Caractérisation thermomécanique et identification des endommagements d’un revêtement abradable de compresseurs basse et haute pression en condition de contact sévère

La réduction des jeux fonctionnels aubes/carter permet d’augmenter le rendement global d’un turboréacteur en limitant les fuites inter-étages. Cependant, les vibrations inhérentes au système ou l’ingestion de corps étrangers tend à produire des interactions aube/carter initiées en bout d’aube qui peuvent mener à la ruine du turboréacteur. L’utilisation de revêtements dits « abradables » permet de limiter la conséquence de ces interactions. En cas de contact avec les parties tournantes, le matériau abradable va « s’abrader » de façon préférentielle par rapport au bout d’aube en limitant les énergies d’interaction. Ces matériaux sont étudiés depuis de nombreuses années sur des bancs expérimentaux dans le but de développer des modèles numériques prédictifs. L’objectif de ces travaux de thèse est la caractérisation expérimentale de deux revêtements abradables du compresseur basse pression – l’AlSi-PE – et haute pression – le Metco 2043 – sur un banc expérimental existant. La configuration adoptée est simplifiée et se dédouane de la dynamique d’aube et du turboréacteur. La caractérisation thermomécanique des deux revêtements de l’étude a été rendue possible grâce à la corrélation des efforts d’interaction, des échauffements produits par le contact et des endommagements induits. Les développements technologiques ont permis de réaliser des essais représentatifs jusqu’à 135 m s−1 et 720 ◦C. Une modélisation semi-analytique basée sur la technique des fonctions de Green a également été mise en place pour estimer la température au contact et les coefficients de répartition du flux thermique dans l’aube et le revêtement abradable. Les résultats numériques ont finalement été corrélés à un essai pilote pour valider l’approche.