TITRE : AUBE A CALAGE VARIABLE POUR SOUFFLANTE DE TURBOMACHINE PRESENTANT UN GRADIENT DE RAIDEUR DANS LE PIED

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention concerne de manière générale le domaine des aubes à calage variable pour soufflante de turbomachine, du type comprenant une pale propre à s’étendre dans un flux d’air et un pied configuré pour être inséré dans une alvéole d’un moyeu de soufflante. Elle concerne plus particulièrement le domaine des aubes à calage variable en matériau composite.

Un domaine privilégié d’application de l’invention est celui des turboréacteurs à soufflante non carénée (mieux connus sous les appellations anglaises « propfan », « open rotor » et « unducted single fan »). Toutefois, l’invention s’applique également aux turboréacteurs à soufflante carénée et aux turbopropulseurs à une ou plusieurs hélices propulsives.

ARRIERE-PLAN

Une des voies actuellement explorées pour améliorer la consommation spécifique des moteurs d'avions civils est constituée par la mise au point de turboréacteurs à soufflante non carénée, tels que celui décrit dans le document FR 3 080 322 A1. Ces turboréacteurs comportent un générateur de gaz de turbomoteur classique, dont un ou plusieurs étages de turbine entraînent une ou plusieurs soufflante(s) non carénée(s) s'étendant à l'extérieur de la nacelle du moteur.

L'intérêt de ces moteurs à soufflante non-carénée est que le diamètre de la soufflante n'est pas limité par la présence d'un carénage, de sorte qu'il est possible de concevoir un moteur présentant un fort taux de dilution, et par conséquent une consommation réduite de carburant. Ainsi, dans ce type de moteur, les aubes de soufflante peuvent présenter une grande envergure.

Par ailleurs, ces moteurs comprennent généralement un mécanisme permettant de modifier la position angulaire de ces aubes (appelée angle de calage) de manière à adapter la poussée générée par la soufflante en fonction des différentes phases de vol. Afin de faciliter ce pivotement des aubes et réduire l’encombrement desdites aubes au niveau du moyeu, leur pied s’étend le plus souvent sur une partie seulement de la longueur de corde de la pale.

En utilisation, les aubes équipant de telles turbomachines sont soumises à de nombreux efforts, dont notamment les efforts dits 1 P (également appelés chargements 1 P). Ces efforts sont des efforts cycliques issus de la différence entre la direction d’incidence du flux d’air, qui n’est pas guidé par le carénage, et l’axe de rotation de la soufflante (axe moteur lui-même positionné vis-à-vis de l’axe avion par rapport au flux d’air). Ils induisent un chargement en flexion de l’aube, en particulier dans la zone d’interface de l’aube avec le disque de soufflante, très important. Du fait du caractère cyclique de ces efforts (le chargement 1 P d’une aube évolue à chaque fois qu’une aube passe d’une position à la position diamétralement opposée), ils induisent une fatigue accélérée de l’aube. On tend donc à limiter très fortement les efforts 1 P admissibles pour garantir la durée de vie des aubes.

Actuellement, ces aubes sont généralement réalisées en matériau métallique. Si les aubes en matériau métallique ont une bonne résistance mécanique, elles présentent toutefois l'inconvénient d'avoir une masse relativement importante. Afin de réduire cette masse, il est souhaitable de pouvoir fabriquer ces aubes composées au moins en partie d’une structure en matériau composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère. Cependant, les architectures classiques d’aubes en matériau composite ne permettent pas de conjuguer résistance aux efforts aérodynamiques, en particulier aux efforts 1P, auxquels ces aubes seraient soumises, performances aérodynamiques des pales et limitation de l’encombrement au moyeu (traduite par une géométrie donnée).

EXPOSE DE L’INVENTION

Un objectif de l’invention est d’améliorer la résistance d’aubes de soufflante aux efforts aérodynamiques auxquels elles sont soumises, par exemple aux efforts 1 P, sans dégradation de leurs performances aérodynamiques. Un autre objectif est d’alléger des aubes de soufflante sans dégradation de leur résistance aux efforts aérodynamiques auxquels elles sont soumises, par exemple aux efforts 1 P, ni de leurs performances aérodynamiques.

A cet effet, l’invention a pour objet, selon un premier aspect, une aube à calage variable pour soufflante de turbomachine, comprenant une pale à profil aérodynamique et un pied configuré pour être inséré dans une alvéole d’un moyeu de soufflante, l’aube étant apte à pivoter relativement à un bâti du moyeu de soufflante autour d’un axe de calage, le pied présentant une surface de peau périphérique et comportant un bulbe et une échasse reliant le bulbe à la pale, le bulbe étant relié à l'échasse par un col définissant un minimum local de la section du pied suivant un plan orthogonal à l’axe de calage, dans laquelle au moins un tronçon du pied comporte une couche de surface délimitant au moins pour partie la surface de peau et une couche interne comprise entre l’axe de calage et la couche de surface, la couche de surface ayant une première raideur et la couche interne ayant une deuxième raideur strictement supérieure à la première raideur, le tronçon du pied incluant le col et au moins une partie de l’échasse.

