Le 10 octobre 2019

Méthodologie d’identification des facteurs influents: DFMEA-SI

Mohamed Rebhi *

* Doctorant en deuxième année CIFRE chez LIEBHERR au LARIS

Résumé :

Afin d’assurer le confort des passagers et des pilotes, la température et la pression en cabine des avions et des hélicoptères sont contrôlées. La société Liebherr Aerospace Toulouse (LTS) est spécialisée dans le développement, la production et la maintenance des systèmes d’air qui assurent ces exigences. Ce conditionnement de l’air, prélevé au niveau des moteurs, nécessite l’utilisation de vannes électro-pneumatiques dites compactes dont les organes de commande se situent dans un environnement sévère du moteur de propulsion de l’aéronef. Les contraintes de cet environnement sont d’autant plus importantes que les dernières générations de moteur ont des températures de fonctionnement plus élevées.
Ces vannes, qui sont des composants critiques dans l’alimentation primaire du conditionnement, sont exposées à des écoulements d’air à très forte pression et haute température ; jusqu’à 45 bars et 650°C. Le moteur et d’autres pièces rayonnent à des températures très élevées (500°C), ce qui contribue aussi à l’élévation de la température ambiante. Durant un vol, ces paramètres varient tous avec le temps et il est difficile de prédire, au moment de sa conception, quel paramètre influe le plus sur la fiabilité de l’équipement.
Au vu des contraintes environnementales toujours plus exigeantes subies par les vannes de prélèvement d’air et d’autre part la nécessité d’assurer un haut niveau de fiabilité des équipements, LTS souhaite développer des modèles de calculs permettant de lier un niveau de dégradation physique (température) à la fiabilité d’un équipement.
Deux principaux types d’éléments sensibles à la température sont utilisés dans ces équipements :

• Des électro-mécanismes (solénoïdes et moteurs couple) qui servent à l’activation-désactivation de la vanne ;
• Des membranes thermoplastiques utilisées pour des équilibrages de pression. Ces éléments subissent des cyclages en température et en pression.

Les limites en température de ces composants sont mal connues et limitent les conceptions à des températures peut-être trop pénalisantes. Par ailleurs, on ne sait pas quantifier rapidement les effets d’un paramètre environnemental sur la durée de ces composants sensibles. LTS développe des approches de calcul pour quantifier les niveaux de température qu’ils rencontrent dans les phases critiques de leur vie. Ces calculs, permanents ou transitoires, permettent notamment de dimensionner des solutions de contrôle thermique adaptées pour en limiter la surchauffe.
Les niveaux de température définis par les calculs thermiques, ainsi que la compréhension des modes de défaillances rencontrées par l’équipement constitueront les données d’entrée nécessaires à la construction d’un modèle de fiabilité.

Mohamed Rebhi est doctorant en deuxième année CIFRE chez LIEBHERR. Au sein du LARIS il est encadré par Bruno Castanier, Laurent Saintis, Anis Ben Abdessalem.