ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA DISPERSION ...

tel-00476994, version 1 - 27 Apr 2010
L’explosion retardée du nuage de particules permet de générer dans le milieu connexe (l’air
dans notre cas) des effets différents de ceux générés par des charges homogènes
conventionnelles. En présence d’un confinement comme un mur ou le sol, les réflexions
multiples des ondes de choc mélangent et compriment les gaz chauds, favorisant ainsi la
combustion des particules métalliques. Ces phénomènes augmentent le dégagement global
d’énergie et les effets de surpressions secondaires sur les structures voisines du nuage. Alors
qu’avec les compositions conventionnelles on exploite, en plus de l’onde de souffle, un effet
cinétique (projection de fragments, jets de charges creuses…), ces compositions hétérogènes
permettent de générer des effets de pression, d’impulsion et de température plus importants et
plus longs, parfois qualifiés de « quasi-statiques ». La résistance d’une structure à un choc est
directement liée à l’amplitude de ce dernier mais aussi aux effets d’impulsion qui
caractérisent ce type d’explosif. C’est pourquoi on désigne souvent ces systèmes explosifs
sous les termes « d’explosifs à effet de souffle augmenté » ou « d’explosifs thermobariques ».
Mentionnons au passage que l’utilisation de liquides combustibles dispersés sous forme de
brouillard dans une atmosphère oxydante est de plus en plus envisagée actuellement à des fins
de propulsion, en particulier pour des systèmes où la combustion s’effectue en régime de
détonation.
Le travail exposé dans le présent mémoire fait partie des études scientifiques amont
nécessaires pour identifier et comprendre les mécanismes fondamentaux qui gouvernent la
dispersion par explosif de fines particules métalliques et la propagation des régimes de
combustion dans le nuage hétérogène ainsi formé.
Le mémoire est organisé autour de sept chapitres :
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• Le Chapitre 1 aborde la problématique de l’explosion de charges réactives
multiphasiques obtenues par dispersion des composants et définit la configuration
retenue pour la présente étude.
• Le Chapitre 2 traite de la modélisation des explosions hétérogènes.
• Le Chapitre 3 est consacré à la présentation du dispositif expérimental et des
méthodes d’enregistrement et de diagnostics mises en œuvre.
• Le Chapitre 5 traite de la dispersion par explosif de particules inertes (billes de verre).
• Le Chapitre 6 est consacré à l’étude des mécanismes de dispersion par explosif et de
combustion de particules d’aluminium.
• La synthèse et les conclusions de ce travail font l’objet du Chapitre 7.