Selon des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’aube à calage variable présente l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : la première raideur comprend une raideur longitudinale de la couche de surface et la deuxième raideur comprend une raideur longitudinale de la couche interne ; l’échasse s’évase depuis le col vers la pale ; le tronçon du pied s’étend sur au moins 30% de la hauteur du pied, mesurée parallèlement à l’axe de calage ; la pale présente une extrémité proximale de raccordement au pied, une extrémité distale libre, un bord d’attaque, un bord de fuite et une corde reliant le bord d’attaque au bord de fuite, et le bulbe présente rayon maximal, mesuré suivant une direction perpendiculaire à l’axe de calage, inférieur à 50%, de préférence inférieur à 25%, de la longueur de la corde de la pale à son extrémité proximale ; la pale présente à son extrémité proximale une épaisseur maximale, le rayon maximal du bulbe étant supérieur à ladite épaisseur maximale ; le bulbe a une forme de révolution au tour de l’axe de calage ; la couche de surface et la couche interne s’étendent chacune sur toute la hauteur du tronçon du pied ; la couche interne est constituée par une couche centrale s’étendant depuis l’axe de calage vers la couche de surface ; le tronçon du pied comprend une couche intermédiaire interposée entre la couche de surface et la couche centrale, la couche intermédiaire ayant une troisième raideur strictement supérieure à la première raideur et strictement inférieure à la deuxième raideur ; la troisième raideur comprend une raideur longitudinale de la couche intermédiaire ; la raideur du tronçon du pied augmente progressivement depuis la couche de surface jusqu’à la couche interne ; le tronçon du pied comprend une couche centrale s’étendant depuis l’axe de calage vers la couche de surface, la couche interne étant constituée par une couche intermédiaire interposée entre la couche de surface et la couche centrale ; la raideur du tronçon du pied décroît entre la couche intermédiaire et l’axe de calage ; la première raideur est inférieure ou égale à 50%, de préférence inférieure ou égale à 25%, de la deuxième raideur ; la couche de surface a en chaque point une épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire à l’axe de calage et passant par ledit point, comprise entre 1 et 25% du rayon du tronçon du pied mesuré suivant cette même direction ; la couche de surface est en matériau composite ; la couche interne est constituée par une structure en métal, par exemple en acier ou en titane ; la couche de surface est constituée d’un composite tissé et la couche interne est constituée d’un stratifié de plis unidirectionnels dont les fibres sont orientées sensiblement parallèlement à l’axe de calage ; l’aube comprend une structure en matériau composite obtenue par tissage tridimensionnel de torons de chaîne, orientés sensiblement parallèlement à l’axe de calage, et de torons de trame, au moins l’une de la couche de surface et de la couche interne étant constituée par la structure en matériau composite ; la structure en matériau composite présente un premier ratio chaîne-trame dans la couche de surface et un deuxième ratio chaîne-trame, supérieur au premier ratio chaîne-trame, dans la couche interne ; et les torons de chaîne présentent un embuvage plus faible dans la couche interne que dans la couche de surface.

L’invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, une soufflante de turbomachine comprenant un moyeu de soufflante et une pluralité d’aubes à calage variable telles que définies ci-dessus.

L’invention a encore pour objet, selon un troisième aspect, une turbomachine comprenant une telle soufflante.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la turbomachine présente la caractéristique suivante : la turbomachine est une turbomachine à soufflante non carénée.

Enfin, selon un quatrième aspect, l’invention a pour objet un aéronef comprenant une telle turbomachine. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la Figure 1 est une vue de dessus d’un aéronef selon un exemple de réalisation de l’invention, la Figure 2 est une vue simplifiée en coupe longitudinale partielle d’une turbomachine de l’aéronef de la Figure 1 , la Figure 3 est une vue simplifiée en coupe longitudinale partielle d’une partie d’une soufflante de la turbomachine de la Figure 2, la Figure 4 est une vue en perspective d’un pied de l’aube de la Figure 3, et les Figures 5 à 11 sont des vues simplifiées en coupe longitudinale de différentes variantes d’un tronçon du pied d’aube de la Figure 3.

DESCRIPTION DETAILLEE

L’aéronef 10 représenté sur la Figure 1 comprend des turbomachines 12 pour le propulser.

Dans l’exemple représenté, l’aéronef 10 est un avion. Celui-ci comprend, de manière classique, un fuselage 14, un empennage 16 et deux ailes 18. Les turbomachines 12 sont ici au nombre de deux et sont chacune logées sous une aile 18 respective. En variante (non représentée), les turbomachines 12 sont disposées le long du fuselage 14, par exemple à proximité de l’empennage 16. En variante encore (également non représentée), l’aéronef 10 comprend une seule turbomachine 12 ou au moins trois turbomachines 12.

L’une des turbomachines 12 est représentée sur la Figure 2.

Comme visible sur cette Figure, la turbomachine 12 est allongée suivant un axe longitudinal X. Elle présente typiquement une symétrie angulaire autour dudit axe longitudinal X, c’est-à-dire qu’il existe au moins un angle pour lequel la turbomachine est invariante par rotation autour de l’axe longitudinal X.

Ici et dans la suite, les termes « intérieur » et « extérieur », « interne » et « externe », ainsi que leurs déclinaisons, s’entendent en référence à l’axe X, un élément qualifié de « intérieur » ou « interne » étant orienté vers l’axe X alors qu’un élément « extérieur » ou « externe » est orienté à l’opposé de l’axe X. La turbomachine 12 comprend, de manière classique, une nacelle 20, une veine interne 22 de circulation d’un flux d’air à travers la nacelle 20, une chambre de combustion 24 logée dans la veine 22, un corps moteur 26 et une tuyère d’échappement des gaz 28.

Dans la suite, les termes « amont » et « aval » s’entendent en référence à un sens d’écoulement d’un flux d’air à travers la veine 22.

Le corps moteur 26 comprend un compresseur 30, une turbine 32 et un arbre de transmission 34 couplant la turbine 32 au compresseur 30 pour l’entraînement du compresseur 30 par la turbine 32. Le compresseur 30 est disposé en amont de la chambre de combustion 24 et alimente la chambre de combustion 24 en air comprimé. La turbine 32 est disposée en aval de la chambre de combustion 24 et reçoit les gaz d’échappement sortant de la chambre de combustion 24.

