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Aeromechanical design of turbine blades

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Le cycle de fatigue sous haute surveillance

Cycle de fatigue, une expression qui ne signifie rien de bon dans la grande industrie. En termes simples, dans l'industrie aéronautique, un cycle de fatigue (HCF) est synonyme de problèmes moteurs. Les problèmes moteurs graves peuvent se solder par des frais de maintenance atteignant des centaines de millions d'euros et même des pertes aériennes et humaines.

Technologies industrielles

Des vibrations périodiques se reproduisant plusieurs milliers de fois par seconde peuvent entraîner des fissures dans les pales turbomotrices. En quelques minutes, des fissures mesurables en micro-millimètres et invisibles à l' oeil nu peuvent se propager sur plusieurs millimètres mettant en grand péril les principaux composants moteurs tels que les ventilateurs, les turbines et les compresseurs. Nul besoin d'être un grand scientifique pour entrevoir les risques de désastre potentiels d'une telle situation. De ce fait, il est devenu impératif de développer une méthode de prévision de la détérioration en fatigue afin d'améliorer la sécurité des aéronefs et la fiabilité des moteurs et de diminuer les coûts d'exploitation. C'est pour cela que le projet ADTurB a cherché à concevoir un programme de mesure capable, par l'élaboration de données de haute qualité, de valider les logiciels prédictifs d'aujourd'hui et de demain. En conséquence, deux campagnes expérimentales ont été mises en place. La première, une installation édifiée à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), avait pour but de valider le principe de superposition d'une réponse forcée, et la seconde, établie au Centre national allemand pour l'aéronautique et l'espace (DLR), a fourni les données de validation aérodynamiques et la réponse vibratoire d'un étage de turbine. Dans les deux cas, les tests de validation ont été effectués à toutes les étapes de façon à identifier les erreurs avec précision. Au terme de ce programme, une base de données de résultats a été créée facilitant la comparaison des jeux de données et l'accès aux données. Si les résultats démontrent la fiabilité des modèles prédictifs, ils soulignent que les erreurs sont le plus souvent imputables aux variations aérodynamiques. Néanmoins, l'installation du DLR a fourni des données utiles faisant état d'une réponse très faible à un ordre du moteur. Le programme de mesure se poursuivra et utilisera ces données comme base de départ de la prochaine étude ADTurB II.

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