 comporte également un ou des circuits logiques programmables, de type FPGA, PLD, etc., et / ou circuits intégrés spécialisés (ASIC), et / ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc. adaptés à mettre en œuvre tout ou partie des étapes du procédé de détection d’une fuite éventuelle.

En d'autres termes, le dispositif de traitement 13 comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (programme d'ordinateur spécifique) et / ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.) pour mettre en œuvre les différentes étapes du procédé de détection d’une fuite éventuelle.

Dans une première variante de réalisation de l’invention, le dispositif de traitement 13 est localisé au sol, par exemple dans les locaux du fabricant des moteurs équipant l’aéronef, ou dans les locaux de la compagnie aérienne à laquelle appartient l’aéronef, ou bien encore dans des locaux d’un aéroport et dédiés à l’analyse des vols en partance/à destination de cet aéroport.

Ainsi, selon cette première variante de réalisation, lesdits moyens de communication 12 sont configurés pour transmettre les mesures acquises au sein de l’aéronef vers le dispositif de traitement 13 au sol. Par exemple, lesdits moyens de communication 12 comprennent des unités ACARS (acronyme de l’expression anglosaxonne « Airline Communications, Addressing and Reporting System »), équipant respectivement l’aéronef et le dispositif de traitement 13, et configurées pour communiquer selon le standard ARINC (acronyme de l’expression anglosaxonne « Aeronautical Radio Incorporated »).

Selon une deuxième variante de réalisation, le dispositif de traitement 13 est intégré à l’aéronef. Dans ce cas, lesdits moyens de communication 12 sont par exemple filaires ou non filaires, et configurés pour transmettre les mesures acquises vers le dispositif de traitement 13 selon tout protocole de communication adapté. Aucune limitation n’est attachée aux choix d’une transmission filaire ou non filaire, ainsi que d’un protocole de communication particulier.

Les traitements effectués par le dispositif de traitement 13 pour détecter une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un des moteurs de la paire peuvent être réalisés en temps réel ou bien en temps différé.

Par exemple, lorsque plusieurs quadruplets de mesure sont transmis, suite à des mesures réalisées en plusieurs instants de mesure, le dispositif de traitement 13 met en œuvre le procédé de détection à chaque réception d’un des quadruplets. Alternativement, tout ou partie des quadruplets sont enregistrés dans les moyens de mémorisation du dispositif de traitement 13, et analysés en temps différé via ledit procédé de détection.

Suivant encore un autre exemple, le système 10 de détection comporte des moyens de mémorisation annexes, comme par exemple une base de données stockée sur un serveur local au sol. Ces moyens de mémorisation ne sont pas intégrés au dispositif de traitement 13, et reçoivent des mesures acquises, par exemple grâce aux émissions d’une unité ACARS, pour les stocker et seulement ensuite les transmettre au dispositif de traitement 13 en vue de leur analyse.

La suite de la description vise à détailler les principales étapes du procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un des moteurs de la paire. Afin de simplifier ladite description, et sauf mention contraire, on considère tout d’abord la situation dans laquelle un seul quadruplet de mesures a été transmis au dispositif de traitement 13. Le cas où des mesures de volume de fluide sont également transmises est traité ultérieurement en référence à un mode préféré de mise en œuvre du procédé.

Dit autrement, un seul instant de mesure est considéré, par exemple un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef. Les deux moteurs de la paire sont respectivement notés M₁et M₂. Le quadruplet, quant à lui, est noté (P₁, P₂, T₁, T₂) où :
- P₁et T₁correspondent aux mesures respectives de pression et de température du fluide dans le circuit d’huile du moteur M₁,
- P₂et T₂correspondent aux mesures respectives de pression et de température du fluide dans le circuit d’huile du moteur M₂.

Le choix d’un instant de mesure particulier au cours du fonctionnement des moteurs ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Par conséquent, rien n’exclut que ledit instant de mesure corresponde à une phase de roulage, de croisière ou bien de parking de l’aéronef, dès lors que les moteurs de la paire sont en fonctionnement.

Par ailleurs, il convient de noter que le nombre de quadruplets considérés, et donc in fine le nombre d’instants de mesure considérés, ne constituent pas une limitation de l’invention. Il en est de même en ce qui concerne le nombre de paires de moteurs identiques de l’aéronef. Ce point est traité ultérieurement en référence à des modes particuliers de mise en œuvre du procédé.

Lafigure 2représente un organigramme d’un mode de mise en œuvre du procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur de la paire, à partir de mesures de pression et de température.

Le procédé de détection comporte plusieurs étapes. Dans son principe général, le procédé consiste tout d’abord à quantifier, en fonction du quadruplet de mesures (P₁, P₂, T₁, T₂), une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs M₁et M₂de la paire. Cette quantification s’effectue via le calcul d’une métrique représentative du phénomène considéré (fuite de carburant dans un circuit d’huile), cette métrique servant ensuite de critère de décision quant à l’existence ou non d’une fuite de carburant.

