FR2951222A1

FR2951222A1 - Amortissement d'une piece tournante par dispositif piezoelectrique dissipatif passif ou semi-passif.

Info

Publication number: FR2951222A1
Application number: FR0957063A
Authority: FR
Inventors: Adrien Jacques Philippe Fabre; Pierrick Bernard Jean; Jean Pierre Francois Lombard
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-15
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: FR2951222B1

Abstract

L'invention concerne une pièce comportant une structure (12) et destinée à être animée d'un mouvement de rotation. Cette pièce comprend en outre au moins un transducteur piézoélectrique (10) noyé au moins partiellement dans la structure (12) et au moins un circuit électronique dissipatif fermé, ce transducteur piézoélectrique (10) étant couplé au circuit électronique dissipatif et étant apte à convertir l'énergie mécanique générée par les vibrations de la structure en énergie électrique et à la transmettre au circuit, ce circuit étant apte à dissiper cette énergie électrique transmise.

Description

La présente invention concerne une pièce comportant une structure et destinée à être animée d'un mouvement de rotation. Dans certaines applications, une structure est soumise à des sollicitations aérodynamiques causées par un écoulement de fluide, par exemple de l'air, autour de cette structure. Ces sollicitations peuvent faire vibrer la structure. Une telle structure possède par ailleurs ses modes propres de vibration liés à ses propriétés mécaniques (son élasticité, sa masse et son amortissement). Il peut alors s'établir un couplage instable entre les vibrations générées dans la structure par les sollicitations aérodynamiques, et les caractéristiques vibratoires de cette structure, par action réciproque entre la structure et le fluide qui s'écoule autour d'elle. Ce phénomène de couplage est appelé flottement. L'apparition ou non du flottement dans une structure soumise à des sollicitations aérodynamiques dépend du bilan de la somme de deux énergies : l'énergie aérodynamique EA et l'énergie de dissipation mécanique de la structure EM. L'énergie aérodynamique EA est l'énergie transmise par le fluide à la structure de par son écoulement autour d'elle. L'énergie de dissipation mécanique de la structure EM est l'énergie qui est dissipée mécaniquement par la structure composite. Cette dissipation dépend des propriétés mécaniques intrinsèques de la structure Dans le cas d'une structure en matériau composite, ces propriétés mécaniques dépendent de la nature des matériaux composant la structure composite, et de l'architecture interne de cette structure, c'est-à-dire de l'agencement entre eux des différents matériaux qui la composent. Cet agencement peut exister à une ou plusieurs échelles : mésoscopique (fibres courtes/longues, particules), macroscopique (tissage, tressage, couches/plis). Il y a risque de flottement de la structure lorsque (-EA)>EM. Le flottement d'une structure est un phénomène indésirable car il conduit la structure à entrer dans des modes de résonance où les amplitudes de vibration de la structure augmentent de façon incontrôlée, ce qui peut conduire à la ruine de la structure. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. L'invention vise à proposer une pièce destinée à être animée d'un mouvement de rotation (pièce tournante) pour laquelle les risques de

flottement sont diminués pour une grande variété de sollicitations asynchrones. L'invention vise à permettre également de traiter d'autres cas de charge harmonique d'une pièce de type réponse forcée aéroélastique ou de type réponse forcée à balourd. Par exemple, l'invention vise à améliorer la réponse harmonique d'une aube à des excitations aérodynamiques synchrones de type ù distorsions de manche d'entrée générées par des conditions de vols en incidence (montée, descente, vent de travers), ù excitation harmonique générée par un balourd résiduel, ù fluctuation de pression par remontée vers l'amont induite par une roue fixe (de type redresseur (OGV)) sur une roue fan, ù sillage ou fluctuation de pression par remontée vers l'amont induit par une roue mobile fan sur sa voisine dans le cas d'une architecture bi-fan contrarotatif ou doublet d'hélices contrarotatives, L'invention vise également à contribuer à la dissipation de l'énergie lors d'évènement transitoire survenant en situation accidentelle (ingestion d'oiseau, perte d'aube). Ce but est atteint grâce au fait que la pièce comprend en outre au moins un transducteur piézoélectrique noyé au moins partiellement dans la structure et au moins un circuit électronique dissipatif fermé, le transducteur piézoélectrique étant couplé au circuit électronique dissipatif et étant apte à convertir l'énergie mécanique générée par les vibrations de la pièce en énergie électrique et à la transmettre au circuit, le circuit étant apte à dissiper cette énergie électrique transmise. Grâce à ces dispositions, le ou les transducteurs piézoélectriques couplés au(x) circuit(s) électronique(s) dissipatif(s) confèrent à la structure une fonction d'amortissement interne des vibrations auxquelles cette structure est soumise. Il en résulte une augmentation de l'énergie de dissipation mécanique de la structure EM, et donc une diminution du risque de flottement de cette structure. Avantageusement les propriétés électriques du circuit dissipatif varient avec la vitesse de rotation de la pièce, et le circuit dissipatif est alimenté en électricité.

