BE1025159B1 - AXIAL TURBOMACHINE COMPRESSOR COMPOSITE CASE - Google Patents

Abstract

L’invention propose une pièce composite de turbomachine, notamment d’un compresseur basse pression de turbomachine. La pièce composite comprend une matrice (54) organique et des fibres de renfort en carbone. Ces fibres sont agencées dans une préforme incluant un empilement de plis (42) de fils (56) tissés. La matrice (54) comporte en outre des nanoparticules de graphène (60). La masse des fibres de renfort dans la matrice (54) étant supérieure au double de la masse des particules de graphène (60). La pièce est une aube composite ou un carter composite de la turbomachine. Le graphène de particules (60) est enrichi en oxygène.The invention proposes a turbomachine composite part, in particular a low-pressure turbomachine compressor. The composite part comprises an organic matrix (54) and carbon reinforcing fibers. These fibers are arranged in a preform including a stack of folds (42) of yarns (56) woven. The matrix (54) further comprises graphene nanoparticles (60). The mass of the reinforcing fibers in the matrix (54) being greater than twice the mass of the graphene particles (60). The part is a composite blade or a composite casing of the turbomachine. Particle graphene (60) is enriched with oxygen.

Description

(30) Données de priorité :(30) Priority data:

(73) Titulaire(s) :(73) Holder (s):

SAFRAN AERO BOOSTERS S.A.SAFRAN AERO BOOSTERS S.A.

4041, HERSTAL (MILMORT)4041, HERSTAL (MILMORT)

Belgique (72) Inventeur(s) :Belgium (72) Inventor (s):

ROUSSEAU Cyrille 57330 ZOUFFTGEN FranceROUSSEAU Cyrille 57330 ZOUFFTGEN France

PEREZ Rafael 4100 BONCELLES Belgique (54) CARTER COMPOSITE DE COMPRESSEUR DE TURBOMACHINE AXIALE (57) L’invention propose une pièce composite de turbomachine, notamment d’un compresseur basse pression de turbomachine. La pièce composite comprend une matrice (54) organique et des fibres de renfort en carbone. Ces fibres sont agencées dans une préforme incluant un empilement de plis (42) de fils (56) tissés. La matrice (54) comporte en outre des nanoparticules de graphène (60). La masse des fibres de renfort dans la matrice (54) étant supérieure au double de la masse des particules de graphène (60). La pièce est une aube composite ou un carter composite de la turbomachine. Le graphène de particules (60) est enrichi en oxygène.PEREZ Rafael 4100 BONCELLES Belgium (54) COMPOSITE CRANKCASE OF AXIAL TURBOMACHINE COMPRESSOR (57) The invention provides a composite part of a turbomachine, in particular of a low pressure turbomachine compressor. The composite part includes an organic matrix (54) and carbon reinforcing fibers. These fibers are arranged in a preform including a stack of plies (42) of woven threads (56). The matrix (54) further comprises graphene nanoparticles (60). The mass of the reinforcing fibers in the matrix (54) being greater than twice the mass of the graphene particles (60). The part is a composite blade or a composite casing of the turbomachine. The graphene of particles (60) is enriched with oxygen.

FIG 5FIG 5

BREVET D'INVENTION BELGEBELGIAN INVENTION PATENT

SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie FPS Economy, SMEs, Middle Classes & Energy Numéro de publication : 1025159 Numéro de dépôt : BE2017/5281 Publication number: 1025159 Deposit number: BE2017 / 5281 Office de la Propriété intellectuelle Intellectual Property Office Classification Internationale : F01D 5/28 F04D 29/02 F04D 29/52 C01B 32/182 Date de délivrance : 23/11/2018 International Classification: F01D 5/28 F04D 29/02 F04D 29/52 C01B 32/182 Issue date: 11/23/2018

Le Ministre de l'Economie,The Minister of the Economy,

Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;Having regard to the Paris Convention of March 20, 1883 for the Protection of Industrial Property;

Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;Considering the law of March 28, 1984 on patents for invention, article 22, for patent applications introduced before September 22, 2014;

Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;Given Title 1 “Patents for invention” of Book XI of the Code of Economic Law, article XI.24, for patent applications introduced from September 22, 2014;

Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;Having regard to the Royal Decree of 2 December 1986 relating to the request, the issue and the maintenance in force of invention patents, article 28;

Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 21/04/2017.Given the patent application received by the Intellectual Property Office on 04/21/2017.

Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.Whereas for patent applications falling within the scope of Title 1, Book XI of the Code of Economic Law (hereinafter CDE), in accordance with article XI. 19, §4, paragraph 2, of the CDE, if the patent application has been the subject of a search report mentioning a lack of unity of invention within the meaning of the §ler of article XI.19 cited above and in the event that the applicant does not limit or file a divisional application in accordance with the results of the search report, the granted patent will be limited to the claims for which the search report has been drawn up.

Arrête :Stopped :

Article premier. - Il est délivré àFirst article. - It is issued to

SAFRAN AERO BOOSTERS S.A., Route de Liers 121, 4041 HERSTAL (MILMORT) Belgique;SAFRAN AERO BOOSTERS S.A., Route de Liers 121, 4041 HERSTAL (MILMORT) Belgium;

représenté parrepresented by

LECOMTE Didier, PO. Box 1623, 1016, LUXEMBOURG;LECOMTE Didier, PO. Box 1623, 1016, LUXEMBOURG;

un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : CARTER COMPOSITE DE COMPRESSEUR DEa Belgian invention patent with a duration of 20 years, subject to payment of the annual fees referred to in article XI.48, §1 of the Code of Economic Law, for: COMPOSITE COMPRESSOR HOUSING

TURBOMACHINE AXIALE.AXIAL TURBOMACHINE.

INVENTEUR(S) :INVENTOR (S):

ROUSSEAU Cyrille, Rue des Hêtres 12, 57330, ZOUFFTGEN;ROUSSEAU Cyrille, Rue des Hêtres 12, 57330, ZOUFFTGEN;

PEREZ Rafael, Rue Mozart 24, 4100, BONCELLES;PEREZ Rafael, Rue Mozart 24, 4100, BONCELLES;

PRIORITE(S) :PRIORITY (S):

DIVISION :DIVISION:

divisé de la demande de base :divided from the basic request:

date de dépôt de la demande de base :filing date of the basic application:

Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).Article 2. - This patent is granted without prior examination of the patentability of the invention, without guarantee of the merit of the invention or of the accuracy of the description thereof and at the risk and peril of the applicant (s) ( s).

Bruxelles, le 23/11/2018,Brussels, 11/23/2018,

Par délégation spéciale :By special delegation:

2017/52812017/5281

BE2017/5281BE2017 / 5281

DescriptionDescription

CARTER COMPOSITE DE COMPRESSEUR DE TURBOMACHINE AXIALECOMPOSITE AXIAL TURBOMACHINE COMPRESSOR HOUSING

Domaine techniqueTechnical area

L’invention se rapporte au domaine des carters en matériau composite à matrice organique pour turbomachine. L’invention a également trait à une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef, équipé d’un tel carter.The invention relates to the field of housings made of an organic matrix composite material for a turbomachine. The invention also relates to an axial turbomachine, in particular an aircraft turbojet or an aircraft turboprop, equipped with such a casing.