A cet effet, le procédé de détection comporte dans un premier temps uneétape 100de détermination d’une quantité Q représentative d’une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs M₁et M₂de la paire, en fonction du quadruplet de mesures (P₁, P₂, T₁, T₂).

Par « quantité Q », on fait référence ici au fait que Q est un nombre réel.

Le fait de chercher une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures, permet avantageusement de s’affranchir des conditions de fonctionnement induites par le trajet de l’aéronef. En effet, la détection d’une fuite éventuelle dans ce mode de mise en œuvre s’effectue en rapport avec l’étude de paramètres, qui sont la pression et la température, en un seul instant de mesure, et non en rapport avec l’étude de la variation d’un ou plusieurs paramètres en une pluralité d’instants de mesure. Les deux moteurs M₁et M₂forment ainsi un référentiel de mesure évalué en un instant de mesure donné, le fonctionnement d’un des moteurs étant déterminé en fonction de l’autre moteur.

Par ailleurs, le fait de considérer des mesures de pression P₁, P₂et de température T₁, T₂dans chacun des circuits d’huiles des moteurs de la paire permet d’évaluer de manière précise une différence éventuelle de fonctionnement. La conception des capteurs de pression et de température est en effet largement maitrisée, permettant de réaliser ainsi des mesures très précises.

Enfin, on comprend également que la mise en œuvre du procédé ne nécessite aucune reconfiguration matérielle des moteurs de l’aéronef, étant donné que les moyens d’acquisition 11 sont déjà présents dans toute construction de ce type, et que le dispositif de traitement 13, lorsqu’il est intégré à l’aéronef, peut se situer en dehors desdits moteurs, par exemple dans la cabine de pilotage.

Dans un mode particulier de mise en œuvre, l’étape de détermination de la quantité Q comporte le calcul d’une première quantité Q₁représentative d’un écart de pression entre les deux moteurs M₁et M₂, en fonction des mesures de pression P₁et P₂du quadruplet. Elle comporte également le calcul d’une deuxième quantité Q₂représentative d’un écart de température entre les deux moteurs M₁et M₂, en fonction des mesures de températures T₁et T₂du quadruplet. La quantité Q est finalement calculée en fonction des quantités Q₁et Q₂.

La détermination d’écarts suivant le calcul des quantités Q₁et Q₂est particulièrement simple à mettre en œuvre, et permet de comparer entre elles des paramètres (pression, température) de même unité. De plus, elle ne nécessite pas de moyens de calcul importants, permettant ainsi une détermination rapide de la quantité Q.

Le choix d’une détermination de la quantité Q par le calcul desdites quantités Q1 et Q2 ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Ainsi, rien n’exclut de déterminer la quantité Q autrement, par exemple sur la base de calculs faisant intervenir des produits (au sens de multiplications) entre des pressions et des températures, par exemple P1xT1 et P2xT2, ou bien encore de produits de pressions entre elles et de produits de températures entre elles, par exemple P₁xP₂et T₁xT₂.

De manière plus générale, le choix d’une détermination particulière de la quantité Q dépend, notamment, de la valeur seuil à laquelle celle-ci est comparée, comme cela est décrit ultérieurement. Ainsi, si on dispose de valeurs seuils homogènes au produit d’une pression par une température, par exemple suite à des calculs effectués à partir de mesures régulièrement consignées au cours de vols d’aéronefs ou bien encore suite à des simulations numériques, la détermination de la quantité Q s’effectue en correspondance avec les unités de ces valeurs seuils.

Dans un exemple préféré de mise en œuvre, la quantité Q est calculée selon la formulation suivante :

où :
- Q₁est calculée égale à la différence entre les mesures de pression du quadruplet, c’est-à-dire égale à P₁-P₂(ou bien P₂-P₁, l’ordre dans la soustraction ne constituant pas une limitation),
- Q₂est calculée égale à la différence entre les mesures de température du quadruplet, c’est-à-dire égale à T₁-T₂(ou bien T₂-T₁, l’ordre dans la soustraction ne constituant pas une limitation).

Il convient de noter que calculer la quantité Q de cette manière revient à déterminer la norme d’un vecteur dont les composantes sont Q₁et Q₂. Dit encore autrement, Q correspond au calcul de la norme quadratique L²de ce vecteur. On comprend alors qu’en conditions de fonctionnement nominal, la norme de ce vecteur est sensiblement nulle étant donné que les quantités Q₁et Q₂sont respectivement sensiblement nulles. Toutefois, dès lors que la pression P₁diffère de la pression P₂et / ou la température T₁diffère de la température T₂, la norme de ce vecteur permet de quantifier l’écart de fonctionnement entre les deux moteurs de la paire, formant ainsi une métrique caractéristique du phénomène de fuite de carburant dans le circuit d’huile d’un desdits moteurs. Autrement dit, plus la quantité Q calculée ainsi est élevée, plus la probabilité de l’existence d’une fuite est grande, et plus l’importance de la fuite éventuelle est elle-aussi grande. Par « importance de la fuite », on fait référence ici au débit de carburant contaminant le circuit d’huile affecté.

Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples non détaillés ici, de calculer la quantité Q de manière différente. Par exemple, il est possible de considérer une quantité Q₁(respectivement Q₂) représentative d’un écart de pression (respectivement d’un écart de température) affecté d’un coefficient de pondération, les coefficients de pondération respectifs des quantités Q₁et Q₂étant différents. Selon un autre exemple, éventuellement pris en combinaison avec le précédent visant à pondérer les quantités Q₁et Q₂, il est également possible de considérer une quantité Q correspondant au calcul de la norme L^p(espace de Lebesgue d’indice p), avec p un entier supérieur ou égale à 1, du vecteur dont les composantes sont Q₁et Q₂.

Par conséquent, à l’issue de l’étape 100, le procédé de détection fournit la quantité Q, de sorte qu’il devient possible d’évaluer si une fuite de carburant affecte bien l’un des deux moteurs M₁et M₂.

A cet effet, le procédé comporte uneétape 200de comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil préalablement déterminée, de sorte à obtenir un résultat de comparaison.

Par « comparaison avec une valeur seuil », on fait référence ici au fait de déterminer si la quantité Q est inférieure ou bien supérieure à ladite valeur seuil. Le résultat de comparaison correspond donc au fait que la quantité Q est inférieure ou bien supérieure à la valeur seuil.

La valeur seuil correspond, par exemple, à une valeur obtenue suite à une campagne d’essais. Selon un autre exemple, la valeur seuil est fixée suite à des simulations numériques modélisant le fonctionnement des moteurs de l’aéronef.

D’une manière générale, le choix d’une valeur seuil dépend de la tolérance souhaitée face à d’éventuelles fausses détections de fuite. Dit encore autrement, la valeur seuil est représentative de la tolérance acceptée par rapport aux éventuelles variations de la quantité Q. On comprend en effet que, dans le cas où la quantité Q est calculée de sorte à être un nombre supérieur ou égal à zéro, plus la valeur seuil est proche de la borne inférieure de la quantité Q, plus le risque d’obtenir de fausses détections, via le procédé de détection, est élevé.

Par exemple, dans le cas où la quantité Q est calculée, comme décrit précédemment, égale à la norme quadratique L²du vecteur dont les composantes sont Q₁et Q₂, fixer la valeur seuil égale à zéro revient à considérer une grande tolérance face à de possibles fausses détections de fuite. En effet, à la moindre variation de pression et / ou de température, la quantité devient strictement positive, et donc supérieure à la valeur seuil. Inversement, fixer une valeur seuil trop élevée peut conduire à ne pas tenir compte de certaines variations de pression et / ou de température entre les circuits d’huile des moteurs, et donc in fine à ne pas détecter de fuite de carburant alors que celle-ci a bien lieu.

L’homme du métier sait ajuster la valeur seuil en fonction de la tolérance visée, par exemple en tenant compte des plages de variation respectives des capteurs.

Dans un mode particulier de mise en œuvre, le procédé comporte, après l’étape 100 de détermination de la quantité Q et avant l’étape 200 de comparaison, une étape de mise à jour de la quantité Q dans laquelle la quantité Q mise à jour correspond à la valeur absolue de la quantité Q précédemment déterminée.

En effet, rien n’exclut que la quantité Q soit déterminée lors de l’étape 100 de sorte à correspondre à un nombre négatif. Par exemple, la quantité Q peut être déterminée selon la formulation suivante :

où Q₁et Q₂sont calculées suivant des formulations identiques à celles décrites ci-avant, c’est-à-dire égales respectivement à P₁-P₂(ou bien P₂-P₁) et à T₁-T₂(ou bien T₂-T₁). Dès lors, et selon cet exemple, le fait de mettre à jour la quantité Q en calculant sa valeur absolue permet de simplifier la gestion de la valeur seuil à considérer au cours de l’étape 200 de comparaison. On comprend en effet que dans la mesure où la quantité Q mise à jour est nécessairement supérieure ou égale à zéro, la valeur seuil à considérer pour ladite quantité Q mise à jour doit également être supérieure ou égale à zéro.

Le procédé de détection comporte ensuite uneétape 300de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans le circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en fonction du résultat de comparaison.

La détection s’effectue en fonction du résultat de comparaison.