Ainsi, l'amortissement fourni par le transducteur piézoélectrique couplé au circuit dissipatif est efficace quelque soit la vitesse de rotation de la pièce. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une structure en matériau composite avec un transducteur piézoélectrique en son sein, ladite structure étant composée de plusieurs sous-structures. Selon ce procédé, On fournit plusieurs sous-structures, On place le transducteur piézoélectrique sur une des sous-structures, On recouvre au moins partiellement le transducteur piézoélectrique par une autre des sous-structures, On fixe ensemble le transducteur piézoélectrique et la structure. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1A représente la réponse vibratoire d'une pièce selon l'invention comportant une structure munie d'un transducteur piézoélectrique connecté à un circuit passif, la figure 1B représente schématiquement le circuit passif de la figure 1A, la figure 2A représente la réponse vibratoire d'une pièce selon l'invention comportant une structure munie d'un transducteur piézoélectrique connecté à un circuit semi-passif, la figure 2B représente schématiquement le circuit semi-passif de la figure 2A, la figure 3 représente schématiquement un circuit semi-passif comportant plusieurs impédances RLC, la figure 4 représente schématiquement la variation de la fréquence de résonance d'une pièce tournante en fonction de la vitesse de rotation de cette pièce pour le premier mode en flexion, la figure 5 représente schématiquement le circuit permettant la récupération d'énergie sur le transducteur piézoélectrique selon la technique du SSHI, la figure 6 est une vue en coupe schématique d'une pièce selon l'invention avec une structure composite comportant des plis,

la figure 7A représente schématiquement une pièce selon l'invention avec une structure composite comportant des fibres tressées, la figure 7B représente schématiquement une pièce selon l'invention avec une structure composite comportant des fibres tissées, la figure 8 est une vue en coupe schématique d'une pièce selon l'invention avec une structure comportant plusieurs sous-structures composites, la figure 9 montre une aube de soufflante selon l'invention où des transducteurs piézoélectriques sont orientés et positionnés dans les zones de déformations maximales. On décrit ci-dessous l'invention dans le cas où la structure est une structure en matériau composite. Cependant la structure pourrait également être un matériau homogène, y compris un alliage. Dans la présente demande, on entend par structure en matériau composite une structure composée d'au moins deux matériaux dont les propriétés mécaniques sont dissimilaires. Par exemple, l'un des matériaux est un renforcement, qui est noyé dans l'autre matériau qui est la matrice. L'agencement entre le renforcement et la matrice peut exister à une ou plusieurs échelles : mésoscopique (fibres continues formant un pli unidirectionnel, ou fibres courtes ou particules dans une matrice), macroscopique (tissage ou tressage de fibres dans une matrice, superposition de couches constituées de fibres tissées/tressées ou de plis). La structure en matériau composite peut également être constituée d'un matériau homogène situé à l'intérieur d'une enveloppe en un autre matériau homogène ou en matériau composite. Ainsi, ce coeur peut être en un matériau moins rigide que cette enveloppe, par exemple ce coeur est en mousse. Lorsqu'une pièce en composite, notamment une pièce de forme allongée, est placée dans un écoulement de fluide, par exemple de l'air, l'interaction entre cet écoulement et la pièce peut induire des vibrations dans la pièce. Pour certaines plages de paramètres, qui comprennent les propriétés physiques et la vitesse d'écoulement du fluide, les propriétés mécaniques des matériaux constituant la pièce, et la structure interne de

