Comment fonctionne un train épicycloïdal ?

Mes amis, bien le bonjour. D'ici la fin de cette vidéo, vous allez comprendre comment marche un système épicyclique. C'est un système qui est utilisé dans les hélicoptères, dans les avions en particulier, ceux qui ont des turbines. Parfois, il sert de réducteur. Dans l'aviation, on l'utilise surtout comme réducteur. Il y a beaucoup de modes de fonctionnement. Mais principalement dans l'aviation, il sert à prendre une turbine qui tourne extrêmement vite et puis de réduire le nombre de tours à quelque chose de raisonnable pour attaquer une hélice, pour attaquer un rotor. Je vous donne un exemple pour un hélicoptère. Par exemple, le Super Puma. On a deux turbines. Elles tournent chacune à 23 000 tours par minute. Mais on a un rotor qui tourne seulement à 265 tours par minute. Donc il va falloir créer une forte réduction. Quand on part vers l'hélice anti-couple qui est à l'arrière, on sort à peu près avec 4900 rpm. Je ne dis pas qu'elle tourne à 4900 rpm, il y aura encore de la réduction ici. Mais il va falloir sortir encore avec une vitesse différente. Les accessoires, il va falloir une sortie à 8000 rpm. Donc vous voyez que c'est un système qu'on utilise très souvent pour une réduction. En navigation, vous le verrez seulement en réduction, même s'il y a d'autres modes que j'expliquerai en fin de vidéo. Très simple. Comment ça marche ? Premièrement, envisageons la solution suivante. J'ai un système comme ça. Vous voyez, j'ai cet engrenage, ce pignon que j'ai ici entre les mains. On l'appellera une planète. Et puis, imaginons que j'ai envie de créer un système qui réduise la vitesse. Alors, l'idée la plus simple qui pourrait me venir à l'esprit, c'est celle-là. Ça, c'est l'entrée. Rappelez-vous toujours l'entrée-sortie. C'est très important pour comprendre. Si vous ne réfléchissez pas par rapport au concept sortie-entrée, vous ne comprendrez pas cette vidéo. Regardez. J'ai une entrée. Donc là c'est ma turbine qui tourne très vite et celle-ci va entraîner ce système là, d'accord, va entraîner ce système qui est plus grand et il va tourner plus lentement, d'accord, il va tourner plus lentement. Alors, c'est quoi le problème avec cette technique ? Cette technique, dans une certaine mesure, elle marche parce que c'est ce qu'on a dans les montres, c'est ce qu'on a dans les réveils, je ne parle pas des réveils électroniques, c'est ce qu'on a dans les réveils mécaniques, c'est ce qu'on a même dans beaucoup de boîtes de vitesses de voitures. Mais pourquoi ce n'est pas ça qui est utilisé dans les hélicoptères ? Pourquoi ? Il y a une raison. Je vous dis laquelle. Regardez bien avec moi. Regardez ceci. Je vais... Pardon pour le bruit. Je vais donc faire un engrenage ici et remarquer quelque chose d'important. Regardez la surface de contact entre les deux. Qu'est-ce que vous voyez ? Vous allez voir que principalement, en réalité, l'effort se transmet sur une dent, principalement sur une dent, voire les dents à côté, une dent de chaque côté qui aide un peu. Mais principalement, on a toute la puissance qui est transférée sur une seule dent. Alors quand je vous parle d'un hélicoptère comme le Super Puma, si ma mémoire est bonne, il a deux turbines, je crois qu'elles font 1700 chevaux chacune. Donc vous imaginez 3400 chevaux de puissance et vous transférez ça avec quoi ? Vous transférez ça avec une seule dent de chaque côté. C'est pas évident, c'est-à-dire qu'il vous faudra des super dents, c'est-à-dire qu'il faudra fabriquer ces systèmes-là énormes, il faudra qu'ils aient des dimensions bibliques littéralement pour que vous puissiez vous assurer que ça va marcher sans exploser tout à coup. Alors là, les gens ont