Technique antérieurePrior art

Le choix d’un matériau composite par rapport à un matériau métallique permet d’alléger un carter en forme de coquille équipant une turbomachine. Un tel matériau présente une matrice organique renforcée par des fibres réunies au sein d’une préforme. Cette dernière réunit un empilement de feuilles de fils tissés selon deux ou trois directions dans l’étendue de leurs feuilles respectives. Le document EP2930316A1 divulgue un carter externe composite de compresseur basse pression de turbomachine axiale. Le carter comporte un renfort fibreux tissé avec un empilement de plis fibreux. Les plis sont réunis en différentes zones selon l’épaisseur, ces zones se différentiant en fonction des orientations des fils mais également en fonction des proportions entre les fils de trame et les fils de chaîne. La résistance aux vibrations d’un tel carter composite est améliorée. Toutefois elle pourrait l’être encore, notamment dans l’éventualité d’un déséquilibrage dynamique du rotor, par exemple lors d’une perte d’aube de soufflante.The choice of a composite material compared to a metallic material makes it possible to lighten a shell-shaped casing equipping a turbomachine. Such a material has an organic matrix reinforced by fibers united within a preform. The latter combines a stack of sheets of yarn woven in two or three directions in the extent of their respective sheets. The document EP2930316A1 discloses a composite external casing of a low pressure compressor of an axial turbomachine. The casing comprises a woven fibrous reinforcement with a stack of fibrous plies. The plies are joined in different zones according to the thickness, these zones differentiating according to the orientations of the threads but also according to the proportions between the weft threads and the warp threads. The vibration resistance of such a composite housing is improved. However, it could still be, especially in the event of dynamic imbalance of the rotor, for example during a loss of fan blade.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

Problème techniqueTechnical problem

L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d’allonger la durée de vie d’une de pièce composite exposée à des vibrations résultant d’un déséquilibre dynamique d’un rotor de turbomachine. L’invention a également pour objectif de proposer une solution simple, fiable, facile à produire, commode d’entretien, d’inspection aisée, et améliorant le rendement.The object of the invention is to solve at least one of the problems posed by the prior art. More specifically, the invention aims to extend the life of a composite part exposed to vibrations resulting from a dynamic imbalance of a turbomachine rotor. The invention also aims to provide a simple, reliable, easy to produce, convenient to maintain, easy to inspect, and performance-enhancing solution.

2017/52812017/5281

BE2017/5281BE2017 / 5281

Solution techniqueTechnical solution

L’invention a pour objet une pièce composite de turbomachine, notamment d’un compresseur de turbomachine, la pièce composite comprenant une matrice organique et des fibres de renfort, remarquable en ce que la matrice comporte en outre des particules de graphène, notamment enrichies en oxygène, la masse des fibres de renfort dans la matrice étant supérieure ou égale au double de la masse des particules de graphène.The subject of the invention is a composite part of a turbomachine, in particular a turbomachine compressor, the composite part comprising an organic matrix and reinforcing fibers, remarkable in that the matrix also comprises particles of graphene, in particular enriched in oxygen, the mass of the reinforcing fibers in the matrix being greater than or equal to twice the mass of the graphene particles.

Selon des modes avantageux de l’invention, la pièce composite de turbomachine peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :According to advantageous modes of the invention, the composite part of a turbomachine can comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to all the possible technical combinations:

La masse des fibres de renfort est supérieure à au moins : trois, cinq, dix, ou vingt, ou cinquante fois la masse des particules de graphène dans la matrice.The mass of the reinforcing fibers is greater than at least: three, five, ten, or twenty, or fifty times the mass of the graphene particles in the matrix.

Les particules de graphène comprennent au moins 0,1%, ou 0,5%, ou 1%, ou 5% massique d’oxygène.The graphene particles comprise at least 0.1%, or 0.5%, or 1%, or 5% by mass of oxygen.

Les particules de graphène comprennent au plus 20%, 10%, ou 5%, ou 1% massique d’oxygène.The graphene particles comprise at most 20%, 10%, or 5%, or 1% by mass of oxygen.

Les particules de graphène peuvent être des particules de graphène fonctionnalisées.The graphene particles can be functionalized graphene particles.

Les particules de graphène comprennent au moins : 90%, ou 95%, ou 98%, ou 99% massique de carbone.The graphene particles comprise at least: 90%, or 95%, or 98%, or 99% by mass of carbon.

La matrice comprend au moins : 1%, ou 5%, ou 10%, ou 20%, ou 30% en masse de particules de graphène ; et/ou au plus 50%, ou 35% ou 25% ou 15% ou 10%, ou 5% en masse de particules de graphène.The matrix comprises at least: 1%, or 5%, or 10%, or 20%, or 30% by mass of graphene particles; and / or at most 50%, or 35% or 25% or 15% or 10%, or 5% by mass of graphene particles.

L’oxygène enrichissant le graphène des particules de graphène peut être sous la forme d’oxyde.The graphene-enriching oxygen of the graphene particles can be in the form of oxide.

La longueur L des particules de graphène est inférieure ou égale à : 200pm, 100pm, ou 50pm, ou 25pm, ou 15pm, ou 5pm.The length L of the graphene particles is less than or equal to: 200pm, 100pm, or 50pm, or 25pm, or 15pm, or 5pm.

Les particules de graphène présentent un ratio longueur L/largeur W supérieur ou égal à : deux, ou trois, ou cinq, ou dix.The graphene particles have a length L / width W ratio greater than or equal to: two, or three, or five, or ten.

2017/52812017/5281

BE2017/5281 3BE2017 / 5281 3

Les particules de graphène présentent un ratio largeur W/épaisseur supérieur ou égal à : dix, ou vingt, ou cinquante. L’épaisseur, la largeur, et la longueur peuvent être des valeurs moyennes. L’épaisseur est mesurée perpendiculairement à la longueur et à l’épaisseur.The graphene particles have a width W / thickness ratio greater than or equal to: ten, or twenty, or fifty. Thickness, width, and length can be average values. Thickness is measured perpendicular to length and thickness.

Les particules de graphène sont des particules planes.Graphene particles are planar particles.

Les particules de graphène sont des lamelles de graphène, éventuellement des nanolamelles.The graphene particles are graphene lamellae, possibly nanolamellae.

Les particules de graphène présentent des épaisseurs inférieures à 100 nm.The graphene particles have thicknesses less than 100 nm.

Les particules de graphène sont des nanoparticules, notamment d’épaisseurs moyennes comprises entre 5 et 10 nm.Graphene particles are nanoparticles, in particular with average thicknesses between 5 and 10 nm.

La pièce comprend un cœur selon son épaisseur, la matrice avec les particules de graphène formant ledit cœur.The part comprises a core according to its thickness, the matrix with the particles of graphene forming said core.