la pièce (géométrie et agencement de ces différents matériaux), il peut s'établir dans la pièce un flottement, qui est un régime indésirable de vibrations, comme expliqué plus haut. Ce flottement est susceptible de conduire à un endommagement et à la ruine de la pièce.

Afin d'empêcher ce flottement, ainsi qu'afin d'améliorer l'amortissement en cas de sollicitations synchrones ou transitoires (voir ci-dessus), les inventeurs ont inséré à l'intérieur de la pièce, noyé dans la structure composite, un ou plusieurs transducteurs piézoélectriques, chacun de ces transducteurs étant couplé à un circuit électronique dissipatif. Un matériau piézoélectrique est, de façon connue, un matériau capable de convertir de l'énergie électrique en énergie mécanique et inversement. Ainsi, lorsque le matériau piézoélectrique se déforme, un champ de contraintes est généré dans ce matériau, qui se polarise alors.

Cette polarisation est proportionnelle à la contrainte et de même signe que celle-ci. Réciproquement, une polarisation du matériau piézoélectrique par application d'un champ électrique à ses bornes créé un champ de contraintes dans ce matériau, et donc sa déformation. L'invention utilise cette conversion entre énergie électrique et énergie mécanique au sein du matériau piézoélectrique dans les deux sens afin d'amortir les vibrations de la structure composite, comme expliqué ci-dessous. L'intérêt de l'utilisation d'un matériau piézoélectrique couplé à un circuit électronique dissipatif est que cet ensemble permet un contrôle de l'amortissement de la structure au sein de laquelle ce matériau piézoélectrique est placé, comme expliqué ci-dessous. Il existe plusieurs types de transducteurs piézoélectriques, chacun comprenant, de façon connue, un matériau piézoélectrique relié à des électrodes. Par exemple, le transducteur piézoélectrique est une céramique. Ces céramiques ont l'avantage de posséder un fort coefficient de couplage électromécanique, c'est-à-dire que pour une contrainte donnée appliquée à ces céramiques, la tension électrique générée est forte. Ainsi l'amortissement dans le circuit électronique dissipatif (voir ci-dessous) relié à une telle céramique est plus efficace. Ces céramiques sont fragiles, et très rigides. Il est donc nécessaire de fabriquer ces céramiques avec une

forme incurvée pour pouvoir les utiliser dans une structure à géométrie incurvée. Par exemple, le transducteur piézoélectrique est un polymère. Ces polymères peuvent avantageusement être déformés pour épouser la courbure d'une structure à géométrie incurvée. Ils possèdent un coefficient de couplage plus faible que celui des céramiques piézoélectriques. Par exemple, le transducteur piézoélectrique est un composite piézoélectrique (piézocomposite). On connait les piézocomposites suivants, qui utilisent des fibres piézoélectriques noyés dans une matrice les AFC (Active Fiber Composite), qui peuvent être déformés pour épouser la courbure d'une structure, Les MFC (Macro Fiber Composite), dont le coût de fabrication est moins élevé que celui des AFC, Les piézocomposites comprenant des fibres piézoélectriques creuses dans une matrice. L'utilisation de fibres creuses permet de diminuer la tension nécessaire aux bornes du piézocomposite, et la matrice peut être conductrice, à l'inverse des AFC et MFC. Le rendement d'un piézocomposite est donc plus élevé que celui d'un AFC ou d'un MFC.

