La technologie Tip-Timing (ou BTT- Blade Tip Timing) s'est imposée comme une méthode de référence pour la surveillance vibratoire non-intrusive des aubes en rotation. Cette technique repose sur la mesure des temps d'arrivée (Time of Arrival - ToA) des aubes devant des capteurs fixes positionnés autour du carter. Contrairement aux jauges de contrainte classiques qui nécessitent des télémesures complexes et coûteuses, le Tip-Timing permet une caractérisation simultanée de toutes les aubes sans perturbation de l'écoulement aérodynamique.
Malgré ses avantages indéniables, les chaînes de traitement Tip-Timing fournissent actuellement des estimations moins fiables, moins robustes que les systèmes traditionnels (jauges, accéléromètres). La mesure Tip-Timing est impactée par de nombreuses sources d'incertitudes peu maîtrisées[1]. Ces sources vont de la prise de mesure jusqu'aux méthodes de traitement et sont décrites par des paramètres qui varient d'un système à l'autre (type de capteur, calibration, fréquence d'échantillonnage, technique d'extraction des ToA), d'une configuration machine à l'autre (nombre d'aubes, rayon de mesure, position des capteurs), d'une campagne d'essai à l'autre (vitesse, température, pression) et d'une méthode d'analyse à l'autre.
La maîtrise de l'impact de ces paramètres sur la mesure Tip-Timing et l'évaluation des méthodes de dépouillement requièrent de nombreux essais avec des conditions de fonctionnement contrôlées et un accès à la vraie vibration des aubes. Une telle capacité de maîtrise et d'évaluation n'est pas réalisable en pratique. D'où la nécessité de développer un simulateur de données Tip-Timing le plus représentatif possible d'une mesure réelle sur moteur, constituant une étape cruciale vers la certification de cette technique de mesure.
Cette thèse vise trois objectifs complémentaires :
1. Développer un simulateur de données Tip-Timing représentatif d'une mesure réelle sur turboréacteur. Cette modélisation inclut :
- Une modélisation fidèle de la chaîne de mesure (capteur, acquisition)
- Une modélisation mécanique avancée de la roue aubagée intégrant les phénomènes physiques complexes (interactions aube-rotor/aube-aube, effets aérodynamiques et rotationnels, désaccordage)[2,3]
- L'intégration et la quantification des différentes sources d'incertitudes citées plus haut
2. Développer des méthodes robustes d'analyse de la donnée Tip-Timing, capables de :
- Reconstruire le signal vibratoire sous-échantillonné des aubes
- Estimer avec précision l'amplitude, la phase et l'amortissement de la réponse vibratoire
- Analyser les données dans différentes conditions opératoires (régime constant, accélération, bruit de mesure)[4]
- Mieux performer que les méthodes de dépouillement existantes
3. Recaler le simulateur développé et valider les méthodes proposées sur des données réelles de vibration d'aubes de turboréacteurs afin d'assurer leur pertinence et leur transférabilité vers des applications industrielles.