L’arbre de transmission 34 a pour axe de rotation l’axe longitudinal X.

L'arbre de transmission 34 est guidé en rotation par rapport à la nacelle 20 par le biais de paliers (non représentés).

Dans l’exemple représenté, la turbomachine 12 est une turbomachine à multiples corps, en particulier à double corps, comprenant un corps basse pression 40 en plus du corps moteur 26. Le corps moteur 26 constitue alors un corps haute pression, le compresseur 30 étant un compresseur haute pression, la turbine 32 étant une turbine haute pression et l’arbre de transmission 34 étant un arbre haute pression.

Le corps basse pression 40 comprend un compresseur basse pression 42, une turbine basse pression 44 et un arbre basse pression 46 couplant la turbine basse pression 44 au compresseur basse pression 42 pour l’entraînement du compresseur basse pression 42 par la turbine basse pression 44.

Le compresseur basse pression 42 est disposé en amont du compresseur haute pression 30 et alimente ce dernier en air comprimé. La turbine basse pression 44 est disposée en aval de la turbine haute pression 32 et reçoit les gaz d’échappement sortant de cette dernière.

L'arbre basse pression 46 est guidé en rotation par rapport à la nacelle 20 par le biais de paliers (non représentés).

L'arbre basse pression 46 est coaxial à l'arbre haute pression 34. Il a donc également pour axe de rotation l’axe longitudinal X. En particulier, l'arbre basse pression 46 s'étend à l'intérieur de l'arbre haute pression 34.

La turbomachine 12 comprend également une soufflante 50 pour entraîner le flux d'air dans une veine de circulation externe 52 entourant la nacelle 20. On distingue ainsi un flux d’air primaire À (chaud), constitué par la portion du flux d’air entraînée dans la veine de circulation interne 22, et un flux d’air secondaire B (froid), constitué par la portion du flux d’air entraînée dans la veine de circulation externe 52. La soufflante 50 comprend un rotor de soufflante 54. Ce rotor de soufflante 54 est monté rotatif relativement à la nacelle 20 autour de l’axe longitudinal X. Il comprend un moyeu 55 (Figure 3) pourvu d'aubes de soufflante 56 s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur depuis le moyeu 55. Ces aubes 56, lorsqu'elles sont mises en rotation, entraînent le flux d'air dans la veine de circulation externe 52.

Le rotor de soufflante 54 est entraîné en rotation par la turbine basse pression 44, par l'intermédiaire de l'arbre basse pression 46. Dans l’exemple représenté, cet entraînement est direct, c’est-à-dire que le rotor de soufflante 54 est solidaire en rotation de l’arbre basse pression 46. En variante (non représentée), cet entraînement se fait par l’intermédiaire d’un réducteur permettant au rotor de soufflante 54 de tourner à une vitesse inférieure à celle de l’arbre basse pression 46.

Dans l’exemple représenté, la soufflante 50 comprend également un stator de soufflante 58 comprenant des aubes fixes 59 agencées à la périphérie de la nacelle 20, dans la veine de circulation externe 52, suivant un plan orthogonal à l’axe longitudinal X. Ce stator de soufflante 58 est ici agencé en aval du rotor de soufflante 54. En variante (non représentée), la soufflante 50 comprend, à la place du stator de soufflante 58, un rotor de soufflante contrarotatif.

Avantageusement, la soufflante 50 est, comme représenté, non carénée, c’est-à-dire que la veine de circulation externe 52 n’a aucune délimitation périphérique. La turbomachine 12 est alors constituée, comme représenté, par un turboréacteur à soufflante non carénée ou, en variante, par un turbopropulseur. En variante (non représentée), la veine de circulation externe 52 est définie entre la nacelle 20 et un carter de soufflante entourant la soufflante 50 ; la turbomachine 12 est alors typiquement constituée par un turboréacteur à fort taux de dilution (en anglais « bypass ratio »), le taux de dilution étant défini comme le rapport du débit du flux secondaire B (froid) sur le débit du flux primaire A (chaud).

Dans l’exemple représenté, la turbomachine 12 est en particulier du type « puller », c’est-à-dire que la soufflante 50 est disposée en amont de la veine de circulation interne 22 et entraîne également le flux d’air dans cette dernière. En variante (non représentée), la turbomachine est du type « pusher », c’est-à-dire que la soufflante 50 est placée autour de la moitié aval de la nacelle 20.

L’une des aubes 56 du rotor de soufflante 54 est illustrée de manière schématique sur la Figure 3. Comme visible sur cette Figure, elle est allongée suivant une direction d’élongation Y sensiblement radiale, c’est-à-dire perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Dans ce qui suit, on désignera par « hauteur » une distance suivant l’axe d’élongation Y.

L’aube 56 comprend une pale 60 à profil aérodynamique et un pied 62. La pale 60 s’étend radialement à l’extérieur d’un carter 63 du moyeu 55 qui délimite intérieurement la veine de circulation externe 52. La pale 60 est ainsi propre à s’étendre dans le flux d’air circulant dans ladite veine 52. Elle est conformée de manière à générer une portance lorsqu’elle est déplacée dans ledit flux d’air.

La pale 60 présente une extrémité proximale 64 de raccordement au pied 62, une extrémité distale 65 libre, un bord d’attaque 66, un bord de fuite 67 et une corde (non représentée), orthogonale à l’axe d’élongation Y, reliant le bord d’attaque 66 au bord de fuite 67.