Outre un transducteur piézoélectrique, l'invention utilise de plus un circuit électronique dissipatif couplé au transducteur piézoélectrique. Par circuit électronique dissipatif, on entend un circuit qui n'introduit pas dans la structure composite d'énergie mécanique extérieure à cette structure (contrairement à un circuit dit actif), et qui ne fait que dissiper de l'énergie mécanique. De tels circuits dissipatifs comprennent les circuits passifs et les circuits semi-passifs, chacun pouvant être utilisé dans la présente invention. Selon l'invention, ces circuits sont fermés pendant leur fonctionnement, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas ouverts. Un tel circuit peut comprendre un ou plusieurs composants électroniques formant une impédance électrique. On examine tout d'abord le cas des circuits passifs. Dans un circuit passif, aucun des composants de ce circuit n'a besoin d'apport d'énergie pour fonctionner. Un tel circuit passif ne comprend par exemple qu'une résistance R (ou plusieurs résistances équivalentes à une résistance unique de résistance R). L'impédance consiste dans ce cas en la résistance R. Dans ce cas, l'énergie électrique provenant du transducteur

piézoélectrique (il s'agit de l'énergie mécanique de la structure composite qui a été convertie par le transducteur piézoélectrique) est dissipée par effet joule dans la résistance R. Pour une fréquence de résonance donnée de la structure composite (correspondant à un mode de vibration donné), il existe une valeur unique de la résistance R pour laquelle l'amortissement est maximal. Cet amortissement est dépendant du coefficient de couplage du transducteur piézoélectrique : l'amortissement est d'autant plus efficace que le coefficient de couplage est élevé. Cette situation est illustrée sur la figure 1A, qui représente la réponse vibratoire (en décibels) d'une structure munie d'un transducteur piézoélectrique connecté à un circuit passif, en fonction de la fréquence (en Hz). La courbe 1 est l'amortissement obtenu pour une résistance infinie R = ù (circuit ouvert), la courbe 3 est l'amortissement obtenu pour une résistance R=0 (court-circuit), la courbe 2 est l'amortissement optimal obtenu pour la valeur optimale de la résistance R. Le circuit passif correspondant est représenté sur la figure 1B, où R représente la résistance, 10 le transducteur piézoélectrique noyé dans la structure 12, et C la capacité (le transducteur piézoélectrique 10 agit comme une capacité C).

La mise en oeuvre d'un tel circuit passif est aisée, car il suffit de court-circuiter le transducteur piézoélectrique avec une seule résistance R, qui peut être intégrée à la structure composite. On examine maintenant le cas des circuits semi-passifs. Dans un circuit semi-passif, au moins un des composants de ce circuit a besoin d'un apport d'énergie pour fonctionner. Un tel circuit semipassif comprend par exemple une inductance de valeur L. Les inventeurs ont montré qu'en pratique, pour dissiper l'énergie mécanique de la structure composite dans un circuit semi-passif comportant une inductance L, les valeurs de L qui correspondent à un amortissement maximal des vibrations de la structure sont atteintes par reconstitution virtuelle au moyen de composants électroniques (par exemple un amplificateur) qui doivent être alimentés en énergie pour fonctionner. Dans un circuit semi-passif comportant une inductance L et une résistance R (l'impédance consiste dans ce cas en la résistance R et en l'impédance L.), l'énergie électrique provenant du transducteur piézoélectrique est dissipée dans la résistance R lorsque la fréquence de