Par exemple, dans le cas où la quantité Q est calculée, comme décrit précédemment, égale à la norme quadratique L²du vecteur dont les composantes sont Q₁et Q₂, et éventuellement mise à jour de sorte qu’elle correspond à une quantité supérieure ou égale à zéro, une fuite dans l’un des circuits d’huile de la paire de moteurs est détectée quand la quantité Q est supérieure à la valeur seuil. Inversement, si ladite quantité Q est inférieure à ladite valeur seuil, aucune fuite n’est détectée.

On note que la détection d’une fuite éventuelle correspond ici au résultat d’une comparaison entre des quantités numériques (quantité Q et valeur seuil). Autrement dit, à ce stade du procédé de détection, l’information selon laquelle une fuite éventuelle s’est produite correspond à une information numérique, typiquement exprimée sous forme de bits numériques, qui est par exemple enregistrée par les moyens de mémorisation du dispositif de traitement 13 pour être analysée en temps réel ou bien en temps différé.

Dans un mode particulier de mise en œuvre, illustré par la figure 2, le procédé comporte, consécutivement à l’étape 300 de détection et lorsqu’une fuite est détectée, uneétape 400d’émission d’un message d’alerte.

Un tel message d’alerte peut être émis sous quelque forme que ce soit, le choix d’une forme particulière d’émission ne constituant qu’une variante d’implémentation de l’invention. Par exemple, le message peut être émis sous format texte afin d’être affiché par des moyens d’affichage tel qu’un écran d’ordinateur, une tablette, un smartphone, un cadran de tableau de bord de l’aéronef. Selon un autre exemple, le message d’alerte est émis sous format sonore.

L’émission du message d’alerte permet avantageusement d’avertir un opérateur, tel qu’un pilote, un membre du personnel de maintenance au sol, etc.. Par exemple, le pilote de l’aéronef, une fois prévenu de la détection d’une fuite, peut alors envisager de raccourcir le temps de vol, ou bien même de ne pas décoller le cas échéant.

On note que l’émission du message d’alerte peut s’effectuer en temps réel, dès la fuite détectée, ou bien encore en temps différé, par exemple une fois que l’aéronef a atterri.

Lafigure 3représente un mode préféré de mise en œuvre du procédé de la figure 2 au cours duquel, lorsqu’une fuite est détectée, un moteur défaillant est identifié parmi les moteurs de la paire.

Tel qu’illustré dans la figure 3, le procédé comporte, consécutivement à l’étape 300 de détection et lorsqu’une fuite est détectée, uneétape 350d’identification d’un moteur défaillant parmi les moteurs de la paire.

Cette étape 350 comporte tout d’abord une comparaison des mesures de pression et / ou une comparaison des mesures de température du quadruplet associées respectivement aux moteurs de la paire.

En conditions de fonctionnement nominal, et comme décrit ci-avant, les pressions P₁et P₂(respectivement les températures T₁et T₂) sont sensiblement égales. Par contre, en cas de fuite de carburant dans un circuit d’huile, la température du fluide contenu dans ledit circuit d’huile augmente, et donc refroidit moins bien le moteur associé audit circuit d’huile. En conséquence, la température augmente, et donc la pression du fluide diminue, de sorte qu’il est possible de déterminer quel moteur est défaillant en comparant la mesure de pression ou de température qui lui est associée avec la mesure correspondante de l’autre moteur.

Ainsi, une fois les mesures de pression et / ou les mesures de température comparées entre elles, l’étape 350 comporte une identification d’un moteur défaillant en fonction de ladite comparaison des mesures de pression et / ou de ladite comparaison des mesures de température.

Par exemple, dans le cas où la comparaison consiste à comparer les mesures de pression entre elles, on détermine laquelle des pressions P₁ou P₂est inférieure à l’autre. Si P₁est inférieure à P₂, cela signifie que le moteur M₁est défaillant, et vice versa.

Alternativement, dans le cas où la comparaison consiste à comparer les mesures de températures entre elles, on détermine laquelle des températures T₁ou T₂est inférieure à l’autre. Si T₁est supérieure à T₂, cela signifie que le moteur M₁est défaillant, et vice versa.

Selon encore une autre alternative, les mesures de pression sont comparées entre elles et les mesures de température sont comparées entre elles. De cette manière, il est possible de contrôler la correspondance entre les identifications issues respectivement de la comparaison des mesures de pression et de la comparaison des mesures de température. Procéder ainsi permet donc d’accroitre la robustesse de l’identification du moteur défaillant.

L’identification du moteur affecté par la fuite de carburant permet de générer une information, comportant par exemple un identifiant du moteur défaillant, et qui, lorsqu’elle est transmise à un opérateur, par exemple via le message d’alerte émis, conduit à une identification plus précise de la fuite. De cette manière, l’opérateur peut, selon le contexte opérationnel, mettre en œuvre un plan d’action visant à minimiser ou réparer la fuite de carburant.