La pale 60 présente également un intrados 68 (Figure 2) et un extrados 69 (Figure 2). Dans ce qui suit, on désignera par « épaisseur » une distance dans un plan normal à l’axe d’élongation Y et suivant un axe s’étendant entre l’intrados 68 et l’extrados 69.

En référence à la Figure 4, le pied 62 présente une surface de peau 70 périphérique. Il comporte par ailleurs un bulbe 72 et une échasse 74.

Le bulbe 72 constitue une partie radialement interne du pied 62. Il délimite une extrémité interne 76 de l’aube 56, c’est-à-dire l’extrémité de l’aube 56 la plus proche de l’axe X. Il s’étend depuis ladite extrémité interne 76 jusqu’à une surface de jonction 78 reliant le bulbe 72 à l’échasse 74. Cette surface de jonction 78 est typiquement discoïdale.

Le bulbe 72 s’évase depuis la surface de jonction 78 à l’opposé de la pale 60, délimitant ainsi une surface d’appui 80 orientée vers la pale 60. La surface d’appui 80 constitue une partie de la surface de peau 70.

Le bulbe 72 présente rayon maximal, mesuré suivant une direction perpendiculaire à l’axe d’élongation, inférieur à 50%, de préférence inférieur à 25%, de la longueur de la corde de la pale 60 à son extrémité proximale 64. Ce rayon maximal est typiquement supérieur à l’épaisseur maximale de la pale 60 à son extrémité proximale 64.

Il a de préférence une forme de révolution autour de l’axe d’élongation Y.

L’échasse 74 constitue une partie radialement externe du pied 62. Elle relie le bulbe 72 à la pale 60. Elle s’étend depuis la pale 60 jusqu’à la surface de fonction 78.

L’échasse 74 s’évase depuis la surface de fonction 78 vers la pale 60. Ainsi, La surface de jonction 78 constitue un col 82 définissant un minimum local de la section du pied 62 suivant un plan orthogonal à l’axe d’élongation Y.

L’évasement de l’échasse 74 depuis le col 82 vers la pale 60 est en particulier visible dans un plan parallèle à l’axe d’élongation Y et à la corde de la pale 60 à son extrémité proximale 64. Dans un plan parallèle à l’axe d’élongation Y et orthogonal à la corde de la pale 60 à son extrémité proximale 64, l’échasse 74 se rétrécit depuis le col 82 jusqu’à un minimum d’épaisseur 84 avant de s’évaser vers la pale 60. De retour à la Figure 3, le moyeu 55 comprend pour chaque aube 56 une pièce d’attache 88, disposée en pied d’aube, dont est solidaire l’aube 56. Cette pièce d’attache 88 délimite une alvéole 90 dans laquelle est inséré le pied 62 de l’aube 56. Cette alvéole 90 débouche radialement à l’extérieur de la pièce d’attache 88 à travers un orifice 92. La pièce d’attache 88 délimite, à la périphérie de cet orifice 92, une surface de portée 94 orientée vers le fond de l’alvéole 90 opposé à l’orifice 92. Cette surface de portée 94 coopère avec la surface d’appui 80 du bulbe 72 pour retenir le pied 62 dans l’alvéole 90.

Les aubes 56 du rotor de soufflante 54 sont à calage variable, c’est-à-dire que chaque aube 56 est montée pivotante relativement à un bâti 96 du moyeu 55 autour d’un axe de calage C propre. Cet axe de calage C s’étend suivant la direction d’élongation Y de l’aube 56. Il est perpendiculaire à l’axe longitudinal X.

À cet effet, chaque pièce d'attache 88 est montée rotative par rapport au moyeu 55 autour de l’axe calage C. Plus précisément, la pièce d'attache 88 est montée rotative à l'intérieur d'un logement 98 ménagé dans le bâti 96 du moyeu 55 par l'intermédiaire de billes 99 ou d'autres éléments roulants.

La soufflante 50 comprend en outre un mécanisme de changement de pas 100 pour ajuster l’angle de calage de chaque aube 56 autour de son axe de pivotement P de sorte à adapter les performances de la turbomachine 12 aux différentes phases de vol. Ce mécanisme de changement de pas 100 comprend un actionneur 102 comportant une partie fixe 104 solidaire du bâti 96 et une partie mobile 106 mobile en translation suivant l’axe longitudinal X relativement à la partie fixe 104 entre une position rétractée et une position déployée. Il comprend également un système de liaison 108 reliant la partie mobile 106 à la pièce d’attache 88 de sorte à convertir la translation de la partie mobile 106 suivant l’axe longitudinal X en une rotation de la pièce d’attache 88 et, par là même, de l’aube 56 autour de l’axe de calage C. Ce système de liaison 108 est ici formé d’une glissière annulaire 110 montée solidaire de la partie mobile 106 et un pion 112 monté solidaire de la pièce d'attache 88 et propre à coulisser dans la glissière 110 et à tourner par rapport à la glissière 110.

En référence aux Figures 5 à 10, chaque aube 56 comprend une structure en matériau composite 120. Comme visible sur lesdites Figures, le pied 62 est au moins partiellement formé par ladite structure 120. Cette structure 120 comporte un renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le renfort fibreux.

Le renfort fibreux est typiquement formé à partir d’une préforme fibreuse en une seule pièce avec épaisseur évolutive comprenant des torons de chaîne 122 (c’est-à-dire des torons s’étendant suivant l’axe d’élongation Y de l’aube 56) et des torons de trame 124 (c’est-à-dire des torons s’étendant suivant la corde de l’aube 56), ces torons 122, 124 comprenant par exemple des fibres en carbone, en verre, en basalte, et/ou en aramide. Ladite préforme fibreuse est avantageusement obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche, c’est-à-dire que les torons de chaîne 122 suivent des trajets sinueux afin de lier entre eux des torons de trame 124 appartenant à des couches de torons de trame 124 différentes, étant noté que ledit tissage tridimensionnel peut inclure des tissages 2D en surface. Différentes armures de tissage tridimensionnel peuvent être utilisées, telles que des armures interlock, multi-satin ou multi-voile, par exemple, comme décrit notamment dans le document WO 2006/136755.