résonance du circuit RLC (C est la capacité du transducteur piézoélectrique) est accordée à la fréquence de résonance mécanique de la structure composite. Cet accord permet un transfert d'énergie entre la structure mécanique et le circuit semi-passif, et un meilleur amortissement par rapport à un circuit passif. Cette situation est illustrée sur la figure 2A, qui représente la réponse vibratoire (en décibels) d'une structure munie d'un transducteur piézoélectrique connecté à un circuit semi-passif, en fonction de la fréquence (en Hz). La courbe 1 est l'amortissement obtenu pour une résistance infinie R = . (circuit ouvert), la courbe 2 est l'amortissement optimal obtenu pour les valeurs optimales de la résistance R et de l'inductance L. Le circuit semi-passif correspondant est représenté sur la figure 2B, où R représente la résistance, L l'inductance, 10 le transducteur piézoélectrique (noyé dans la structure 12) et C sa capacité. Les circuits passifs ou semi-passifs tels que décrits ci-dessus sont peu robustes : ils ne sont efficaces que sur une bande de fréquence réduite. Or une structure mécanique possède plusieurs fréquences de résonance. Pour pallier à cette limitation, il est possible d'ajouter, en parallèle à l'impédance formée par la résistance R et l'inductance L, d'autres impédances, la résonance de chacun d'elles étant accordée à une des résonances mécaniques de la structure composite. Par exemple, chacun de ces n impédances supplémentaires comprend une résistance de valeur Rn, une inductance de valeur Ln, et une capacité de valeur Cn, les valeurs Rn, Ln, et Cn étant choisies de telle sorte que chacune des fréquences de résonance de l'ensemble constitué du circuit dissipatif et du transducteur piézoélectrique est accordée à une des fréquences de résonance de ladite structure. Un tel montage est illustré sur la figure 3 avec plusieurs impédances RLC en parallèle (R, L, RI, L1, CI, R2, L2, C2, ..., Rn, Ln, Cn). Les fréquences de résonance w d'une pièce tournante varient avec la vitesse de rotation S2 de la pièce. Cette situation est illustrée schématiquement sur la figure 4 pour le premier mode en flexion d'une aube. Il est donc avantageux que les propriétés électriques du circuit électronique dissipatif couplé au transducteur piézoélectrique varient avec la vitesse de rotation S2 de la structure composite munie de ce

transducteur piézoélectrique. Par propriétés électriques on entend les propriétés des composants électroniques (tels que la résistance R et l'inductance L) du circuit. Cette variation s'effectue au moyen d'un système de variation. Par exemple cette variation s'effectue de manière automatique au moyen d'un contrôleur. Ce contrôleur est par exemple, de façon connue, un réseau de neurones, dit auto-apprenti (car il apprend à trouver les paramètres optimaux du circuit au cours de son existence), ou un contrôleur programmé au préalable pour ajuster les paramètres du circuit en temps réel, en fonction du régime de rotation (ce régime étant par exemple mesuré sur la pièce à amortir, ou fourni par le calculateur de bord du moteur). Étant donné que la variation des propriétés électriques du circuit électronique nécessite un apport d'énergie électrique, un tel circuit est un circuit semi-passif. Il est par exemple un des circuits semi-passifs tels que décrits ci-dessus, tel qu'un circuit comportant une résistance R et une inductance L, ou un circuit comportant plusieurs impédances constituées chacune d'une résistance Rn, d'une inductance Ln, et d'une capacité Cn. Alternativement, ce circuit peut être un circuit comportant uniquement une résistance R munie d'un système de variation de sa valeur R, ce système étant alimenté en énergie. L'apport d'énergie nécessaire pour un circuit semi-passif est beaucoup plus faible que dans le cas d'un circuit actif. En effet, cette énergie apportée au circuit semi-passif ne sert qu'à alimenter un ou des composants électroniques de ce circuit, et n'est pas converti en énergie mécanique. De plus un circuit actif, parce qu'il introduit dans la structure composite de l'énergie mécanique, est peu stable. L'apport d'énergie au circuit semi-passif s'effectue par alimentation de ce dernier. Cette alimentation est par exemple une alimentation externe par un dispositif d'alimentation (par exemple une batterie), et peut être intégrée au circuit semi-passif ou en être séparée. Alternativement l'apport d'énergie au circuit semi-passif s'effectue par alimentation autonome, c'est-à-dire par récupération d'énergie mécanique générée par la rotation de la structure composite ou d'une autre pièce. Les avantages d'une alimentation autonome est qu'aucune

maintenance n'est nécessaire, et qu'une installation dans des endroits difficiles d'accès est possible. Cette récupération d'énergie mécanique peut s'effectuer par récupération sur le transducteur piézoélectrique.

Par exemple, cette récupération d'énergie s'effectue de façon connue en utilisant un convertisseur AC-DC couplé à une impédance électrique en parallèle du transducteur piézoélectrique, optionnellement avec en outre un convertisseur DC-DC utilisé pour l'adaptation d'impédance ou la régulation du voltage.