Par exemple, lorsque le dispositif de traitement 13 est au sol et que le message d’alerte est émis sous format texte à destination de moyens d’affichage contrôlés par un opérateur de maintenance des moteurs de l’aéronef, cet opérateur est en mesure, une fois l’aéronef au sol et une fois le message d’alerte lu, de mettre en œuvre les opérations de maintenance visant à réparer la fuite en ciblant précisément le moteur défaillant. Ainsi, ledit opérateur n’est pas tenu de réaliser des examens préliminaires visant à identifier le moteur défaillant.

Rien n’exclut cependant que l’étape 350 d’identification du moteur défaillant soit réalisée sans qu’aucun message d’alerte ne soit émis.

Lafigure 4représente un mode préféré de mise en œuvre du procédé de détection, à partir de mesures de pression, température et volume de fluide, et au cours duquel, lorsqu’un moteur défaillant a été identifié, une confirmation éventuelle de l’identification de ce moteur défaillant est recherchée.

Dans ce mode préféré de mise en œuvre, il est considéré que les moyens d’acquisition 11 du système 10 de détection ont acquis, pour chaque moteur de la paire (M₁, M₂), au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur en deux instants de mesure respectifs distincts lors du fonctionnement de l’aéronef. Ainsi, chacun des moteurs de la paire est associé à deux mesures de volume de fluide contenu dans son circuit d’huile.

Les deux instants de mesure associés à un moteur de la paire correspondent respectivement à un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef. Selon un exemple plus spécifique, ces instants de mesure ont lieu lorsque l’aéronef est en phase de roulage, respectivement avant le décollage et après l’atterrissage.

On considère de manière non limitative que les instants de mesure antérieurs au décollage (respectivement ultérieurs à l’atterrissage), et associés respectivement aux moteurs de la paire, coïncident entre eux.

Il est également considéré, pour ce mode préféré de mise en œuvre, qu’une fuite de carburant a été détectée dans l’un des deux moteurs de la paire, à l’issue de l’étape 300, et qu’en outre le moteur défaillant a été identifié comme tel à l’issue de l’étape 350.

Dès lors, et tel qu’illustré dans la figure 4, le procédé de détection comporte, à la suite de l’étape 350 d’identification du moteur défaillant, uneétape 500de détermination d’un écart V entre les deux mesures de volume de fluide associées audit moteur.

Par exemple, ledit écart V est déterminé en soustrayant les mesures de volume de fluide associées au moteur défaillant. Aucune limitation n’est attachée à l’ordre dans lequel est effectuée ladite soustraction, le choix d’un ordre particulier ayant des conséquences similaires à celles déjà décrites ci-avant en relation avec la comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil au cours de l’étape 200. Avantageusement, ledit écart V correspond à la valeur absolue d’une soustraction des mesures de volume de fluide.

Il convient de noter que le fait de choisir des instants de mesure correspondant respectivement à un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef est particulièrement avantageux. Procéder ainsi permet de comparer des volumes de fluide en dehors de la phase de croisière, de sorte à éviter tout biais lié aux conditions de vol. En effet, le fait de considérer l’aéronef au sol permet de s’assurer que les mesures sont réalisées dans des conditions équivalentes pour le moteur dont on cherche à déterminer s’il est défaillant.

Le procédé comporte ensuite uneétape 600de comparaison de l’écart V avec une valeur seuil déterminée en fonction d’une consommation moyenne théorique d’huile du moteur défaillant et d’une durée séparant lesdits instants de mesure distincts.

On note que la consommation moyenne théorique d’huile est une grandeur physique homogène à un débit, c’est-à-dire dont l’unité correspond à un volume divisé par une durée, par exemple exprimée en litres par heure. En outre, le terme « théorique » fait ici référence à une consommation d’huile en conditions nominales, c’est-à-dire lorsque le moteur n’est pas défaillant.

Par exemple, ladite consommation moyenne théorique d’huile est fournie par l’entreprise en charge de la conception du moteur. De manière avantageuse, la consommation fournie par ladite entreprise est obtenue par une méthode statistique sur la base de relevés de consommation d’huile antérieurs, de sorte à augmenter la robustesse et la précision de l’étape 600 de comparaison. Rien n’exclut cependant que la consommation moyenne théorique soit déterminée autrement, par exemple sur la seule base de spécifications techniques du moteur.

En ce qui concerne la valeur seuil, celle-ci est par exemple sensiblement égale, en valeur absolue, au produit entre ladite consommation moyenne théorique et la durée séparant les instants de mesure. Le fait de ne pas choisir la valeur seuil exactement égale, en valeur absolue, au produit entre la consommation moyenne théorique et la durée séparant les instants de mesure permet d’affiner la tolérance visée pour la prise en compte de fausses détections de panne, ou bien, inversement, de non-détections d’une véritable panne.