La pièce comprend une peau recouvrant le cœur et/ou formant la surface extérieure de ladite pièce, la peau étant réalisée par le même matériau que le cœur.The part comprises a skin covering the heart and / or forming the external surface of said part, the skin being made of the same material as the heart.

Les particules de graphène sont présentes sur la majorité de l’épaisseur de la pièce composite.Graphene particles are present over most of the thickness of the composite part.

Le matériau composite présente des poches entre les fibres de renfort, le matériau composite présentant une augmentation de la teneur en particules de graphène à l’intérieur desdites poches.The composite material has pockets between the reinforcing fibers, the composite material having an increase in the content of graphene particles inside said pockets.

Les poches sont ménagées entre fibres, qui sont éventuellement sous la forme de fils, par exemple tissés.The pockets are formed between fibers, which are optionally in the form of threads, for example woven.

Les poches sont ménagées aux interfaces entre les plis fibreux.The pockets are provided at the interfaces between the fibrous folds.

La longueur moyenne des fibres est supérieure ou égale à : 2mm, ou 5mm.The average length of the fibers is greater than or equal to: 2mm, or 5mm.

La pièce composite comprend des particules de graphène sur la majorité ou sur toute son épaisseur.The composite part includes graphene particles over most or all of its thickness.

Les fibres de renfort comprennent des fibres de carbone ; et/ou la matrice organique comprend de l’époxy.The reinforcing fibers include carbon fibers; and / or the organic matrix comprises epoxy.

Les fibres de renfort forment des fils de fibres, éventuellement torsadées ou tressées.The reinforcing fibers form fibers son, possibly twisted or braided.

Les fibres de renfort forment des plis de fils tissés.The reinforcing fibers form folds of woven threads.

2017/52812017/5281

BE2017/5281BE2017 / 5281

Les fibres forment un empilement de plis fibreux, notamment avec des fils tissés.The fibers form a stack of fibrous folds, in particular with woven threads.

L’empilement comporte plusieurs couches selon son épaisseur, chaque couches présente des plis dont les fibres sont agencées selon au moins deux directions, lesdites directions étant différentes des directions des fibres de la ou des couches attenantes.The stack comprises several layers depending on its thickness, each layer has folds whose fibers are arranged in at least two directions, said directions being different from the directions of the fibers of the adjoining layer or layers.

La pièce présente généralement une homogénéité de teneur en carbone selon son épaisseur et/ou selon son enveloppe.The part generally has a homogeneity of carbon content according to its thickness and / or according to its envelope.

La pièce est un carter composite de compresseur basse pression.The part is a low pressure compressor composite housing.

Le carter composite est formé de deux demi-coquilles composites.The composite housing is formed by two composite half-shells.

Le carter composite comporte des brides radiales, annulaires ou axiales, de fixation.The composite casing has radial, annular or axial flanges, for fixing.

Le carter comprend une paroi annulaire, éventuellement d’épaisseur constante, qui est réalisée à l’aide du matériau composite.The housing comprises an annular wall, possibly of constant thickness, which is produced using the composite material.

La pièce forme une virole interne composite de compresseur.The part forms a composite internal shroud of the compressor.

La pièce est une aube de stator.The piece is a stator blade.

La pièce est une aube de rotor.The part is a rotor blade.

La pièce forme au moins partiellement une nacelle de turboréacteur.The part forms at least partially a nacelle of a turbojet engine.

La pièce forme une aube de soufflante de turbomachine.The part forms a turbomachine fan blade.

La proportion entre les fibres et les particules de graphène n’est pas un aspect indispensable de l’invention. Il peut être remplacé par au moins une ou toute combinaison des caractéristiques listées ci-dessus. La caractéristique de particule de graphène peut être remplacée par le matériau graphène en général.The proportion between the fibers and the graphene particles is not an essential aspect of the invention. It can be replaced by at least one or any combination of the characteristics listed above. The graphene particle characteristic can be replaced by the graphene material in general.

L’invention a également pour objet un carter externe en matériau composite de compresseur basse pression pour turboréacteur, le carter étant formé en matériau composite à matrice organique avec du graphène, éventuellement fonctionnalisé, par exemple avec de l’oxygène, la masse des fibres étant supérieure à la masse du graphène.The subject of the invention is also an external casing made of composite material of a low pressure compressor for a turbojet engine, the casing being formed of composite material with an organic matrix with graphene, optionally functionalized, for example with oxygen, the mass of the fibers being greater than the mass of graphene.

L’invention a également pour objet une aube de turbomachine, notamment d’un compresseur, l’aube comprenant un matériau composite à cœur avec une matrice organique et des fibres de renfort, remarquable en ce que la matrice comporte en outre des particules de graphène, notamment enrichi en oxygène,The invention also relates to a turbomachine blade, in particular a compressor, the blade comprising a composite material at the core with an organic matrix and reinforcing fibers, remarkable in that the matrix also comprises particles of graphene , especially enriched with oxygen,

2017/52812017/5281

BE2017/5281 la longueur des fibres de renfort étant éventuellement inférieure à : 5mm, ou 3mm, ou 2mm.BE2017 / 5281 the length of the reinforcing fibers possibly being less than: 5mm, or 3mm, or 2mm.

L’invention a également pour objet un compresseur de turbomachine axiale, notamment un compresseur basse pression, comprenant une ou plusieurs pièces composites, remarquable en ce que la, ou plusieurs, ou chaque pièce composite, est/sont conformes à l’invention.The invention also relates to an axial turbomachine compressor, in particular a low pressure compressor, comprising one or more composite parts, remarkable in that the, or more, or each composite part, is / are in accordance with the invention.

L’invention a également pour objet une turbomachine comprenant une ou plusieurs pièces composites, et/ou un compresseur, remarquable en ce que la, ou plusieurs, ou chaque pièce composite, et/ou le compresseur est/sont conformes à l’invention.The invention also relates to a turbomachine comprising one or more composite parts, and / or a compressor, remarkable in that the, or more, or each composite part, and / or the compressor is / are in accordance with the invention.

De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets, et les objets de l’invention sont également combinables aux modes de réalisation de la description, qui en plus sont combinables entre eux, selon toutes les combinaisons techniques possibles.In general, the advantageous modes of each object of the invention are also applicable to the other objects of the invention. Each object of the invention can be combined with the other objects, and the objects of the invention can also be combined with the embodiments of the description, which in addition can be combined with one another, according to all possible technical combinations.