Alternativement, la récupération d'énergie s'effectue selon la technique du SSHI (Synchronized Switch Harvesting on Inductor), qui consiste, dans le circuit de récupération par convertisseur AC-DC mentionné ci-dessus, à ajouter un interrupteur 70 en parallèle du transducteur piézoélectrique 10, l'ouverture et la fermeture de cet interrupteur 70 étant déclenché au moment où le voltage aux bornes du transducteur piézoélectrique 10 est extrémum (Figure 5). Le circuit électronique dissipatif peut être noyé dans la structure composite, ou externalisé (situé à l'extérieur de cette structure, tout en restant connecté au transducteur piézoélectrique). Le cas échéant, le dispositif d'alimentation peut être également intégré dans la structure, ou externalisé. Selon l'architecture de la structure en matériau composite dans laquelle on place le ou les transducteurs piézoélectriques, la géométrie, les lieux d'insertion, et le procédé d'insertion de ces transducteurs varient.

Lorsque la structure est composée de plusieurs sous-structures, on place le transducteur piézoélectrique sur une des sous-structures, on recouvre au moins partiellement le transducteur piézoélectrique par une autre des sous-structures, puis on fixe ensemble le transducteur piézoélectrique et la structure.

Le transducteur piézoélectrique est ainsi placé à l'interface entre les sous-structures qui sont reliées entre elles. Ainsi, lorsque le matériau composite comprend un stratifié de plis unidirectionnels, le ou les transducteurs piézoélectriques 10 peuvent être placés entre les plis 20, comme illustré en figure 6. Ainsi, après avoir déposé un des plis, on dépose sur ce pli un ou plusieurs transducteurs piézoélectriques, puis on recouvre le tout par un autre pli. Ces transducteurs piézoélectriques peuvent être un ou plusieurs fils, ou un patch (pastille). On polymérise ensuite cet ensemble de façon à former un bloc solide à l'intérieur duquel le ou les transducteurs piézoélectriques sont noyés.

Comme illustré en figure 7A, un ou plusieurs fils (ou un patch) de transducteurs piézoélectriques 10 peuvent être insérés entre une première tresse 21 réalisée lors d'une première passe de tressage de la préforme et une deuxième tresse 22 réalisée lors d'une deuxième passe de tressage avant densification de cette préforme (la densification est par exemple réalisée par une infusion, une injection, ou une infiltration chimique en phase vapeur). En général, les sous-structures sont choisies dans un groupe comprenant un stratifié de plis unidirectionnels, un composite tissé, un composite tressé, un matériau homogène.

Lorsque le matériau composite de la structure comprend une préforme constituée d'un tissage ou tressage de fibres, le ou les transducteurs piézoélectriques peuvent être insérés au sein de cette préforme. Comme illustré en figure 7B, plusieurs fils de transducteurs piézoélectriques 10 et les électrodes les reliant entre eux peuvent être insérés directement dans la préforme tissée 3D (en 3 dimensions) 30 avant densification de cette préforme. Cette préforme peut également être une préforme tissée 2D (en deux dimensions). La préforme est ensuite densifiée.

Alternativement, la préforme peut être directement réalisée avec des fibres tissées ou tressées dont au moins une est un transducteur piézoélectrique. On densifie ensuite la préforme ainsi réalisée. La figure 8 montre le cas où des transducteurs piézoélectriques sont placés dans une pale d'hélice 40, à l'interface entre le longeron 42 en matériau composite et un noyau 41 en mousse, à l'interface entre l'enveloppe 44 en matériau composite et un corps 43 en mousse, et à l'interface entre l'enveloppe 44 en matériau composite et le longeron 42 en matériau composite. La pièce comportant la structure en composite dans laquelle est insérée le ou les transducteurs piézoélectriques peut être une pièce de turbomachine aéronautique. Par exemple cette pièce est une aube, une