Selon un autre exemple, il est considéré que la consommation d’huile d’un moteur est négligeable hors phase de croisière, de sorte que seule la durée effective de vol entre les instants de mesure est prise en considération dans le calcul de la valeur seuil.

Ladite comparaison consiste à évaluer la différence entre l’écart V et la valeur seuil. En conditions de fonctionnement nominal, une telle différence est sensiblement nulle si la valeur seuil est égale, en valeur absolue, au produit entre ladite consommation moyenne théorique et la durée séparant les instants de mesure. Par contre, en cas de fuite de carburant dans le circuit d’huile, la quantité de fluide augmente dans ledit circuit d’huile, qui est fermé, si bien que la mesure de volume de fluide en l’instant ultérieur à l’atterrissage est supérieure à la mesure de volume de fluide en l’instant antérieur au décollage. Par conséquent, en cas de fuite de carburant dans le circuit d’huile, la différence entre l’écart V et la valeur seuil augmente en valeur absolue, formant ainsi une métrique représentative du phénomène considéré (fuite de carburant dans un circuit d’huile).

Le procédé comporte alors uneétape 700de confirmation éventuelle, en fonction du résultat de comparaison de l’écart V avec la valeur seuil, de l’identité du moteur identifié comme défaillant.

Ladite étape 700 consiste ainsi à tester si le moteur identifié comme défaillant à l’issue de l’étape 350 est également identifié comme défaillant sur la base de la valeur de la différence entre l’écart V et la valeur seuil. Typiquement, si cette différence est jugée trop élevée, par exemple en la comparant à encore une autre valeur seuil, le moteur concerné est à nouveau identifié comme défaillant, confirmant ainsi le diagnostic obtenu à l’issu de l’étape 350. Une telle manière de procéder permet d’augmenter la criticité de l’identification issue de l’étape 350.

On comprend ainsi que le procédé tel que mis en œuvre dans la figure 4, et plus particulièrement les étapes 500 à 700, permet de faire une vérification supplémentaire de la présence éventuelle d’une fuite de carburant dans un moteur de l’aéronef. Dans le cas où l’étape 700 ne confirmerait pas une identification de défaillance issue de l’étape 350, différents scénarios peuvent être envisagés, comme par exemple envisager des mesures (pression, température, volume) complémentaires pour réitérer le procédé.

Par ailleurs, les étapes 500, 600 et 700 ont été décrites, en référence à la figure 4, comme étant exécutées de manière successive, consécutivement à l’étape 350 d’identification. Rien n’exclut qu’elles soient également consécutives à l’émission d’un message d’alerte généré par l’étape 400. Rien n’exclut non plus d’avoir une émission d’un message à l’issue de l’étape 700, celui pouvant comporter une confirmation ou bien une infirmation d’un précédent message émis au cours d’une étape 400.

De manière plus générale, le fait que toutes les étapes 500, 600 et 700 soient consécutives à l’étape 350 d’identification ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. En effet, il est possible de considérer que seule l’étape 700 de confirmation éventuelle est exécutée à la suite de l’étape 350 d’identification, les étapes 500 et 600 pouvant quant à elles être exécutées en parallèle des étapes 100, 200, 300 et 350 (et éventuellement aussi de l’étape 400 le cas échéant). On comprend bien entendu qu’une telle variante d’implémentation est possible dès lors que la mesure de volume de fluide ultérieure à l’atterrissage est acquise en même temps ou bien avant les mesures du quadruplet, puisqu’il faut pouvoir au moins calculer l’écart V.

Il est en outre avantageux, lorsque les étapes 500 et 600 sont exécutées en parallèle des autres étapes comme indiqué ci-avant, d’itérer les étapes 500 et 600 pour chaque moteur de la paire. De cette manière, on évite de réaliser une exécution des étapes 500 et 600 pour un moteur qui ne sera finalement pas identifié à l’issue de l’étape 350.

L’invention a jusqu’à présent été décrite en considérant un seul quadruplet de mesures ainsi qu’une seule paire de moteurs identiques. Toutefois, aucune limitation n’est attachée à ces paramètres.

Ainsi, dans un mode particulier de réalisation, plusieurs quadruplets de mesures sont considérés. Les étapes de détermination 100, de comparaison 200 et de détection 300, et éventuellement d’identification 350 et d’émission 400 le cas échéant, sont alors itérées pour chacun desdits quadruplets de mesures. Le fait de réaliser des mesures de pression et de température en plusieurs instants de mesure permet de contrôler régulièrement le fonctionnement des moteurs, et ainsi de détecter plus rapidement une fuite éventuelle de carburant dans un des circuits d’huile.

Par exemple, les mesures de pression et de température sont effectuées de manière récurrente, suivant un pas de temps constant entre deux instants de mesure. Il est ainsi possible de suivre précisément l’état des circuits d’huile des moteurs.

