Caractérisation de la dégradation et de la violence de réaction d'un butargol soumis à un endommagement thermique

par Cécile Peroni

Thèse de doctorat en Cinétique chimique appliquée

Sous la direction de Claude-Etienne Paillard.

Soutenue en 2005

à Orléans .

mots clés

• Propergols
• Combustion
• Cinétique chimique
• Pyrolyse

Résumé

Le comportement des matériaux énergétiques de défense lorsqu'ils sont soumis à des agressions thermiques est une préoccupation majeure en terme de sécurité pour les matériaux classés MURAT (Munitions à Risques Atténués). Les propergols sont des matériaux énergétiques utilisés pour assurer la propulsion des munitions ou d'une fusée selon l'application. Les travaux réalisés pendant la thèse portent sur un propergol, composé d'une matrice polymérique (à base polybutadiène à terminaisons hydroxyle ou PBHT) du perchlorate d'ammonium (charge oxydante), de l'aluminium (charge réductrice) et de divers additifs. La vitesse de propagation du front de combustion est de quelques mm/s en conditions nominales d'utilisation et peut atteindre plusieurs centaines de m/s sur un matériau thermiquement dégradé. L'accélération de la propagation du front de combustion induit des réactions plus ou moins violentes en fonction du taux de sollicitation thermique et du confinement mécanique du matériau. Les travaux réalisés portent sur la compréhension du mécanisme de pyrolyse du matériau en fonction de l'endommagement thermique subit (durée et température) puis sur la caractérisation expérimentale de la réaction d'un propergol soumis à un échauffement de quelques degrés Celsius par heure ou à un endommagement thermique de plusieurs heures à une température inférieure de plusieurs dizaines de degrés à sa température d'inflammation. Les axes d'études explorés traduisent l'importance de l'endommagement physique du matériau et en particulier l'obtention d'un matériau présentant une forte porosité. La violence de réaction est sensible à la dégradation des propriétés mécaniques lors de la pyrolyse.

Titre traduit

Characterization of the degradation and the violence of reaction when a propellant is submitted to a thermal agression

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