Avantages apportésBenefits

L’invention permet d’adapter une pièce composite au cas de figure où elle est soumise à des vibrations provoquées par un balourd mécanique sur le rotor. Un tel balourd peut résulter d’une perte d’aube ou de verrou de rotor de compresseur, dont le rotor peut tourner à des vitesses comprises entre 4000 tr/min et 18000 tr/min. par ailleurs, l’invention permet de respecter le cahier des charges d’une turbomachine, notamment pour aéronef. L’invention permet de répondre à un cas de figure où la turbomachine doit continuer de fonctionner malgré un déséquilibre accidentel du rotor, par exemple en cas de rupture d’une aube rotorique.The invention makes it possible to adapt a composite part to the case where it is subjected to vibrations caused by a mechanical unbalance on the rotor. Such an imbalance can result from a loss of blade or compressor rotor lock, the rotor of which can rotate at speeds between 4000 rpm and 18000 rpm. moreover, the invention makes it possible to comply with the specifications of a turbomachine, in particular for aircraft. The invention makes it possible to respond to a scenario where the turbomachine must continue to operate despite an accidental imbalance of the rotor, for example in the event of a rotor blade failure.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention.FIG. 1 represents an axial turbomachine according to the invention.

La figure 2 est un schéma d’un compresseur de turbomachine selon l’invention.FIG. 2 is a diagram of a turbomachine compressor according to the invention.

La figure 3 esquisse une coupe de pièce composite selon l’invention.Figure 3 sketches a section of composite part according to the invention.

La figure 4 est un agrandissement d’un empilement de plis fibreux d’une pièce composite selon l’invention.FIG. 4 is an enlargement of a stack of fibrous plies of a composite part according to the invention.

2017/52812017/5281

BE2017/5281 6BE2017 / 5281 6

La figure 5 représente un pli fibreux dans de la matrice selon l’invention.FIG. 5 represents a fibrous fold in the matrix according to the invention.

La figure 6 illustre une particule de graphène selon l’invention.FIG. 6 illustrates a graphene particle according to the invention.

Description des modes de réalisationDescription of the embodiments

Dans la description qui va suivre, les termes « interne » et « externe » renvoient à un positionnement par rapport à l’axe de rotation d’une turbomachine axiale. La direction axiale correspond à la direction le long de l’axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à l’axe de rotation. L’amont et l’aval sont en référence au sens d’écoulement principal du flux dans la turbomachine.In the following description, the terms "internal" and "external" refer to a positioning relative to the axis of rotation of an axial turbomachine. The axial direction corresponds to the direction along the axis of rotation of the turbomachine. The radial direction is perpendicular to the axis of rotation. Upstream and downstream are in reference to the main flow direction of the flow in the turbomachine.

La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit dans ce cas précis d’un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un premier niveau de compression, dit compresseur basse-pression 4, un deuxième niveau de compression, dit compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine 10 transmise via l’arbre central jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. Ces derniers comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor associées à des rangées d’aubes de stator. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée de la chambre de combustion 8.Figure 1 shows in a simplified manner an axial turbomachine. In this specific case, it is a double-flow turbojet engine. The turbojet engine 2 comprises a first level of compression, called a low-pressure compressor 4, a second level of compression, called a high-pressure compressor 6, a combustion chamber 8 and one or more levels of turbines 10. In operation, the mechanical power from the turbine 10 transmitted via the central shaft to the rotor 12 sets in motion the two compressors 4 and 6. The latter comprise several rows of rotor blades associated with rows of stator blades. The rotation of the rotor around its axis of rotation 14 thus makes it possible to generate an air flow and to compress it progressively until the inlet of the combustion chamber 8.

Un ventilateur d’entrée communément désigné fan ou soufflante 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les différents niveaux sus mentionnés de la turbomachine, et en un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire (partiellement représenté) le long de la machine pour ensuite rejoindre le flux primaire en sortie de turbine. La soufflante 16 peut être logée dans la nacelle 17. Cette nacelle 17 peut être réalisée en matériau composite. Elle peut abriter l’ensemble du corps primaide de la turbomachine tout en délimitant le flux secondaire 20. En alternative la soufflante peut être du type non carénée, par exemple à double rotor contrarotatifs, éventuellement en aval.An inlet fan commonly designated as a fan or blower 16 is coupled to the rotor 12 and generates an air flow which is divided into a primary flow 18 passing through the various above-mentioned levels of the turbomachine, and into a secondary flow 20 passing through a duct annular (partially shown) along the machine to then join the primary flow at the turbine outlet. The blower 16 can be housed in the nacelle 17. This nacelle 17 can be made of composite material. It can house the entire primaide body of the turbomachine while delimiting the secondary flow 20. Alternatively, the fan can be of the non-faired type, for example with double counter-rotating rotor, possibly downstream.

Le flux secondaire peut être accéléré de sorte à générer une réaction de poussée. Les flux primaire 18 et secondaire 20 sont des flux annulairesThe secondary flow can be accelerated so as to generate a thrust reaction. The primary 18 and secondary 20 flows are annular flows

2017/52812017/5281

BE2017/5281 7 coaxiaux et emmanchés l’un dans l’autre. Ils sont canalisés par le carter de la turbomachine et/ou des viroles. A cet effet, le carter présente des parois cylindriques qui peuvent être internes et externes, résistant notamment aux vibrations provoquées par des déséquilibres du rotor de la turbomachine.BE2017 / 5281 7 coaxial and fitted one inside the other. They are channeled through the casing of the turbomachine and / or of the ferrules. To this end, the casing has cylindrical walls which may be internal and external, in particular resistant to vibrations caused by imbalances in the rotor of the turbomachine.

La figure 2 est une vue en coupe d’un compresseur d’une turbomachine axiale telle que celle de la figure 1. Le compresseur peut être un compresseur bassepression 4. On peut y observer une partie de la soufflante 16 et le bec de séparation 22 du flux primaire 18 et du flux secondaire 20. Le rotor 12 comprend plusieurs rangées d’aubes rotoriques 24, en l’occurrence trois. Il peut être formé d’un tambour comme de disques.Figure 2 is a sectional view of a compressor of an axial turbomachine such as that of Figure 1. The compressor can be a low pressure compressor 4. One can observe a part of the fan 16 and the separation nozzle 22 primary flow 18 and secondary flow 20. The rotor 12 comprises several rows of rotor blades 24, in this case three. It can be made of a drum like discs.

Le compresseur basse pression 4 comprend plusieurs redresseurs, en l’occurrence quatre, qui contiennent chacun une rangée d’aubes statoriques 26. Les redresseurs sont associés au fan 16 ou à une rangée d’aubes rotoriques pour redresser le flux d’air, de sorte à convertir la vitesse du flux en pression, notamment en pression statique. Des viroles internes 27 peuvent être suspendues aux extrémités internes des aubes statoriques 26. Ces viroles internes 27 peuvent recevoir des couches de matériau abradable 38 assurant une étanchéité avec le rotor 12.The low pressure compressor 4 comprises several rectifiers, in this case four, each containing a row of stator vanes 26. The rectifiers are associated with fan 16 or a row of rotor vanes to straighten the air flow, so as to convert the speed of the flow into pressure, in particular into static pressure. Internal ferrules 27 can be suspended from the internal ends of the stator vanes 26. These internal ferrules 27 can receive layers of abradable material 38 ensuring a seal with the rotor 12.