décidé de partir sur un autre mécanisme qu'on appelle le système épicyclique. Alors le système épicyclique est le suivant. Ça marche comme ceci. Dans l'aviation, on l'utilise seulement comme réducteur, même s'il a d'autres utilisations dont je parlerai. Mais en aviation, on l'utilise principalement comme réducteur. Alors ça marche comme ceci. J'ai donc mon soleil. J'ai mon soleil. Donc mon soleil, c'est l'entrée. Celui-là va devenir l'entrée maintenant. Ça signifie que la turbine entraîne ça. Donc cet axe que vous pouvez voir ici, imaginez-le plus long, et il va vers la turbine. D'accord ? Donc ma turbine entraîne cette roue. Maintenant, Je vais placer une roue ici. D'accord ? Et ce que je vais faire, je vais en rajouter des roues. Voilà, j'ai une deuxième. J'ai une troisième. J'ai une quatrième. Donc, ce que je suis en train de faire en réalité, je suis en train de partager l'effort entre plusieurs roues. Donc, au lieu d'avoir un effort qui est sur une seule, sur une seule dent. Là, j'ai un effort qui est divisé entre plusieurs planètes. Donc ça, c'est des planètes. Et ce qu'on a au milieu, c'est le soleil. D'accord, donc déjà là, on commence à avoir une idée intéressante. Le problème avec ce mécanisme-là, c'est que si je commence à faire tourner cet axe, ceux-là, ces planètes, vont tourner sur elles-mêmes, et puis c'est tout. Ça n'ira pas plus loin. Ce n'est pas ce que je veux vraiment. Ce que je veux, c'est ceci. Je veux que le système puisse tourner créer de la réduction alors pour cela ce que je vais faire je vais prendre une cage ou un support remarquez comme c'est à l'intérieur c'est aussi remarquez bien qu'à l'intérieur ça a aussi des dents et en fait ce que je vais faire je vais la placer comme ceci donc je vous montre à peu de chose près à quoi ressemble mon système j'espère ne pas le faire tomber d'extrêmement lourd d'accord donc voilà donc mon système ressemble à ça maintenant D'accord ? Rappelez-vous, l'entrée, c'est cet axe-là. Elle est où, la sortie ? Je vais vous dire dans une minute où elle est, la sortie. Alors, pourquoi il y a cette cage ? Alors, cette cage évite déjà que mes planètes ne tournoient sur elles-mêmes dans le vide sans rien faire. Ce serait pratiquement un niveau point mort. Il y a encore autre chose. Si vous regardez la planète, vous, si vous êtes... Imaginez que vous ouvrez la porte à une voiture, à quelqu'un de malade, vous voulez l'aider à descendre de voiture, vous faites quoi ? d'un bras, vous allez l'aider à descendre. Vous faites quoi ? Instinctivement avec l'autre bras. Avec l'autre bras, vous allez probablement poser votre main sur le montant de la porte ou sur le toit de la voiture, sur la carrosserie, pour prendre quoi ? Pour prendre un support. Quand vous faites l'effort d'une main, vous avez besoin d'avoir un support sur l'autre. Remarquez ici mes planètes. Elles reçoivent ici un effort et ici, elles ont ce support qui leur permet justement d'avoir un appui. D'accord ? Une dent ici, une dent là. A chaque fois, une dent ici, une dent là. Ok. Maintenant, elle est où la sortie ? Alors, je vais vous dire où elle est la sortie. Regardez bien. ce qui m'intéresse dans ce système. Alors, quand on utilise le système épicyclique en tant que réducteur, dans ce cas, la cage, cette cage-là, est tout le temps bloquée. Elle ne tourne pas. Je vais la bloquer. Elle est bloquée, elle ne tournera pas. Alors, regardez, je vais faire tourner le soleil. Il reçoit de la rotation de la part des turbines. Regardez. D'accord ? Vous voyez, il tourne vite, il tourne vite, vite, vite. Mais les planètes, elles sont en train de faire une révolution sur une orbite. Elles sont en train de le faire plus lentement. Mais elle