Àu cours du tissage, une tension est appliquée aux torons de chaîne 122 et aux torons de trame 124 afin de leur conférer une raideur différentielle et donc un embuvage respectif prédéterminés. Par embuvage d’un toron, on comprendra ici la différence entre la longueur d’un toron donné lorsqu’il est parfaitement droit et la longueur réelle (dans le renfort fibreux) de ce toron du fait de l’entrecroisement qu’il réalise afin de se lier avec les autres torons, et définissant ainsi ce que l’on appelle communément l’armure tissée du renfort fibreux. L’embuvage s’exprime généralement en pourcentage et caractérise ainsi l’ondulation du toron. De manière connue en soi, lorsqu’un toron donné est droit, sont embuvage est égal 0 % ; plus le toron est ondulé, plus son embuvage est élevé.

La matrice est typiquement une matrice polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide. L’aube 56 est alors formée par moulage au moyen d’un procédé d’injection sous vide de résine du type RTM (pour « Resin Transfer Moulding), ou encore VÀRTM (pour Vacuum Resin Transfer Molding).

Comme visible sur la Figure 5, le pied 62 comprend un tronçon 126 comportant une couche de surface 130 délimitant au moins pour partie la surface de peau 70 du pied 62 et une couche centrale 132 à cœur s’étendant depuis l’axe de calage C vers la couche de surface 130, la couche de surface 130 ayant une première raideur et la couche centrale 132 ayant une deuxième raideur strictement supérieure à la première raideur. Dans l’exemple représenté sur la Figure 5, le pied 62 comprend également une couche intermédiaire 134 interposée entre la couche de surface 130 et la couche centrale 132, la couche intermédiaire 134 ayant une troisième raideur strictement supérieure à la première raideur et strictement inférieure à la deuxième raideur. La couche de surface de surface 130, la couche centrale 132 et la couche intermédiaire 134 s’étendent chacune sur toute la hauteur du tronçon 126, c’est-à-dire que chacune desdites couches 130, 132, 134 s’étend d’une extrémité inférieure (non référencée) à une extrémité supérieure (non référencée) dudit tronçon 126, lesdites extrémités inférieure et supérieure du tronçon 126 délimitant le tronçon 126 suivant l’axe d’élongation Y.

La raideur s’entend ici et dans la suite comme comprenant au moins la raideur longitudinale, c’est-à-dire mesurée orthogonalement à la corde de l’aube 56 et sensiblement parallèlement à la surface de peau 70. Avantageusement, la raideur comprend également la raideur transversale, c’est-à-dire mesurée orthogonalement à la direction d’élongation Y et sensiblement parallèlement à la surface de peau 70, la raideur étant alors comparée direction par direction (c’est-à-dire que la phrase « la raideur de la couche A est supérieure à la raideur de la couche B » se comprend comme signifiant que la raideur longitudinale de la couche A est supérieure à la raideur longitudinale de la couche B et que la raideur transversale de la couche A est supérieure à la raideur transversale de la couche B). Cette raideur est typiquement mesurée par découpe d’une éprouvette normalisée dans la couche 130, 132 ou 134 concernée et mesure de la raideur de cette éprouvette au moyen de tests normalisés, la forme de l’éprouvette découpée et les tests réalisés pour en déterminer la raideur étant les mêmes pour chacune des couches 130, 132 et 134.

La première raideur est inférieure ou égale à 50%, de préférence inférieure ou égale à 25%, de la deuxième raideur. La troisième raideur est inférieure ou égale à 66%, de préférence inférieure ou égale à 50%, de la deuxième raideur. Avantageusement, la raideur est sensiblement divisée par deux à chaque changement de couche ; ainsi, typiquement, la troisième raideur est sensiblement égale à 50% de la deuxième raideur et la première raideur est sensiblement égale à 25% de la deuxième raideur.

De préférence, la raideur varie continûment à l’interface entre les couches 130, 132, 134 et à l’intérieur de la couche intermédiaire 134, de sorte que la raideur du tronçon 126 augmente progressivement de la couche de surface 130 jusqu’à la couche centrale 132. Avantageusement, la raideur varie également continûment à l’intérieur de la couche de surface 130 et de la couche centrale 132, de sorte que la raideur du tronçon 126 augmente progressivement de l’axe de calage C jusqu’à la surface de peau 70 du pied 62.

Le tronçon 126 inclut le col 82 et au moins la partie intérieure de l’échasse 74, c’est- à-dire la partie de l’échasse 74 la plus proche du bulbe 72. Il s’étend sur au moins 30% de la hauteur du pied 62, par exemple sur entre 30 et 60% de la hauteur du pied.

De préférence, le tronçon 126 inclut plus de 30% de la hauteur de l’échasse 74. Optionnellement, le tronçon 126 s’étend sur 100% de la hauteur de l’échasse 74, c’est-à- dire que l’échasse 74 est intégralement comprise dans le tronçon 126, qui alors s’étend jusqu’à la pale 60.

Avantageusement, le tronçon 126 s’étend également dans le bulbe 72 et inclut au moins la partie extérieure du bulbe 72, c’est-à-dire la partie du bulbe 72 la plus proche de l’échasse 74. Il inclut alors typiquement au moins 30% de la hauteur du bulbe 72.