Le compresseur 4 comprend au moins un carter composite 28. Le carter 28 peut présenter une forme généralement circulaire ou tubulaire. Il peut être un carter externe de compresseur et peut être en matériaux composites. Le carter 28 peut comprendre des brides de fixation 30, par exemple des brides annulaires de fixation 30 pour la fixation du bec de séparation 22 et/ou pour se fixer à un carter intercalaire 32 de soufflante de la turbomachine. Les aubes statoriques 26 s’étendent essentiellement radialement depuis le carter extérieur 28. Les aubes statoriques 26 peuvent comprendre des plateformes, éventuellement munies d'axes de fixation 36 tels des lockbolts, de tiges filetées ou tout autre moyen équivalent.The compressor 4 comprises at least one composite casing 28. The casing 28 may have a generally circular or tubular shape. It can be an external compressor casing and can be made of composite materials. The casing 28 can include fixing flanges 30, for example annular fixing flanges 30 for fixing the separation nozzle 22 and / or for fixing to an intermediate casing 32 of the fan of the turbomachine. The stator vanes 26 extend essentially radially from the outer casing 28. The stator vanes 26 may comprise platforms, possibly provided with fixing pins 36 such as lockbolts, threaded rods or any other equivalent means.

Le carter composite 28 peut comprendre une paroi 34 généralement circulaire ou en arc de cercle, dont les bords peuvent être délimités par les brides 30. La paroi 34 peut présenter un profil de révolution autour de l'axe de rotation 14. La paroi 34 peut être en matériau composite, avec une matrice et un renfort. La paroi 34 peut présenter une forme d'ogive, avec une variation de rayon le longThe composite casing 28 can comprise a wall 34 generally circular or in an arc, the edges of which can be delimited by the flanges 30. The wall 34 can have a profile of revolution around the axis of rotation 14. The wall 34 can be made of composite material, with a matrix and a reinforcement. The wall 34 may have a shape of a warhead, with a variation in radius along

2017/52812017/5281

BE2017/5281 8 de l'axe 14. La paroi 34 peut comprendre des couches annulaires de matériau abradable 38 entre les plateformes des aubes, de sorte à former une barrière entre le flux primaire 18 et la paroi 34.BE2017 / 5281 8 of the axis 14. The wall 34 may comprise annular layers of abradable material 38 between the platforms of the blades, so as to form a barrier between the primary flow 18 and the wall 34.

Le carter composite 28, ou du moins sa paroi 34, peut être réalisée par injection. L'injection peut consister à imprégner des fibres de renfort ou un renfort fibreux avec une résine, éventuellement organique, telle de l'époxy. L'imprégnation peut être selon un procédé du type RTM (acronyme anglais pour Resin Transfer Molding). Ou encore, le carter composite, ou du moins sa paroi 34, peut être réalisée à l'aide de tissus préimprégnés d'une résine durcie par autoclave. A l’issue de la polymérisation, la résine devient la matrice qui enveloppe les fibres de renfort, et tout additif s’y trouvant.The composite casing 28, or at least its wall 34, can be produced by injection. The injection can consist of impregnating reinforcing fibers or a fibrous reinforcement with a resin, possibly organic, such as epoxy. The impregnation can be according to a process of the RTM type (English acronym for Resin Transfer Molding). Alternatively, the composite casing, or at least its wall 34, can be produced using fabrics pre-impregnated with a resin hardened by autoclave. At the end of the polymerization, the resin becomes the matrix which envelops the reinforcing fibers, and any additive therein.

Les fibres de renfort peuvent être agencées en fibres libres les unes des autres. Elles peuvent être de longueurs moyennes inférieures ou égales à : 10 mm, ou 5mm ou 2,00 mm. Alternativement, les fibres peuvent être agencées en fils ou en toron. Alors, leurs longueurs moyennes peuvent être supérieures à : 10 mm, ou 50 mm, ou 200 mm.The reinforcing fibers can be arranged in free fibers from each other. They can be of average lengths less than or equal to: 10 mm, or 5mm or 2.00 mm. Alternatively, the fibers can be arranged in son or strand. Then, their average lengths can be greater than: 10 mm, or 50 mm, or 200 mm.

Les fibres de renfort peuvent former une préforme fibreuse. La préforme peut reproduire la géométrie de la pièce composite à réaliser. La préforme fibreuse, et donc les fibres de renfort, peuvent former des plis fibreux, également appelés feuilles de fibres. A l’intérieur de ces feuilles, les fibres peuvent être intissées, ou tissés selon des fils de fibres croisés.The reinforcing fibers can form a fibrous preform. The preform can reproduce the geometry of the composite part to be produced. The fibrous preform, and therefore the reinforcing fibers, can form fibrous folds, also called fiber sheets. Inside these sheets, the fibers can be non-woven, or woven according to crossed fiber threads.

La préforme via ses plis de fibres, et donc les fibres de renfort peuvent être agencées selon un empilement suivant l’épaisseur radiale du carter 28. Les plis fibreux peuvent former un enroulement multistrates.The preform via its plies of fibers, and therefore the reinforcing fibers can be arranged in a stack according to the radial thickness of the casing 28. The fibrous plies can form a multi-layer winding.

Ou encore, les fibres peuvent être réunies dans un renfort fibreux tissé en trois dimensions, ou en deux dimensions et demi. La préforme peut alors former une préforme monolithique 2,5D ou 3D.Or, the fibers can be combined in a fibrous reinforcement woven in three dimensions, or in two and a half dimensions. The preform can then form a 2.5D or 3D monolithic preform.

Le renfort fibreux peut généralement présenter une symétrie de révolution avec un profil de révolution par rapport à l'axe 14. La préforme et/ou les plis fibreux peuvent s'étendre sur la paroi, et sur au moins une ou plusieurs brides 30. Eventuellement, l'empilement de plis fibreux est le renfort fibreux, l'intégralité des caractéristiques relatives au renfort fibreux s'appliquant à l'empilement.The fibrous reinforcement can generally have a symmetry of revolution with a profile of revolution with respect to the axis 14. The preform and / or the fibrous plies can extend over the wall, and over at least one or more flanges 30. Optionally , the stack of fibrous plies is the fibrous reinforcement, all of the characteristics relating to the fibrous reinforcement applying to the stack.

La figure 3 esquisse une coupe du renfort fibreux du carter composite selonFigure 3 sketches a section of the fiber reinforcement of the composite casing according to

2017/52812017/5281

BE2017/5281 9 l'axe de rotation 14 de la turbomachine. Le carter peut correspondre à celui présenté en relation avec la figure 2. Le présent enseignement peut être appliqué à tout carter de la turbomachine, tel au carter de soufflante.BE2017 / 5281 9 the axis of rotation 14 of the turbomachine. The casing can correspond to that presented in relation to FIG. 2. The present teaching can be applied to any casing of the turbomachine, such as to the fan casing.