est où, ma sortie ? Qu'est-ce qui m'intéresse ? Je connais tout mon rotor, là. Mon rotor, il va où ? Alors, regardez bien celle-là. Ce que je vais faire, je vais prendre, idéalement de l'autre côté, pas du même côté, parce que c'est un peu... C'est un peu embêtant si je le fais du même côté, mais ce qu'on cherche à faire en réalité, ce qui m'intéresse là-dedans, c'est la translation de ces planètes-là. Je ne m'intéresse pas à leur rotation sur leur axe. Je m'intéresse à leur translation. Ça veut dire, en d'autres termes, je m'intéresse à ce mouvement qu'elles font. Remarquez bien ma main, remarquez bien. C'est ce mouvement qui m'intéresse, c'est ce voyage sur leur orbite qui m'intéresse. Ce n'est pas leur rotation individuelle sur place, celle-ci elle ne m'intéresse pas. Donc regardez ce qu'on va faire. Imaginons que j'ai des tiges en métal là, des tiges en métal d'un autre côté. Elles viendraient plutôt à l'arrière. Mais bon, juste pour vous montrer. Je n'ai pas un plateau en verre. elles, les tiges en métal, sortiraient comme ça, comme ça. Après, elles seraient sur un plateau, et c'est ce plateau qui va tourner, qui sera entraîné par ces quatre planètes, et qui va devenir, qui va devenir mon... qui va devenir ma sortie. Remarquez ce que mon bras fait. Je vous montre d'abord la rotation des planètes. Regardez, regardez l'orbite des planètes. Regardez l'orbite des planètes. Regardez comme elles font. Ne vous intéressez pas à la rotation sur elles-mêmes. Regardez comme elles orbitent. Regardez l'orbite. Alors, imaginons maintenant que ma main... Regardez ma main ce qu'elle fait. Regardez mon bras ce qu'il fait. Regardez mon bras. Mon bras est entraîné par ces planètes dans leur orbite. Imaginez que mon bras est entraîné par ces planètes dans leur orbite. D'accord ? Regardez bien mon bras. Si vous ne comprenez pas ce que fait mon bras, vous ne comprendrez pas cette vidéo. Regardez ce que fait mon bras. Il est entraîné par ces planètes-là. Alors, dans le cas, par exemple, de Super Puma, Eh bien, ils avaient une époque, ils avaient dans la boîte principale, la boîte de transmission principale, ils avaient des systèmes épicycliques avec 8 planètes. Donc vous voyez, on peut diviser la puissance transmise sur 8 planètes différentes. Sur les plus récents, ils en ont 9. Vous voyez, on peut en rajouter des planètes, on peut en mettre autant qu'on veut. Il y a aussi autre chose. Il n'est pas possible d'avoir un système qui réduise de 23 000 tourminutes à 260 en un seul étage. Donc ce qu'on fait en général, on fait ceci. Ça veut dire que, vous voyez ça, ce que je vous montre ici, c'est un étage épicyclique. Ce qu'on va faire, c'est qu'on va en avoir plusieurs, l'un derrière l'autre. Et en fait, chaque étage réduit et alimente l'autre. Chaque étage réduit et servira d'entrée pour le suivant. Ça, c'est le système épicyclique qui est utilisé dans l'aviation comme réducteur. Bien sûr, il y a d'autres moyens de l'utiliser. L'autre moyen de l'utiliser, ça dépend en fait ce qu'on bloque quand on regarde au niveau de certaines voitures ou camions ou autre. Ça dépend ce qu'on bloque, ça dépend ce qu'on laisse tourner. En fonction de cela, on peut par exemple bloquer deux éléments, peu importe lesquels, à ce moment-là, il va tourner en direct. Ça signifie qu'il ne va pas ni réduire ni accélérer. Il peut être dans une situation où il transmet, on lui envoie 1000 tours minute, il sort avec 1000 tours minute. Ça peut être aussi un système qui fait de la marche arrière. Ça signifie qu'on rentre avec un certain nombre de tours dans une direction et on sort avec une direction inversée. On peut avoir aussi un système qui multiplie les tours au lieu de les réduire. Donc