On comprend en outre que plus le pas de temps est petit, plus il est facile d’identifier l’instant véritable en lequel s’est produit la fuite de carburant, ce qui améliore ainsi le retour d’expérience et donc également les actions correctrices à envisager pour éviter de potentielles autres fuites de carburant.

Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples non détaillés ici, de considérer des mesures de pression et de température effectuées de manière aléatoire, ou bien encore des mesures effectuées uniquement pendant une des phases de fonctionnement (parking, roulage, vol) de l’aéronef selon un pas non constant.

Selon un autre mode particulier de réalisation, éventuellement en combinaison avec le précédent dans lequel plusieurs quadruplets de mesures sont considérés, plusieurs paires de moteurs identiques sont également considérées. Les étapes de détermination 100, de comparaison 200 et de détection 300, et éventuellement d’identification 350 et d’émission 400 le cas échéant, étant itérées pour chacune desdites paires.

A titre purement illustratif, considérons un exemple dans lequel l’aéronef comporte quatre moteurs identiques M₁, M₂, M₃et M₄. Il est alors possible de considérer les paires (M₁, M₂), (M₂, M₃), (M₃, M₄) et (M₄, M₁). Le fait que chaque moteur soit représenté dans deux paires distinctes permet également d’identifier un moteur défaillant au cas où une fuite de carburant se produit. En effet, si une fuite est détectée au cours d’une première itération du procédé pour un des deux moteurs de la paire (M₁, M₂), puis également au cours d’une deuxième itération du procédé pour un des moteurs de la paire (M₂, M₃), alors le moteur M₂sera identifié comme défaillant. Ce résultat d’identification peut être comparé à celui de l’étape 350, lorsque celle-ci est exécutée, de sorte à accroitre encore plus la robustesse de l’identification d’un moteur défaillant. En outre, il apparaitra clairement à l’homme du métier que d’autres paires de moteurs peuvent être considérées, comme par exemple uniquement (M₁, M₂) et (M₃, M₄).

L’homme du métier comprendra également que rien n’exclut d’inclure les étapes de détermination 500 d’un écart V, de comparaison 600 de l’écart V avec une valeur seuil, et de confirmation éventuelle 700 dans lesdites itérations portant sur les paires de moteurs identiques.

Le présent procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef peut être exécuté de manière automatisée sans intervention d’un opérateur à quelque étape que ce soit. Il peut être mis en œuvre de manière non limitative, en fonction du contexte opérationnel, au sein d’une station sol comme décrit ci-dessus, au sein d’un aéronef, au sein d’une suite logicielle autonome dédiée à la surveillance du fonctionnement de moteurs d’aéronefs, ou encore être intégré dans une chaine de traitements distribués pour des services de surveillance de type « cloud services ».

Claims

Procédé de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs, ladite paire de moteurs étant associée à au moins un quadruplet de mesures préalablement acquises en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire, le procédé de détection comportant :
- une étape (100) de détermination d’une quantité Q représentative d’une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures,
- une étape (200) de comparaison de la quantité Q avec une valeur seuil préalablement déterminée, de sorte à obtenir un résultat de comparaison,
- une étape (300) de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans le circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en fonction du résultat de comparaison.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape de détermination de la quantité Q comporte :
- un calcul d’une première quantité Q₁représentative d’un écart de pression entre les deux moteurs, en fonction des mesures de pression du quadruplet,
- un calcul d’une deuxième quantité Q₂représentative d’un écart de température entre les deux moteurs, en fonction des mesures de température du quadruplet,
- un calcul de la quantité Q en fonction des quantités Q₁et Q₂.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel la quantité Q est calculée selon la formulation suivante :