Les plis 42 peuvent être des tissés. L'empilement 40 peut comprendre des plis non tissés, la majorité des plis de l'empilement 40 étant alors préférentiellement des plis tissés. Chaque pli 42 peut s'étendre sur une fraction axiale de la paroi 34. Ainsi, le nombre de plis 42 peut varier axialement. Le nombre de plis 42 peut augmenter vers l'aval. Les plis 42 peuvent comprendre des fibres de carbone, et/ou des fibres de graphite, et/ou des fibres de verre et/ou des fibres de Kevlar, et/ou des fibres de carbotitanium. Les fibres de carbone peuvent être majoritaires en masse parmi les fibres. Des plis additionnels 44, présent localement, peuvent être ajoutés dans les brides 30.The pleats 42 may be woven. The stack 40 can comprise nonwoven plies, the majority of the plies of the stack 40 then preferably being woven pleats. Each ply 42 can extend over an axial fraction of the wall 34. Thus, the number of plies 42 can vary axially. The number of folds 42 may increase downstream. The plies 42 may include carbon fibers, and / or graphite fibers, and / or glass fibers and / or Kevlar fibers, and / or carbotitanium fibers. Carbon fibers may be the majority by mass among the fibers. Additional folds 44, present locally, can be added in the flanges 30.

La figure 4 esquisse l’empilement 40 du renfort fibreux à l’intérieur du cadre marqué IV sur la figure 3. En pratique, les plis 42 sont en contact les uns des autres, notamment via leurs fibres de renfort. Ils sont noyés dans la matrice 54 qui les enveloppe.FIG. 4 outlines the stack 40 of the fibrous reinforcement inside the frame marked IV in FIG. 3. In practice, the plies 42 are in contact with one another, in particular via their reinforcing fibers. They are embedded in the matrix 54 which envelops them.

Selon l'épaisseur de l’empilement 40, épaisseur radiale au niveau de la paroi ou épaisseur axiale dans les brides annulaires, le renfort fibreux comprend plusieurs couches distinctes éventuellement superposées. Principalement, les couches peuvent se distinguer les unes des autres via l'orientation de leurs fibres de renfort.Depending on the thickness of the stack 40, radial thickness at the level of the wall or axial thickness in the annular flanges, the fibrous reinforcement comprises several separate layers which may be superimposed. Mainly, the layers can be distinguished from each other by the orientation of their reinforcing fibers.

Le renfort fibreux et/ou l'empilement 40 peut présenter, au moins, deux couches externes 48 et une couche centrale 50 disposée entre les couches externes 48. Le milieu de l'épaisseur du renfort fibreux peut être situé dans la couche centrale 50. Chaque couche peut représenter au moins 10%, préférentiellement au moins 15%, plus préférentiellement au moins 20% de l'épaisseur du renfort fibreux. Les couches externes 48 et la couche centrale 50 forment la majorité de l'épaisseur du renfort fibreux.The fibrous reinforcement and / or the stack 40 may have at least two external layers 48 and a central layer 50 disposed between the external layers 48. The middle of the thickness of the fibrous reinforcement may be located in the central layer 50. Each layer can represent at least 10%, preferably at least 15%, more preferably at least 20% of the thickness of the fibrous reinforcement. The outer layers 48 and the central layer 50 form the majority of the thickness of the fibrous reinforcement.

Le renfort fibreux et/ou l'empilement 40 comprend, de manière optionnelle, des couches intercalaires 52. Les couches intercalaires 52 sont disposées de part et d'autre de la couche centrale 50, de sorte à la séparer des couches externes 48. Eventuellement, les couches intercalaires 52 sont chacune en contact de la couche centrale 50 et/ou d'une des couches externes 48.The fibrous reinforcement and / or the stack 40 optionally comprises intermediate layers 52. The intermediate layers 52 are arranged on either side of the central layer 50, so as to separate it from the external layers 48. Optionally , the intermediate layers 52 are each in contact with the central layer 50 and / or one of the external layers 48.

2017/52812017/5281

BE2017/5281BE2017 / 5281

La couche centrale 50 comme les couches externes peuvent comprendre des fibres orientées à 0° et à 90° par rapport à l’axe de rotation 14. Par exemple, ces couches (48 ; 50) peuvent inclure des plis 42 tissé avec des fils de fibres orientés à 0° et à 90°. Les couches intercalaires 52 peuvent comporter des plis 42 avec des fibres de renfort orientées à +45° et à -45° par rapport à l’axe de rotation 14. A titre d’exemple, les couches intercalaires 52 peuvent être formées de plis 42 tissés avec des fils fibreux agencés à +45° et à -45° par rapport à l’axe de rotation 14. L’empilement peut être tel que décrit dans la demande de brevet EP2930316A1, tout comme le carter dans son ensemble.The central layer 50 as the external layers can comprise fibers oriented at 0 ° and 90 ° with respect to the axis of rotation 14. For example, these layers (48; 50) can include pleats 42 woven with yarns of fibers oriented at 0 ° and 90 °. The intermediate layers 52 can have folds 42 with reinforcing fibers oriented at + 45 ° and -45 ° relative to the axis of rotation 14. By way of example, the intermediate layers 52 can be formed by folds 42 woven with fibrous threads arranged at + 45 ° and -45 ° relative to the axis of rotation 14. The stack can be as described in patent application EP2930316A1, just like the casing as a whole.

La figure 5 représente un des plis fibreux 42 noyé dans de la matrice 54. Le pli peut être un de ceux présenté en figures 3 ou 4. Le pli 42 présente un entrecroisement de fils 56 contenant les fibres de renfort. A titre d’exemple, la majorité des fils 56 est perpendiculaire à l’axe de rotation 14.FIG. 5 represents one of the fibrous folds 42 embedded in the matrix 54. The fold can be one of those presented in FIGS. 3 or 4. The fold 42 has a criss-crossing of threads 56 containing the reinforcing fibers. By way of example, the majority of the wires 56 are perpendicular to the axis of rotation 14.

Le matériau composite peut comprendre des particules de graphène 60 enveloppées et réparties dans la matrice 54. Ces particules de graphène 60 peuvent être réparties dans le matériau composite, par exemple dans tout le matériau composite, et/ou dans la matrice 54, notamment dans toute la matrice 54. Les particules de graphène 60 peuvent se répartir entre les fibres de renfort, et donc entre les fils 56, à l’intérieur de l’empilement du renfort fibreux lors de l’injection de la résine.The composite material can comprise graphene particles 60 enveloped and distributed in the matrix 54. These graphene particles 60 can be distributed in the composite material, for example throughout the composite material, and / or in the matrix 54, in particular throughout the matrix 54. The graphene particles 60 can be distributed between the reinforcing fibers, and therefore between the wires 56, inside the stack of the fibrous reinforcement during the injection of the resin.