on peut rentrer avec un système qui circule lentement, cela on l'utilise à l'envers, on bloque la cage, on rentre à l'envers en entraînant en translation ces choses, en entraînant en translation ces planètes. Et à partir de là qu'est-ce qu'on a ? On a un système qui va avoir une accélération, qui va accélérer les tours qu'il reçoit. Il peut recevoir par exemple 1000 tours minutes et puis il peut sortir avec 3000 par exemple. D'accord ? Donc je disais, ou bien il peut avoir point mort. Point mort c'est quoi ? Point mort qu'est-ce qu'il fait ? Point mort, eh bien, ça tourne dans le vide. Ça tourne, on a une entrée, on a par exemple 1000 tours minutes en entrée, mais en sortie on n'a rien du tout. En sortie il n'y a rien qui tourne, on a juste mécaniquement ces planètes qui sont en train de tourner sur elles-mêmes, et puis il n'y a rien de particulier qui se passe. D'accord ? Donc ça dépend. ce qu'on fait. Donc si on est en point mort, on a les planètes qui tournent et on a la cage qui tourne aussi. Et si on bloque la cage, on arrive en réducteur. Ça signifie par exemple, c'est comme si on avait engagé la première. Donc il y a cinq différents modes de fonctionnement du système planétaire. C'est clair comme ça mes amis ? Donc, on l'utilise très très souvent, je disais, dans l'aviation et ce qu'on peut faire pour capter Je prends par exemple celle-ci, je prends cette planète, et ce que je peux faire, j'ai un système avec des roulements et j'ai un axe en métal, donc j'ai un roulement, vous voyez un roulement avec des rouleaux, regardez bien, vous voyez des roulements avec des rouleaux qui tournent, et puis ce que je fais, Je place au centre de ma planète, et vous voyez que maintenant, ce système peut tourner. Et ce système peut être lié à un plateau. Ce plateau va se connecter à chacune des planètes, et après le plateau va tourner sur lui-même. Il va tourner au fur et à mesure que les planètes font ça. Le mouvement de la planète, c'est ceci. La planète fait ça, et en même temps, elle entraîne. C'est parti. Il faut que je la trouve par la suite. Alors, la planète fait quoi ? La planète, elle fait ce mouvement. Elle fait ce mouvement autour de cet axe. Et puis, elle entraîne avec elle le plateau qui, lui, est connecté soit au rotor de l'hélico, par exemple, ou à l'hélice de l'avion, soit il est connecté, si on a besoin de réduire encore un autre C'est un système super efficace, c'est un système génial, c'est un système ingénieux qui est un point très fragile dans les hélicos. Si je regarde, ces dernières années, il y a eu pas mal de veuves et d'orphelins à cause de ça. Normalement, ce système baigne complètement dans l'huile. Ça signifie que dans une boîte qui est complètement noyée d'huile, il tourne dans l'huile. Le problème c'est que vu où il est, très difficile d'aller les inspecter, les sortir comme ça et les regarder. Donc une des méthodes d'inspection c'est d'avoir d'avoir un aimant, c'est une tige aimantée qui va à l'intérieur du carter d'huile et qui capture donc des particules qui sont analysées et après ce qu'on espère c'est que si jamais il y a une sorte d'usure précoce ce qu'on espère c'est que ceci va se manifester sous forme de particules de métal qu'on détectera à temps et puis qui permet justement d'arrêter l'hélico, d'arrêter l'avion avant que les choses n'empirent. Maintenant ça c'est sur le papier bien entendu parce qu'en pratique parfois c'est autre chose. D'accord ? Donc voilà, merci mes amis. Si vous avez des questions, si vous n'avez pas bien vu, si vous pensez qu'il y a quelque chose qui était flou, vous me dites et puis je suis prêt à refaire une autre vidéo. Je vous parlerai d'histoire d'hélicoptère très bientôt.