où :
- Q₁est calculée égale à la différence entre les mesures de pression du quadruplet,
- Q₂est calculée égale à la différence entre les mesures de température du quadruplet.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant, après l’étape (100) de détermination de la quantité Q et avant l’étape (200) de comparaison, une étape de mise à jour de la quantité Q dans laquelle la quantité Q mise à jour correspond à la valeur absolue de la quantité Q précédemment déterminée.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comportant, consécutivement à l’étape (300) de détection et lorsqu’une fuite est détectée, une étape (400) d’émission d’un message d’alerte.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comportant, consécutivement à l’étape de détection (300) et lorsqu’une fuite est détectée, une étape (350) d’identification d’un moteur défaillant parmi les moteurs de la paire, ladite étape (350) d’identification comprenant :
- une comparaison des mesures de pression et / ou une comparaison des mesures de température du quadruplet associées respectivement aux moteurs de la paire,
-une identification d’un moteur défaillant en fonction de ladite comparaison des mesures de pression et / ou de ladite comparaison des mesures de température.
Procédé selon la revendication 6, dans lequel, lorsqu’un message d’alerte est émis, ledit message d’alerte comporte un identifiant du moteur défaillant identifié.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel chaque moteur de la paire est également associé à au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur de la paire et préalablement acquises en deux instants de mesure respectifs distincts, un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef, ledit procédé comportant, pour au moins un moteur de la paire :
- une étape (500) de détermination d’un écart V entre les deux mesures de volume de fluide associées audit moteur,
-une étape (600) de comparaison de l’écart V avec une valeur seuil déterminée en fonction d’une consommation moyenne théorique d’huile du moteur défaillant et d’une durée séparant lesdits instants de mesure distincts,
et, à la suite de ladite étape d’identification (350) :
- une étape (700) de confirmation éventuelle, en fonction du résultat de comparaison de l’écart V avec la valeur seuil, de l’identité du moteur identifié comme défaillant.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel plusieurs quadruplets de mesures sont considérés, au moins les étapes de détermination (100) d’une quantité Q, de comparaison (200) de la quantité Q avec une valeur seuil et de détection (300) d’une fuite éventuelle étant itérées pour chacun desdits quadruplets de mesures.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l’aéronef comporte plusieurs paires de moteurs identiques, au moins les étapes de détermination (100) d’une quantité Q, de comparaison (200) de la quantité Q avec une valeur seuil et de détection (300) d’une fuite éventuelle étant itérées pour chacune desdites paires.
Programme d’ordinateur comportant un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un processeur, configurent ledit processeur pour mettre en œuvre un procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
Support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur selon la revendication 11.
Dispositif de traitement (13) pour la détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs, ladite paire de moteurs étant associée à au moins un quadruplet de mesures préalablement acquises en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire, le dispositif de traitement (13) comportant :
- un module de détermination, configuré pour déterminer une quantité Q représentative d’une différence éventuelle de fonctionnement entre les moteurs de la paire, en fonction du quadruplet de mesures,
- un module de comparaison, configuré pour comparer la quantité Q avec une valeur seuil préalablement déterminée, de sorte à obtenir un résultat de comparaison,
- un module de détection, configuré pour détecter une fuite éventuelle de carburant dans le circuit d’huile d’un des moteurs de la paire, en fonction du résultat de comparaison.
Dispositif (13) selon la revendication 13, ledit dispositif comportant un module d’identification configuré pour, lorsqu’une fuite est détectée :
- comparer des mesures de pression et / ou des mesures de température du quadruplet associées respectivement aux moteurs de la paire,
- identifier un moteur défaillant en fonction de ladite comparaison des mesures de pression et / ou de ladite comparaison des mesures de température.
Dispositif (13) selon la revendication 14, chaque moteur de la paire étant également associé à au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur de la paire et préalablement acquises en deux instants de mesure respectifs distincts lors du fonctionnement de l’aéronef, un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef, ledit dispositif comportant :
- un module de détermination, configuré pour déterminer un écart V entre les deux mesures de volume de fluide associées à un moteur de la paire,
- un module de comparaison, configuré pour comparer l’écart V avec une valeur seuil déterminée en fonction d’une consommation moyenne théorique d’huile du moteur défaillant et d’une durée séparant lesdits instants de mesure distincts,
- un module de confirmation, configuré pour éventuellement confirmer, en fonction du résultat de comparaison de l’écart V avec la valeur seuil, l’identité du moteur identifié comme défaillant.
Système (10) de détection d’une fuite éventuelle de carburant dans un circuit d’huile d’un moteur d’aéronef, ledit aéronef comportant au moins une paire de moteurs identiques et équipés de circuits d’huile respectifs, ledit système (10) de détection comportant :
- des moyens d’acquisition (11) configurés pour acquérir au moins un quadruplet de mesures en un instant de mesure lors du fonctionnement des moteurs de la paire et correspondant à une mesure de pression et une mesure de température du fluide contenu dans chacun des circuits d’huile des moteurs de la paire,
- un dispositif de traitement (13) conforme à l’une quelconque des revendications 13 à 14,
- des moyens de communication (12) du quadruplet de mesures au dispositif de traitement.
Système (10) selon la revendication 16, lesdits moyens d’acquisition (11) étant également configurés pour acquérir, pour chaque moteur de la paire, au moins deux mesures du volume de fluide contenu dans le circuit d’huile dudit moteur en deux instants de mesure respectifs distincts lors du fonctionnement de l’aéronef, un instant de mesure antérieur au décollage de l’aéronef et un instant de mesure ultérieur à l’atterrissage de l’aéronef, ledit dispositif de traitement (13) étant conforme à la revendication 15, et les moyens de communication (12) étant également configurés pour transmettre les mesures de volume de fluide au dispositif de traitement.
Aéronef comportant un système de détection selon l’une quelconque des revendications 16 à 17.