Contribution à la simulation numérique de l'initiation d'un explosif hétérogène par collapse viscoplastique de pores

Contribution to numerical simulation of initiation of heterogeneous explosive with viscoplastic collapse of pores

• Auteur / Autrice : Patrice Mazel
• Direction : Jean-Claude Loraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement diphasique

Simulation par ordinateur

Ondes de détonation

Ondes de choc

Résumé

L'etude des materiaux reactifs (explosifs ou propergols) utilises dans les systemes d'arme ou de propulsion modernes est importante a la fois au niveau strategique et economique. Il existe souvent un compromis entre les performances, associees a l'energie contenue dans le materiau, et le potentiel de celui-ci a s'initier et a transiter accidentellement vers la detonation. Les sequences d'initiation possibles sont bien connues et peuvent apparaitre tout au long du processus d'elaboration : fabrication, transport, controle, manutention et utilisation. Un explosif condense presente, dans de nombreux cas, des irregularites structurales provenant de son elaboration. Lorsqu'un echantillon d'un tel explosif est percute par un projectile, il s'en suit la formation d'une onde de choc. Cette onde de choc peut, dans certain cas, se transformer en onde de detonation. Cette transition onde de choc-onde de detonation serait precedee par une phase d'initiation se produisant a l'echelle microscopique, c'est-a-dire a l'echelle d'une irregularite structurale. L'etude presentee ici se base sur une approche micromecanique de formation de points chauds et de croissance vers la detonation dans les materiaux energetiques. On peut representer un point chaud comme etant un tres petit volume au sein duquel l'explosif atteint une haute temperature et ou sa decomposition chimique peut survenir. La description du comportement de ces zones peut etre traduite par la resolution des lois fondamentales de conservation (masse, quantite de mouvement, energie et especes chimiques). Ces lois etant etablies sur un petit volume de controle contenant une heterogeneite, il semble difficile de trouver une correlation entre le comportement de ce petit volume et des grandeurs macroscopiques mesurables par voie experimentale. On verra, pourtant, dans ce travail, comment relier les informations que nous donne le comportement du pore avec la propagation d'une onde de choc dans ce type de materiau.