La couche de surface 130 a en chaque point une épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire à l’axe de calage C et passant par ledit point, comprise entre 1 et 25% du rayon du tronçon 126 mesuré suivant cette même direction. La couche centrale 132, quant à elle, a en chaque point une épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire à l’axe de calage C et passant par ledit point, comprise entre 20 et 40% du rayon du tronçon 126 mesuré suivant cette même direction.

Àu moins l’une des couches 130, 132, 134 est constituée par la structure en matériau composite 120. Dans les exemples des Figures 5 à 9, la couche de surface 130 est constituée par la structure en matériau composite 120. Dans les exemples des Figures 5, 6 et 7, la couche centrale 132 et, le cas échéant, la couche intermédiaire 134 sont également constituées par la structure en matériau composite 120.

Dans l’exemple de réalisation de la Figure 5, la différence de raideur entre les couches 130, 132, 134 est obtenue par une différence dans le ratio chaîne-trame, ce ratio allant croissant à mesure que la raideur augmente. Ainsi, le ratio chaîne-trame dans la couche centrale 132 est supérieur au ratio chaîne-trame dans la couche de surface 130. En outre, le ratio chaîne-trame dans la couche intermédiaire 134 est, le cas échéant, compris entre le ratio chaîne-trame dans la couche centrale 132 et le ratio chaîne-trame dans la couche de surface 130 et est de préférence proche d’une moyenne entre le ratio chaîne- trame dans la couche centrale 132 et le ratio chaîne-trame dans la couche de surface 130.

La couche centrale 132 et, le cas échéant, la couche intermédiaire 134 présentent ainsi, relativement à la couche de surface 130, des torons de chaîne 122 en excès. Avantageusement, ces torons de chaîne 122 en excès viennent progressivement se mêler aux torons de trame 124 de la couche de surface 130 à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126 afin de limiter les gradients de changement de propriété dans la structure en matériau composite 120 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.

Dans l’exemple de réalisation de la Figure 6, la différence de raideur entre les couches 130, 132, 134 est obtenue par une différence dans l’embuvage des torons de chaîne 122, l’embuvage étant plus faible à mesure que la raideur augmente. L’embuvage des torons de chaîne 122 est ainsi plus faible dans la couche centrale 132 que dans la couche de surface 130. En outre, l’embuvage des torons de chaîne 122 dans la couche intermédiaire 134 est, le cas échéant, plus important que dans la couche centrale 132 et plus faible que dans la couche de surface 130.

Cette différence d’embuvage est ici obtenue par l’insertion dans la couche centrale 132 de torons de chaîne unidirectionnels 136, c’est-à-dire de torons de chaîne 122 ayant un embuvage de 0%, la couche de surface 130 étant exempte de tels torons de chaîne unidirectionnels 136. Ces torons de chaîne unidirectionnels 136 sont typiquement des torons de chaîne libres, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas entrecroisés avec des torons de trame 124. La couche centrale 132 est ici constituée desdits torons de chaîne unidirectionnels 136. Avantageusement, les torons de chaîne unidirectionnels 136 de la couche centrale 132 viennent progressivement se mêler aux torons de trame 124 de la couche de surface 130 et, le cas échéant, de la couche intermédiaire 134 à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126 afin de limiter les gradients de changement de propriété dans la structure en matériau composite 120 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.

En variante (non représentée), la différence d’embuvage est obtenue en appliquant une tension différente aux torons de chaîne 122 et/ou aux torons de trame 124 dans le métier à tisser utilisé pour réaliser le renfort fibreux de sorte que la tension subie par les torons de chaîne 122 à cœur (dans la couche centrale 132) est supérieure à la tension subie par les torons de chaîne 122 à proximité de la peau (dans la couche de surface 130) et/ou la tension subie par les torons de trame 124 à cœur est inférieure à celle subie par les torons de trame 124 à proximité de la peau. La modification de la tension appliquée aux torons de trame 124 a en effet un impact direct sur la tension subie par les torons de chaîne 122 à proximité de leur interface avec les torons de trame 124 et donc leur embuvage et leur raideur. Par exemple, la différence de tension subie par les torons de chaîne 122 est obtenue en augmentant la tension appliquée aux torons de chaîne 122 dans la couche centrale 132 et/ou en réduisant la tension appliquée aux torons de chaîne 122 dans la couche de surface 130 et, le cas échéant, dans la couche intermédiaire 134. En variante ou en option, la différence de tension subie par les torons de chaîne 122 est obtenue en réduisant la tension appliquée aux torons de trame 124 dans la couche centrale 132 et/ou en augmentant la tension appliquée aux torons de trame 124 dans la couche de surface 130 et, le cas échéant, dans la couche intermédiaire 134.

La variation de tension appliquée par le métier à tisser sur les torons de chaîne 122 et/ou de trame 124 peut être obtenue par tout moyen adapté, le principe étant d’exercer une tension d’appel directement à la sortie de la bobine sur laquelle est enroulée le toron. De manière connue en soi, cette tension peut être appliquée par un système de ressort venant tirer chaque toron de chaîne 122, ou à l’aide de poids positionnés entre la sortie du toron de chaîne 122 de la bobine et des œillets des lisses du métier à tisser. Par ailleurs, il existe dans le commerce des bobines permettant de maîtriser la tension appliquée. Enfin, la tension appliquée aux torons de trame 124 peut être gérée de manière similaire que pour les torons de chaîne 122, et/ou en utilisant une pince qui vient attraper l’extrémité du toron de trame 124 et le tire à travers la foule (entrelacement des chaînes), puis relâche le toron de trame 124 une fois que le battement du métier à tisser est passé à la séquence suivante. Ces moyens d’application d’une tension à un toron (de chaîne 122 ou de trame 124) étant connus en soi, ils ne seront pas davantage détaillés ici. Lorsque la différence de tension est obtenue par application d’une tension différente sur les torons de chaîne 122 de la couche centrale 132 et sur les torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et, le cas échéant, de la couche intermédiaire 134, les torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et, le cas échéant, de la couche intermédiaire 134 sont avantageusement sortis progressivement du renfort fibreux à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126 et remplacés par autant de torons de chaîne 122 subissant une tension équivalente à celle des torons de chaîne 122 de la couche centrale 132, afin de limiter les gradients de changement de propriété dans la structure en matériau composite 120 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.

