Auteur / Autrice : | Corentin Delebarre |
Direction : | Jean Denape, Gilles Dessein |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Science et Génie des Matériaux |
Date : | Soutenance le 18/12/2015 |
Etablissement(s) : | Toulouse, INPT |
Ecole(s) doctorale(s) : | École Doctorale Sciences de la Matière (Toulouse) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire Génie de Production (Tarbes ; 1989-....) |
Jury : | Président / Présidente : Bernard Viguier |
Examinateurs / Examinatrices : Jean Denape, Gilles Dessein, Sylvain Philippon, Ahmed Allal, Julien Gurt Santanach | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Yannick Desplanques, Emmanuel Duc |
Résumé
Une des solutions envisagées par les motoristes pour améliorer le rendement des turbomoteurs consiste à réduire le jeu en fonctionnement dans les deux systèmes d’air des turbomachines. Plus particulièrement dans le système d’étanchéité d’air secondaire, la réduction du jeu entre les parties fixes et tournantes améliore le contrôle des étanchéités du moteur et les niveaux de refroidissement entre les différents modules des turbomoteurs, mais entraînent des interactions indésirables entre les différents composants. Les systèmes d’étanchéité dynamiques sont composés de joints labyrinthes couplés à un revêtement abradable sacrificiel en vis-à-vis, qui offre la particularité de s’user préférentiellement en préservant la majeure partie du système d’étanchéité en évitant une usure de la partie tournante. L’objectif de cette thèse est de reproduire et d’étudier, par l’intermédiaire d’un banc technologique haute vitesse spécialement conçu pour l’étude, les interactions labyrinthe-abradable appliquées au couple acier inoxydable/Al-Si 6%, dans des conditions de fonctionnement d’un turbomoteur. Une instrumentation spécifique est développée sur le banc et apporte à l’étude les données expérimentales manquantes visant à la caractérisation des interactions labyrinthe-abradable. Une analyse tribologique, basée sur le concept de troisième corps, est menée afin d’identifier les différents débits de matière puis de décrire les étapes successives des mécanismes d’usure (circuit tribologique) du revêtement Al-Si 6%. L’influence des paramètres de pilotage de l’interaction et de la géométrie du joint a été étudiée. Enfin, une étude statistique basée sur l’iconographie des corrélations, permet de modéliser le comportement global du système labyrinthe-abradable, d’identifier les paramètres influents du système et d’apporter des critères pour une potentielle surveillance des interactions. Ces travaux de thèse ont été réalisés dans le cadre d’une collaboration entre TURBOMECA Bordes (groupe SAFRAN), et le Laboratoire Génie Production (LGP) de Tarbes.