Les particules de graphène 60 peuvent se mélanger aux fibres de renfort, et les entourer, tout comme elles entourent les fils 56. Les particules de graphène 60 peuvent être en contact des fibres de renfort, et donc des fils. Le nombre de particules 60 peut être supérieur à celui des fibres, au moins dix fois supérieur. Toutefois, la masse de graphène est inférieure à la masse des fibres, notamment des fibres de carbone. Le rapport massique entre les fibres de carbone et les particules de graphène 60 peut être supérieur ou égal à : 10, ou 50, ou 100, ou 300, ou 1000.The graphene particles 60 can mix with and surround the reinforcing fibers, just as they surround the wires 56. The graphene particles 60 can be in contact with the reinforcing fibers, and therefore the wires. The number of particles 60 may be greater than that of the fibers, at least ten times greater. However, the mass of graphene is less than the mass of fibers, in particular carbon fibers. The mass ratio between the carbon fibers and the graphene particles 60 can be greater than or equal to: 10, or 50, or 100, or 300, or 1000.

La concentration de particules de graphène 60 peut varier dans le matériau composite. Par exemple, cette concentration peut augmenter entre les fils 56 et/ou entre les plis fibreux 42, notamment à fils. L’augmentation de concentration peut doubler en dehors des fils 56 et/ou en dehors de plis 42, par rapport à l’intérieur des fils 56 et/ou en dehors de plis 42 respectivement.The concentration of graphene 60 particles can vary in the composite material. For example, this concentration can increase between the threads 56 and / or between the fibrous folds 42, in particular with threads. The increase in concentration may double outside of the wires 56 and / or outside of the folds 42, relative to the inside of the wires 56 and / or outside of the folds 42 respectively.

2017/52812017/5281

BE2017/5281 11BE2017 / 5281 11

Par exemple, les plis 42 tissés peuvent présenter des dégagements, ou pochesFor example, the woven pleats 42 may have clearances, or pockets

58, entre leurs fils 56 tissés ou parallèles. Ces poches 58 peuvent recevoir d’avantage de particules de graphène 60. La présence des poches 58 peut être favorisée en réduisant la compression des fibres de renfort ; notamment de la préforme lors de la fermeture du moule d’injection et/ou de polymérisation employé pour réaliser la pièce composite. Les poches 58 peuvent être réparties selon l’épaisseur de la pièce composite, et/ou selon les surfaces des plis 42. La pièce composite peut présenter une augmentation de taille de poche 58 entre les couches.58, between their woven or parallel threads 56. These pockets 58 can receive more graphene particles 60. The presence of the pockets 58 can be promoted by reducing the compression of the reinforcing fibers; especially the preform when closing the injection and / or polymerization mold used to make the composite part. The pockets 58 can be distributed according to the thickness of the composite part, and / or according to the surfaces of the folds 42. The composite part can have an increase in pocket size 58 between the layers.

La taille des poches 58 peut être préservée en réduisant la compression de la préforme, respectivement des plis, respectivement des fils lors de la fermeture du moule d’injection, ou de la pression qui y est appliquée. Ainsi, les variations ; notamment l’amplitude de variations de teneur en particules de graphène peut être pilotée précisément.The size of the pockets 58 can be preserved by reducing the compression of the preform, respectively of the folds, respectively of the wires when the injection mold is closed, or of the pressure which is applied thereto. So the variations; in particular the amplitude of variations in the content of graphene particles can be precisely controlled.

Les fibres peuvent être mise en œuvre automatiquement par un robot sur une contre-forme. La mise en œuvre peut être sous la forme de fils, de bandes unidirectionnelles éventuellement préimprégnées, de fibres projetées. La matrice des matériaux préimpregnés peuvent comprendre les particules de graphène.The fibers can be implemented automatically by a robot on a counterform. The implementation can be in the form of son, unidirectional strips possibly pre-impregnated, of projected fibers. The matrix of prepreg materials may include the graphene particles.

La figure 6 représente une particule de graphène 60, notamment une particule de graphène 60 représentative de celles présentes dans la matrice du matériau composite évoqué dans les figures précédentes. Les mailles hexagonales du graphène sont ici représentées. Le contour et le nombre de mailles de la particule 60 sont ici figuratifs.FIG. 6 represents a particle of graphene 60, in particular a particle of graphene 60 representative of those present in the matrix of the composite material mentioned in the preceding figures. The hexagonal meshes of graphene are here represented. The contour and the number of meshes of the particle 60 are here figurative.

Par graphène, on entend un matériau bidimensionnel cristallin, forme allotropique du carbone. Les atomes de carbone y sont reliés selon un motif hexagonal. L’empilement de particule de graphène peut devenir du graphite. Un découpage du graphite peut former des particules, ou lamelle de graphène. Le graphène peut être exfolié chimiquement du graphite. L’exfoliation peut être réalisée sous plasma, éventuellement avec du siloxane.By graphene is meant a two-dimensional crystalline material, an allotropic form of carbon. The carbon atoms are connected to it in a hexagonal pattern. The graphene particle stack can become graphite. Cutting graphite can form particles, or graphene lamella. Graphene can be chemically exfoliated from graphite. The exfoliation can be carried out under plasma, possibly with siloxane.

La particule de graphène 60 comprend une longueur L et une largeur W. Elle présente une épaisseur mesurée perpendiculairement à son plan général. Elle peut présenter une forme de plaquette ou de lamelle, essentiellement plane. SaThe graphene particle 60 has a length L and a width W. It has a thickness measured perpendicular to its general plane. It may have an essentially flat, plate or strip shape. Her

2017/52812017/5281

BE2017/5281 12 longueur L peut être de l’ordre de 20pm. La largeur W peut être de l’ordre de 5pm ou 10pm. L’épaisseur peut être inférieure à 1pm, éventuellement comprise entre 6nm et 8nm. Il peut s’agir de nano lamelles. D’autres tailles sont envisageables.BE2017 / 5281 12 length L can be around 20pm. The width W can be of the order of 5pm or 10pm. The thickness can be less than 1pm, possibly between 6nm and 8nm. It can be nano lamellae. Other sizes are possible.

Par ailleurs les particules de graphène 60 présentes dans la matrice peuvent être enrichies, ou dopées, en oxygène. Cet ajout, par rapport à du graphène pur, peut modifier, notamment réduire, le caractère hydrophobe et/ou la conduction thermique et/ou la conduction électrique. Les particules de graphène 60 peuvent comprendre d’autres enrichissements produisant les mêmes effets. La masse de l’oxygène par rapport à la masse du carbone dans les particules de graphène 60 peut être compris entre 0,1% et 10%, éventuellement entre 1% et 5%, ou entre 1% et 3%. Dans l’enrichissement, un atome d’oxygène peut relier deux atomes de carbone de la trame.Furthermore, the graphene 60 particles present in the matrix can be enriched, or doped, with oxygen. This addition, compared with pure graphene, can modify, in particular reduce, the hydrophobic character and / or the thermal conduction and / or the electrical conduction. The graphene 60 particles can include other enrichments producing the same effects. The mass of oxygen relative to the mass of carbon in the graphene particles 60 can be between 0.1% and 10%, possibly between 1% and 5%, or between 1% and 3%. In enrichment, one oxygen atom can link two carbon atoms in the frame.

