ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA DISPERSION ...

tel-00476994, version 1 - 27 Apr 2010
diphasiques ( [10] - [17]). De nombreux résultats connus dans le domaine des explosifs
thermobariques ont été apportés par des laboratoires implantés au Canada, comme l’équipe de
Murray du DRDC (Defence Research and Development Canada) de Suffield et à l’Université
McGill de Montréal. Quelques-uns de leurs travaux peuvent être trouvés dans les références
[8] et [18] à [27]. Leurs travaux sur les charges hétérogènes ont été entrepris plusieurs années
avant ceux de l’ISL, avec des moyens conséquents. Par exemple, ils ont pu étudier
expérimentalement l’explosion de compositions dont la masse dépasse plusieurs tonnes de
matériaux énergétiques, alors que le champ de tir de l’ISL impose une limite à quelques
dizaines de kilogrammes au maximum. En plus des centres liés à la Défense nationale de
divers pays, de diverses équipes disséminées aux Etats-Unis (Kuhl [28], McNesby [29]), au
Royaume-Uni (Milne [30], Bates [31]) et en Russie (Gilev [32], Fedorov [33]- [37]) travaillent
également sur les explosions multiphasiques. Cette liste n’est bien sûr pas exhaustive ; un
livre rassemblant les principaux résultats des travaux sur le sujet a été édité récemment par
Zhang en 2009 [27].
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1.3.2.2. Détonations hétérogènes
Dans le cadre de notre étude, on s’intéresse à l’interaction d’une onde de choc avec un nuage
de particules réactives dispersé par explosif et ses effets sur l’environnement. On peut
s’interroger sur la probabilité que la combustion amorcée dans ce nuage transite vers le
régime de détonation. Pendant la dispersion, on transforme une couche dense de particules en
nuage ; la concentration des particules varie donc fortement durant les premières
millisecondes. Atteindre et conserver durant une période non négligeable par rapport à la
durée totale de l’explosion les conditions suffisantes à la propagation d’une détonation paraît
peu probable. Cependant quelques informations sur les détonations de milieux hétérogènes
peuvent être utiles.
Des travaux spécifiques ont été consacrés à l’étude des détonations dans les suspensions de
particules solides, en particulier de particules d’aluminium. Les premiers travaux
expérimentaux ont été réalisés dans des tubes à choc en 1968 par Strauss [38]. Veyssière a
réalisé une synthèse des travaux sur les détonations dans les mélanges gaz-particules [17]. Les
détonations peuvent être classées en plusieurs catégories suivant les caractéristiques des
composants considérés. Lorsque le gaz contient déjà du combustible et un oxydant, on utilise
le terme de détonation hybride (« hybrid detonation ») si les particules solides sont
combustibles, et de détonation inertées (« dusty detonation ») si celles-ci sont inertes. Si on
est en présence de particules combustibles et d’un gaz uniquement oxydant, on parle de
détonation hétérogène (« heterogeneous detonation »). Trois régimes différents de détonation