L'interaction roue aubagée - carter par contact mécanique

Dans le cadre du développement d'un moteur d'avion moderne, le besoin de plus en plus pressant en matière d'économie d'énergie oblige les motoristes à trouver des solutions souvent très contraignantes. D'un point de vue «structure», l'une d'entre elles consiste à réduire le jeu de fonctionnement entre l'extrémité des aubes et le carter qui les entoure afin d'améliorer le rendement énergétique du moteur en minimisant les pertes aérodynamiques. Bien entendu, ce choix engendre une augmentation non négligeable des situations de contact mécanique direct entre les deux organes, dont les origines sont multiples. Il peut s'agir par exemple, d'efforts extérieurs (appelés charges de manœuvre) pendant les phases de décollage ou d'atterrissage, d'apparition de balourd, ou de déformation des structures par un gradient de température lors de phase transitoire. L'occurrence de ces phénomènes n'est pas négligeable dans la vie d'une turbomachine mais leur caractérisation reste malheureusement limitée.

C'est dans cette optique que s'inscrit le travail présenté. Il s'agit de mieux comprendre les phénomènes physiques impliqués dans l'interaction en développant des modèles adaptés. Ceux qui sont exposés, d'une complexité croissante, permettent d'envisager différents types d'étude. Le premier modèle, d'une extrême simplicité, conduit à des résultats qualitatifs rapides sur la sensibilité de l'interaction à l'amortissement structural ou au désaccordage, par exemple. Le second, au carrefour entre réalisme industriel et besoins académiques permet d'entrevoir les problématiques liées à la courbure des aubes et au coefficient de frottement. Enfin, le troisième modèle, totalement tridimensionnel, est développé en partenariat avec Snecma, groupe Safran, pour qui est menée cette étude. Il offre une description qualitative des quantités usuelles telles que déplacement, déformation et contraintes utiles à la vérification de la bonne tenue mécanique des composants, au détriment de temps de calcul plus importants. Les autres thématiques abordées au laboratoire de dynamique et vibrations de l'Université McGill seront aussi exposées.