aube de soufflante, une aube de compresseur ou turbine BP (basse pression) ou turbine HP (haute pression), un arbre de turbine. La pièce peut aussi être une pale d'hélice. Lorsque la structure est munie de plusieurs transducteurs piézoélectriques, chacun est relié à un circuit dissipatif différent, ou tous les transducteurs peuvent être reliés à un circuit dissipatif unique. Les transducteurs piézoélectriques peuvent être placés en plusieurs zones de la structure. Avantageusement, le ou les transducteurs piézoélectriques sont placés dans des zones de fortes déformations de la structure composite, et orientés selon la direction de déformation maximale. Ces zones sont préalablement identifiées de façon connue par modélisation, par exemple par éléments finis, ou par des essais. Ainsi, l'efficacité des transducteurs piézoélectriques pour amortir les vibrations est optimisée. La figure 9 montre le cas d'une aube de soufflante 50 où des transducteurs piézoélectriques 10 (visibles en transparence) sont orientés et positionnés dans les zones de déformations maximales au sein de la structure, notamment ù au niveau du pied d'aube parallèlement au bord d'attaque, le plus proche possible des faces intrados ou extrados, - au niveau du sommet de l'aube parallèlement à la face d'extrémité du sommet de l'aube, le plus proche possible des faces intrados ou extrados. Les transducteurs piézoélectriques, tout en étant noyés dans la structure composite, peuvent être situés près de la surface de cette structure. Ce positionnement entraîne une maximisation des déformations des transducteurs piézoélectriques. Les matériaux composites utilisés dans la structure composite peuvent être des composites à matrice organique, ou des composites à haute température (par exemple un composite à matrice céramique ou métallique). Les transducteurs piézoélectriques ont été décrits ci-dessus comme étant noyés totalement dans la structure. Ils peuvent également n'être noyés que partiellement dans la structure.35

