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Approche éco-efficente de l'enlèvement sécuritaire du fluide hydraulique d'un aérodyne en fin de vie

Strehaiano, Jean-Baptiste (2014). Approche éco-efficente de l'enlèvement sécuritaire du fluide hydraulique d'un aérodyne en fin de vie. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La fabrication importante de matériels d’équipements dans tous les domaines depuis les dernières décennies, exerce une contrainte sur les gisements de matières premières. La gestion de la fin de vie des produits est un des principes pouvant répondre à l’épuisement de ces ressources. Les moyens de transports sont soumis à ces pressions et les aérodynes sont représentatifs en termes de volume et de qualité de matériaux qui les composent. Les matières dangereuses présentes dans les avions commerciaux deviennent problématiques lors des opérations liées au traitement des appareils.

Le fluide hydraulique utilisé dans les avions commerciaux possède des caractéristiques représentant des risques pour les travailleurs et l’environnement. La technique de vidange par écoulement par gravité utilisée lors de l’opération de sécurisation ne permet pas de s’affranchir des projections et des déversements dus au fluide resté emprisonné dans les canalisations. Par ailleurs, l’utilisation d’absorbants pour récupérer les déversements de fluides, engendre des opérations inutiles et coûteuses en plus de générer des déchets supplémentaires. La recherche de solutions permettant l’enlèvement du fluide hydraulique en maîtrisant les risques associés est justifiée par la présence des considérations environnementales dans les prises de décisions.

L’enlèvement du fluide hydraulique des canalisations des aérodynes est réalisé en évitant la sur-contamination du fluide pour faciliter son traitement. L’utilisation de l’air comprimé à faible pression est utilisé pour extraire le fluide emprisonné dans les canalisations. Trois pilotes de laboratoire sont élaborés afin (1) d’évaluer la courbe de tendance qui lie le taux de récupération du fluide et le temps de mise sous pression, (2) de montrer l’effet de la longueur et des pertes de charge des canalisations d’avions et (3) de vérifier l’application pour un circuit hydraulique d’hélicoptère.

Les premières manipulations sur une canalisation en polyéthylène aboutissent à l’évaluation d’une progression logarithmique de la quantité de fluide éjecté de la canalisation au regard du temps de mise sous pression. Le taux de 95% de fluide récupéré est atteint après six secondes de mise sous pression comparativement à 86% de récupération lors de la vidange par gravité pendant deux minutes. Les expérimentations sur les canalisations d’avion montrent que dans le cas d’une vidange par gravité, il est préférable de considérer des petites longueurs de circuit pour diminuer le temps de vidange. Les essais réalisés sur le circuit hydraulique d’hélicoptère aboutissent à un temps de mise sous pression optimal de 20 secondes pour 95% de fluide récupéré. L’enlèvement du fluide hydraulique des canalisations par mise sous pression d’air permet de récupérer le fluide pour son traitement, d’améliorer les conditions de travail, de limiter les déversements intempestifs (et l’utilisation d’absorbants) et d’éviter la contamination des autres matières. Cette méthode doit être adaptée pour les différentes sections d’un aérodyne. Les caractéristiques des canalisations permettant de définir les paramètres d’enlèvement optimum sont des éléments pouvant être intégrés dans les principes d’éco-conception. Les applications des principes de l’approche étudiée dans les domaines tels que l’industrie, la construction et la médecine sont des voies potentielles sous certaines conditions d’adaptation d’échelle.

Titre traduit

Ecoefficient approach for safe extracting of hydraulic fluid in an end-of-life aerodyne

Résumé traduit

The important production of equipment items in all fields in recent decades depletes raw material sources. The management of end-of-life products is a principle that can respond to the depletion of these resources. Means of transport are subject to these pressures and aircrafts are representative in terms of volume and quality of the materials they contain. Hazardous materials in commercial aircraft become problematic during operations related to processing equipment.

Hydraulic fluid used in commercial aircraft has characteristics representing risks to workers health and safety and the environment. Emptying by gravity flow used during securing operation does not eliminate projections and spills due to the fluid remained trapped in the pipes. Furthermore, the use of absorbents to recover fluid spills creates useless and costly activities and generates additional waste. Finding solutions for the removal of hydraulic fluid by controlling the associated risks is justified by the presence of environmental considerations into decision making.

The removal of hydraulic fluid from aircraft pipes is made to avoid fluid over-contamination in order to facilitate its re-processing. The use of compressed air at low pressure is used to extract the fluid trapped in the pipe. Three laboratory prototypes are developed (1) to assess the trend which links the recovery rate of the fluid and the time-pressure, (2) to show the effect of the length and pressure drops of plane pipes and (3) to verify the application for a helicopter hydraulic system.

The first manipulation with polyethylene pipes results in evaluating a logarithmic trend of the quantity of fluid ejected from the pipe in relation to the time under pressure. The rate of 95% of recovered fluid is reached after six seconds pressurizing compared to 86% recovery in the gravity emptying for two minutes. Experiments on airplane pipes show that in the case of a gravity drain, it is preferable to consider small circuit lengths to reduce the time drain. The tests performed on the helicopter hydraulic system result in an optimal time under pressure of 20 seconds for 95% of recovered fluid.

The removal of hydraulic fluid from aircraft pipes by pressurized air allow to recover the fluid treatment, to improve working conditions, to reduce spills therefore the absorbent use and to avoid contamination of other materials. This method must be adapted to the different sections of an aircraft hydraulic system. The characteristics of hydraulic system pipes to define the optimum removal parameters are factors that can be incorporated in the principles of eco-design. The principles of the approach studied in areas such as industry, construction and medicine are potential pathways under certain conditions of scale matching.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, génie de l'environnement". Bibliographie : pages 67-69.
Mots-clés libres: Industrie aéronautique Déchets Élimination. Fluides hydrauliques. Aérodynes. Écoconception. phosphate ester, fin de vie, avion, hélicoptère, éco-efficience, sécurisation, vidange.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Glaus, Mathias
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 30 oct. 2014 15:25
Dernière modification: 30 oct. 2014 15:25
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1365

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