Le présent enseignement relatif au matériau composite avec une matrice incluant des particules de graphène peut s’appliquer à toute pièce de la turbomachine. Il peut s’appliquer aux aubes rotoriques, au aubes statoriques, aux aubes de soufflantes, à la nacelle, aux capots, au bec de séparation, aux viroles internes comme externes, au carter intermédiaire, à différents supports ou actionneurs.The present teaching relating to the composite material with a matrix including particles of graphene can be applied to any part of the turbomachine. It can be applied to rotor blades, stator blades, fan blades, the nacelle, cowls, separation nozzle, internal and external ferrules, the intermediate casing, various supports or actuators.

2017/52812017/5281

BE2017/5281 13BE2017 / 5281 13

Claims (20)

RevendicationsClaims 1. Pièce composite de turbomachine (2), notamment d’un compresseur (4 ; 6) de turbomachine (2), la pièce composite comprenant une matrice organique (54) et des fibres de renfort, caractérisée en ce que la matrice (54) comporte en outre des particules de graphène (60), notamment enrichi en oxygène, la masse des fibres de renfort dans la matrice (54) étant supérieure ou égale au double de la masse des particules de graphène (60).1. Composite part of a turbomachine (2), in particular of a compressor (4; 6) of a turbomachine (2), the composite part comprising an organic matrix (54) and reinforcing fibers, characterized in that the matrix (54 ) further comprises particles of graphene (60), in particular enriched with oxygen, the mass of the reinforcing fibers in the matrix (54) being greater than or equal to twice the mass of the particles of graphene (60). 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse des fibres de renfort est supérieure à au moins : dix, ou vingt, ou cinquante fois la masse des particules de graphène (60) dans la matrice (54).2. Part according to claim 1, characterized in that the mass of the reinforcing fibers is greater than at least: ten, or twenty, or fifty times the mass of the graphene particles (60) in the matrix (54). 3. Pièce selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les particules de graphène (60) comprennent entre 0,1% et 20% ou entre 5% et 10% massique d’oxygène.3. Part according to one of claims 1 to 2, characterized in that the graphene particles (60) comprise between 0.1% and 20% or between 5% and 10% by mass of oxygen. 4. Pièce selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la longueur L des particules de graphène (60) est inférieure ou égale à : 200pm, 100pm.4. Part according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length L of the graphene particles (60) is less than or equal to: 200pm, 100pm. 5. Pièce selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les particules de graphène (60) présentent un ratio longueur L/largeur W supérieur ou égal à : trois, ou dix.5. Part according to one of claims 1 to 4, characterized in that the graphene particles (60) have a length L / width W ratio greater than or equal to: three, or ten. 6. Pièce selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les particules de graphène (60) présentent des épaisseurs inférieures ou égales à 100 nm, lesdites particules (60) étant éventuellement des nanolamelles.6. Part according to one of claims 1 to 5, characterized in that the graphene particles (60) have thicknesses less than or equal to 100 nm, said particles (60) possibly being nanolamels. 7. Pièce selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau composite présente des poches (58) entre les fibres de renfort, le7. Part according to one of claims 1 to 6, characterized in that the composite material has pockets (58) between the reinforcing fibers, the 2017/52812017/5281 BE2017/5281 14 matériau composite présentant une augmentation de la teneur en particules de graphène (60) à l’intérieur desdites poches (58).BE2017 / 5281 14 composite material having an increase in the content of graphene particles (60) inside said pockets (58). 8. Pièce selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la longueur L des fibres est supérieure ou égale à : 2mm, ou 5mm.8. Part according to one of claims 1 to 7, characterized in that the length L of the fibers is greater than or equal to: 2mm, or 5mm. 9. Pièce selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend des particules de graphène (60) sur la majorité ou sur toute son épaisseur.9. Part according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises particles of graphene (60) over the majority or over its entire thickness. 10. Pièce selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les fibres de renfort comprennent des fibres de carbone, la matrice organique (54) comprenant de l’époxy.10. Part according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reinforcing fibers comprise carbon fibers, the organic matrix (54) comprising epoxy. 11. Pièce selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les fibres forment un empilement de plis fibreux (42), notamment avec des fils (56).11. Part according to one of claims 1 to 10, characterized in that the fibers form a stack of fibrous plies (42), in particular with son (56). 12. Pièce selon la revendication 11, caractérisée en ce que l’empilement comporte plusieurs couches (48 ; 50 ; 52) selon son épaisseur, chaque couches (48 ; 50 ; 52) présente des plis (42) dont les fibres sont agencées selon deux directions, lesdites directions étant différentes des directions des fibres de la ou des couches (48 ; 50 ; 52) attenantes.12. Part according to claim 11, characterized in that the stack comprises several layers (48; 50; 52) according to its thickness, each layer (48; 50; 52) has folds (42) whose fibers are arranged according to two directions, said directions being different from the directions of the fibers of the adjoining layer or layers (48; 50; 52). 13. Pièce selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu’elle présente généralement une homogénéité de teneur en carbone selon son épaisseur et/ou selon son enveloppe externe.13. Part according to one of claims 1 to 12, characterized in that it generally has a homogeneity of carbon content according to its thickness and / or according to its external envelope. 14. Pièce selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu’elle est un carter composite (28) de compresseur (4 ; 6), notamment avec deux demi-coquilles composites.14. Part according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is a composite casing (28) of the compressor (4; 6), in particular with two composite half-shells. 15. Pièce selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu’elle forme une virole interne (27) composite de compresseur (4 ; 6).15. Part according to one of claims 1 to 14, characterized in that it forms an internal shroud (27) composite compressor (4; 6). 16. Pièce selon l’une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu’elle est une aube statorique (24).16. Part according to one of claims 1 to 15, characterized in that it is a stator vane (24). 2017/52812017/5281 BE2017/5281BE2017 / 5281 17. Pièce selon l’une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu’elle est une aube rotorique (26).17. Part according to one of claims 1 to 16, characterized in that it is a rotor vane (26). 18. Pièce selon l’une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu’elle forme au moins partiellement une nacelle (17) de turboréacteur.18. Part according to one of claims 1 to 17, characterized in that it forms at least partially a nacelle (17) of a turbojet engine. 55 19. Pièce selon l’une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu’elle forme une aube de soufflante (16) de turboréacteur.19. Part according to one of claims 1 to 18, characterized in that it forms a fan blade (16) of a turbojet engine. 20. Turbomachine (2), notamment un turboréacteur, comprenant une ou plusieurs pièces composites et/ou un compresseur (4 ; 6), caractérisée ce en que la, ou plusieurs, ou chaque pièce composite est/sont conformes à20. Turbomachine (2), in particular a turbojet, comprising one or more composite parts and / or a compressor (4; 6), characterized in that the, or more, or each composite part is / conform to 10 l’une des revendications 1 à 19; le compresseur (4; 6) étant éventuellement un compresseur basse pression (4).10 any of claims 1 to 19; the compressor (4; 6) possibly being a low pressure compressor (4). BE2017/5281BE2017 / 5281