Claims

REVENDICATIONS1. Pièce comportant une structure (12) et destinée à être animée d'un mouvement de rotation, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un transducteur piézoélectrique (10) noyé au moins partiellement dans ladite structure et au moins un circuit électronique dissipatif fermé, ledit au moins un transducteur piézoélectrique (10) étant couplé audit au moins un circuit électronique dissipatif et étant apte à convertir l'énergie mécanique générée par les vibrations de la structure (12) en énergie électrique et à la transmettre audit circuit, ledit circuit étant apte à dissiper cette énergie électrique transmise.
2. Pièce selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits transducteurs piézoélectriques (10) sont placés en plusieurs zones de ladite structure (12).
3. Pièce selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que ladite structure (12) comprend au moins un matériau composite.
4. Pièce selon la revendication 3 caractérisée en ce que ledit au moins un matériau composite comprend un stratifié de plis unidirectionnels, ledit au moins un transducteur piézoélectrique (10) étant placé entre lesdits plis.
5. Pièce selon la revendication 3 ou 4 caractérisée en ce que ledit au moins un matériau composite comprend une préforme en fibres, ledit au moins un transducteur piézoélectrique (10) étant placé au sein de ladite préforme.
6. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que ladite structure est composée de plusieurs sous- structures, ledit au moins un transducteur piézoélectrique étant placé à au moins une des interfaces entre lesdites sous-structures.
7. Pièce selon la revendication 6 caractérisée en ce que lesdites sous-structures sont choisies entre un stratifié de plis unidirectionnels, un composite tissé, un composite tressé, un matériau homogène.
8. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que ledit au moins un circuit électronique dissipatif est noyé dans ladite structure (12).
9. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que ledit au moins un circuit dissipatif comprend au moins une impédance électrique.
10. Pièce selon la revendication 9 caractérisée en ce que ladite impédance électrique consiste en une résistance dont la valeur R est choisie de telle sorte qu'à une fréquence de résonance donnée de la structure (12), l'amortissement par le circuit dissipatif est maximal.
11. Pièce selon la revendication 9 caractérisée en ce que les propriétés électriques dudit au moins un circuit dissipatif varient avec la vitesse de rotation de ladite pièce et en ce que ledit au moins un circuit dissipatif est alimenté en électricité.
12. Pièce selon la revendication 11 caractérisée en ce que ledit au moins un circuit dissipatif est alimenté en électricité par récupération d'énergie mécanique.
13. Pièce selon la revendication 11 ou 12 caractérisée en ce que ladite impédance électrique consiste en une résistance dont la valeur R est choisie de telle sorte qu'à une fréquence de résonance donnée de la structure, l'amortissement par le circuit dissipatif est maximal.
14. Pièce selon la revendication 11 ou 12 caractérisée en ce que ladite impédance électrique consiste en une résistance de valeur R et en une inductance de valeur L, les valeurs R et L étant choisies de telle sorte que la fréquence de résonance de l'ensemble constitué dudit circuit dissipatif et du transducteur piézoélectrique est accordée à une fréquence de résonance de ladite structure (12).
15. Pièce selon la revendication 11 ou 12 caractérisée en ce que chacune desdites impédances électriques comprend plusieurs impédances, les propriétés électroniques de chacune de ces impédances étant choisies de telle sorte que chacune des fréquences de résonance de l'ensemble constitué dudit circuit dissipatif et du transducteur piézoélectrique est accordée à une des fréquences de résonance de ladite structure.
16. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle est une pièce de turbomachine aéronautique.
17. Pièce de turbomachine aéronautique selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle est une aube ou une pale.
18. Procédé de fabrication d'une pièce destinée à être animée d'un mouvement de rotation et comportant une structure (12) en matériaucomposite avec un transducteur piézoélectrique (10) noyé au moins partiellement dans ladite structure et comportant un circuit électronique dissipatif fermé, ledit transducteur piézoélectrique (10) étant couplé audit circuit électronique dissipatif et étant apte à convertir l'énergie mécanique générée par les vibrations de la structure (12) en énergie électrique et à la transmettre audit circuit, ledit circuit étant apte à dissiper cette énergie électrique transmise, ladite structure (12) étant composée de plusieurs sous-structures, ledit procédé étant caractérisé en ce que ù On fournit plusieurs sous-structures, ù On place ledit transducteur piézoélectrique (10) sur une desdites sous- structures, ù On recouvre au moins partiellement ledit transducteur piézoélectrique par une autre desdites sous-structures, - On fixe ensemble ledit transducteur piézoélectrique (10) et ladite structure (12).
19. Procédé de fabrication selon la revendication 18 caractérisé en ce que lesdites sous-structures sont choisies dans un groupe comprenant un stratifié de plis unidirectionnels, un composite tissé, un composite tressé, un matériau homogène.
20. Procédé de fabrication d'une pièce destinée à être animée d'un mouvement de rotation et comportant une structure fibreuse avec au moins un transducteur piézoélectrique (10) noyé au moins partiellement dans ladite structure et comportant un circuit électronique dissipatif fermé, ledit au moins un transducteur piézoélectrique (10) étant couplé audit circuit électronique dissipatif et étant apte à convertir l'énergie mécanique générée par les vibrations de la structure (12) en énergie électrique et à la transmettre audit circuit, ledit circuit étant apte à dissiper cette énergie électrique transmise, caractérisé en ce que On fournit une préforme de fibres tissées ou tressées, On insère ledit au moins un transducteur piézoélectrique (10) au sein de la dite préforme, On densifie ladite préforme et ledit au moins un transducteur piézoélectrique (10).
21. Procédé de fabrication d'une pièce destinée à être animée d'un mouvement de rotation et comportant une structure fibreuse avec un transducteur piézoélectrique (10) noyé au moins partiellement dans ladite structure et comportant un circuit électronique dissipatif fermé, ledit transducteur piézoélectrique (10) étant couplé audit circuit électronique dissipatif et étant apte à convertir l'énergie mécanique générée par les vibrations de la structure (12) en énergie électrique et à la transmettre audit circuit, ledit circuit étant apte à dissiper cette énergie électrique transmise, caractérisé en ce que ù On réalise une préforme avec des fibres tissées ou tressées, au moins une de ces fibres étant un fil transducteur piézoélectrique (10), - On densifie ladite préforme.