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Etude expérimentale et numérique du comportement d’un propergol composite soumis à un échauffement lent
| Auteur / Autrice : | Baptiste Longuet |
| Direction : | Philippe Gillard |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Énergétique |
| Date : | Soutenance en 2008 |
| Etablissement(s) : | Orléans |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Cette étude porte sur la compréhension des mécanismes de dégradation de propergols (carburant solide des missiles et fusées) soumis à des échauffements lents (exposition indirecte à un incendie) et plus particulièrement les propergols composites à base de perchlorate d’ammonium et de liant polybutadiène. La première partie de notre travail a consisté en une étude de la nature de la dégradation à partir d’observations sur l’évolution de la géométrie et de la microstructure de ces propergols. Les dégradations, qui ont été quantifiées, prennent la forme de porosités intra et extra granulaires et induisent des modifications de la forme du propergol (gonflement). Une étude physico chimique a ensuite permis d’étudier les principaux constituants et leurs interactions. L’influence de différents paramètres (composition, température, atmosphère) a pu être quantifiée par des techniques d’analyse thermique et thermogravimétrique. Un dispositif de décomposition en enceinte close a été spécifiquement mis au point pour étudier l’influence du confinement. Chaque étape du mécanisme a ensuite pu être identifiée à travers une analyse des espèces mises en jeu tant en surface qu’en phase gaz. L’évolution des propriétés thermiques et mécaniques du propergol pendant l’échauffement a été suivi expérimentalement et des lois reliant ces propriétés à la composition des matériaux ont pu être établies. L’ensemble des résultats acquis a permis de construire pour la première fois un modèle hétérogène de décomposition du propergol. La deuxième partie de notre travail a consisté à implémenter notre modèle dans le code COMSOL et à vérifier son comportement pour différentes conditions aux limites pour un propergol composé de 82 % de perchlorate d’ammonium et de 18 % de liant. Ce modèle est modulaire et laisse place à l’intégration de nouvelles lois pour prendre en compte l’effet d’additifs sur la décomposition.