ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA DISPERSION ...

tel-00476994, version 1 - 27 Apr 2010
Figure 1.5 Régimes de réaction des particules observés lors de l’explosion de charges
constituées de nitrométhane saturé par des particules d’aluminium, pour (a) des géométries
cylindriques et (b) des géométries sphériques [18]
D’une part, on constate une réaction plus rapide et plus uniforme du nuage dispersé avec des
particules de dimension intermédiaire (30-60µm) qu’avec des particules de faible diamètre
caractéristique (inférieur à 20µm). Cette différence de réaction des particules les plus fines est
attribuée à la couche superficielle d’alumine qui limite leur réaction. De plus lorsqu’on
compare le cas cylindrique (Figure 1.5(a)) au cas sphérique (Figure 1.5(b)), on constate
l’absence de diamètre critique dans les charges sphériques contenant de l’aluminium. Dans ce
type d’expériences, Frost [18] a systématiquement observé l’inflammation retardée ou
incomplète du nuage avec les particules utilisées, ce qui semble indiquer qu’il faudrait utiliser
de plus grosses particules pour mettre en évidence le diamètre critique d’inflammation des
particules dans le cas sphérique. Lorsque des particules de magnésium sont utilisées, on
observe un diamètre critique des charges en dessous duquel certaines particules (plus de
200µm) ne réagissent pas.
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1.3.2.3.5. Conséquences sur l’effet de Blast
Les règles de calcul de l’effet de « blast » utilisées pour les explosifs homogènes et basées sur
des grandeurs adimensionnées (cf. par exemple Kinney et Graham [43]) ne sont plus valables
dans le cas des explosions hétérogènes. En effet, lorsqu’on disperse des particules solides,
l’onde de choc générée par l’explosif traverse la couche de particules et perd de son énergie
qui est convertie en énergie cinétique et thermique, en conséquence de quoi l’onde de choc est
affaiblie et retardée. Lorsque les particules sont réactives, leur combustion libère de l’énergie
qui peut renforcer l’onde de choc. En particulier, lorsque les particules réagissent
suffisamment rapidement, leur combustion peut soutenir et amplifier l’onde de choc. Certains
travaux réalisés avec des nanoparticules ( [27], [44]), on permit de montrer qu’elles peuvent
soutenir la propagation de l’onde de détonation dans l’explosif d’amorçage, mais ce n’est pas
le cas qui nous intéresse dans notre étude. Si les particules sont plus grosses et réagissent plus