Dans l’exemple de réalisation de la Figure 7, la différence de raideur entre les couches 130, 132 est obtenue par une différence dans la nature des fibres composant les torons de chaîne 122 et/ou de trame 124 de la couche centrale 132 et celles composant les torons de chaîne 122 et/ou de trame 124 de la couche de surface 130 et, le cas échéant, de la couche intermédiaire 134. Les torons de chaîne 122 et/ou de trame 124 de la couche de surface 130 sont ainsi typiquement constitués de fibres d’un premier matériau, ceux de la couche centrale 132 sont constitués de fibres d’un deuxième matériau, et ceux de la couche intermédiaire 134, le cas échéant, sont constitués d’un troisième matériau, le premier matériau présentant un module d’élasticité inférieur à celui deuxième matériau et le troisième matériau présentant, le cas échéant, un module d’élasticité compris entre ceux des premier et deuxième matériaux et de préférence proche de la moyenne desdits modules d’élasticité. Par exemple, le premier matériau présente un module d’élasticité compris 150 et 190 GPa et est typiquement constitué par du verre ou du basalte, le deuxième matériau présente un module d’élasticité compris entre 240 et 350 GPa et est typiquement constitué par du carbone, et le troisième matériau présente un module d’élasticité compris entre 195 et 235 GPa et est typiquement constitué par du carbone.

Avantageusement, les torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et, le cas échéant, de la couche intermédiaire 134 sont sortis progressivement du renfort fibreux à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126 et remplacés par autant de torons de chaîne 122 en deuxième matériau, afin de limiter les gradients de changement de propriété dans la structure en matériau composite 120 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.

Dans les exemples des Figures 8 et 9, seule la couche de surface 130 est constituée par la structure en matériau composite 120. La couche centrale 132 est, elle, constituée d’une autre structure plus raide. La couche intermédiaire 134 n’existe pas.

Ainsi, dans l’exemple de réalisation de la Figure 8, la couche centrale 132 est constituée d’un stratifié 140 de plis unidirectionnels 142 dont les fibres sont orientées sensiblement parallèlement à l’axe de calage C. Dans l’exemple de réalisation de la Figure 9, la couche centrale 132 est constituée par une structure 144 en métal, par exemple en acier ou en titane.

Avantageusement, l’épaisseur du stratifié 140 ou de la structure métallique 144 décroît progressivement à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126, cette perte d’épaisseur étant compensée par l’introduction progressive de torons de chaîne 122 et de trame 124 supplémentaires dans la structure en matériau composite 120, afin de limiter les gradients de changement de propriété dans l’aube 56 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.

Dans l’exemple de la Figure 10, seule la couche centrale 132 est constituée par la structure en matériau composite 120. La couche de surface 130 est, elle, constituée d’une autre structure plus souple. La couche intermédiaire 134 n’existe pas.

Ainsi, dans l’exemple représenté, la couche de surface 130 est constituée d’un stratifié 150 de plis rapportés 152. Ces plis rapportés 152 sont de préférence des plis multidirectionnels, par exemple bidirectionnels. Chaque pli rapporté 152 est typiquement constitué par une nappe de tissé 2D ou par une nappe de tissu non-ondulé (mieux connu sous l’acronyme NCF, de l’anglais « non-crimp fabric »).

Les plis rapportés 152 sont de préférence des plis inclinés dont les fibres sont orientées selon un angle compris entre 5 et 95° , avantageusement compris entre 20 et 60° , par exemple sensiblement égal à 45° , par rapport à l’axe de calage C. En variante ou en option, les fibres des plis rapportés 152 présentent un module d’élasticité inférieur à celui des fibres constituant les torons de chaîne 122 et de trame 124 de la structure en matériau composite 120.

Avantageusement, l’épaisseur du stratifié 150 décroît progressivement à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126, cette perte d’épaisseur étant compensée par l’introduction progressive de torons de chaîne 122 et de trame 124 supplémentaires dans la structure en matériau composite 120, afin de limiter les gradients de changement de propriété dans l’aube 56 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.

On notera que ces différents exemples de réalisation peuvent être combinés les uns avec les autres. Ainsi, dans des modes de réalisation non représentés de l’invention : le tronçon 126 comprend la couche de surface 130, la couche centrale 132 et la couche intermédiaire 134, o la couche centrale 132 étant constituée : du stratifié 140 ou de la structure métallique 144, et o la couche centrale 132 et la couche intermédiaire 134 étant constituées de la structure en matériau composite 120, o la couche intermédiaire 134 ayant :

■ un ratio chaîne-trame supérieur à celui de la couche de surface 130 et/ou

■ des torons de chaîne 122 présentant un embuvage plus faible que celui des torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et/ou

■ des torons de chaîne 122 ou de trame 124 composés de fibres d’un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à celui du matériau composant les fibres constituant les torons de chaîne 122 ou de trame 124 de la couche de surface 130 ; le tronçon 126 comprend la couche de surface 130, la couche centrale 132 et la couche intermédiaire 134, toutes trois constituées de la structure en matériau composite 120, o la couche centrale 132 ayant :

■ un ratio chaîne-trame supérieur à celui de la couche intermédiaire 134 et/ou

■ des torons de chaîne 122 présentant un embuvage plus faible que celui des torons de chaîne 122 de la couche intermédiaire 134 et/ou

■ des torons de chaîne 122 ou de trame 124 composés de fibres d’un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à celui du matériau composant les fibres constituant les torons de chaîne 122 ou de trame 124 de la couche intermédiaire 134, et o la couche intermédiaire 134 ayant :

■ un ratio chaîne-trame supérieur à celui de la couche de surface 130 et/ou

■ des torons de chaîne 122 présentant un embuvage plus faible que celui des torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et/ou

■ des torons de chaîne 122 ou de trame 124 composés de fibres d’un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à celui du matériau composant les fibres constituant les torons de chaîne 122 ou de trame 124 de la couche de surface 130 ; le tronçon 126 comprend la couche de surface 130, la couche centrale 132 et la couche intermédiaire 134, o la couche de surface 130 étant constituée du stratifié 150, o la couche intermédiaire 134 étant constituée de la structure en matériau composite 120, et o la couche centrale 132 étant constituée :

■ de la structure en matériau composite 120 et ayant :

• un ratio chaîne-trame supérieur à celui de la couche intermédiaire 134 et/ou

• des torons de chaîne 122 présentant un embuvage plus faible que celui des torons de chaîne 122 de la couche intermédiaire 134 et/ou

• des torons de chaîne 122 ou de trame 124 composés de fibres d’un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à celui du matériau composant les fibres constituant les torons de chaîne 122 ou de trame 124 de la couche intermédiaire 134, ou

■ du stratifié 140, ou

■ de la structure métallique 144 ; le tronçon 126 comprend uniquement la couche de surface 130 et la couche centrale 132, toutes deux constituées de la structure en matériau composite 120, la couche centrale 132 ayant un ratio chaîne-trame supérieur à celui de la couche de surface 130 et/ou des torons de chaîne 122 présentant un embuvage plus faible que celui des torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et/ou des torons de chaîne 122 ou de trame 124 composés de fibres d’un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à celui du matériau composant les fibres constituant les torons de chaîne 122 ou de trame 124 de la couche de surface 130.

Bien que, dans les exemples de réalisation décrits ci-dessus, ce soit la couche centrale 132 qui présente la raideur la plus élevée, l’invention n’est pas limitée à cette seule réalisation. De manière générale, il convient que la couche présentant la raideur la plus élevée soit une couche interne comprise entre l’axe de calage C et la couche de surface 130.

Ainsi, dans un autre mode de réalisation représenté sur la Figure 11 , la couche présentant la raideur la plus élevée est la couche intermédiaire 134.

La raideur de la couche intermédiaire 134 est alors strictement supérieure à la première raideur (de la couche de surface 130) et à la deuxième raideur (de la couche centrale 132). La deuxième raideur est de préférence supérieure ou égale à la première raideur. Typiquement, la première raideur est inférieure ou égale à 50%, de préférence inférieure ou égale à 25%, de la raideur de la couche intermédiaire 134, et la deuxième raideur est inférieure ou égale à 66%, de préférence inférieure ou égale à 50%, de la raideur de la couche intermédiaire 134.

Avantageusement, la raideur varie continûment à l’interface entre les couches 130, 132, 134 et à l’intérieur de la couche de surface 130 et de la couche centrale 132, de sorte que la raideur du tronçon 126 croisse progressivement depuis l’axe de calage C jusqu’à la couche intermédiaire 134, puis décroisse, toujours progressivement, depuis la couche intermédiaire 134 jusqu’à la surface de peau 70 du pied 62.

Dans l’exemple représenté sur la Figure 11 , la raideur supérieure de la couche intermédiaire 134 est obtenue par un ratio chaîne-trame de la structure en matériau composite 120 à l’intérieur de la couche intermédiaire 134 supérieur aux ratios chaîne-trame rencontrés dans la couche de surface 130 et dans la couche centrale 132. En variante (non représentée), cette raideur supérieure est obtenue par : l’emploi, dans la couche intermédiaire 134, de torons de chaîne 122 présentant un embuvage plus faible que celui des torons de chaîne 122 de la couche de surface 130 et de la couche centrale 132 et/ou l’emploi, dans la couche intermédiaire 134, de torons de chaîne 122 ou de trame 124 composés de fibres d’un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à celui du matériau composant les fibres constituant les torons de chaîne 122 ou de trame 124 de la couche de surface 130 et de la couche centrale 132.

Grâce aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, le col 82 et la base de l’échasse 74 sont plus souples en peau et plus raides à cœur, ce qui réduit les concentrations du chargement 1 P sur la peau du pied 62. Du fait de la plus grande raideur du cœur, les contraintes dues au chargement 1 P se répartissent mieux dans la profondeur du pied 62, ce qui soulage la peau. Les contraintes étant mieux réparties, la résistance de l’aube 56 aux efforts 1 P est augmentée, sans modification de sa forme et donc de ses caractéristiques aérodynamiques. Il est ainsi possible de réaliser une aube 56 au moins partiellement en matériau composite présentant une résistance au chargement 1 P suffisante pour équiper cette aube 56 sur un turboréacteur à soufflante non carénée tel que la turbomachine 12. On peut ainsi alléger les aubes d’un turboréacteur à soufflante non carénée, sans dégradation de leur résistance aux efforts 1 P ni de leurs performances aérodynamiques, en remplaçant simplement ces aubes par des aubes telles que l’aube 56.