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RÉSUMÉ
Les différents produits rencontrés en pyrotechnie, en fonction de leurs applications, sont ici présentés. Les spécificités de chaque produit, tant en termes de composition, de fabrication que d’utilisation sont exposées. Ces produits peuvent être intégrés dans des dispositifs d’initiation ou des pyromécanismes, utilisés pour des applications de sécurité. Dans les différents domaines, la physique sous-jacente est explicitée et les ordres de grandeurs sont donnés. L’exposé se termine par les grandes tendances de recherche pour les années à venir, tant en termes de performance, de sécurité que de respect de l’environnement.
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Antoine OSMONT : Expert en détonique - Direction des applications militaires (DAM) - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Gramat, France
INTRODUCTION
Le monde des poudres et des matières énergétiques tire ses origines des débuts du Moyen Âge. Depuis toujours, il fascine, de par l’émerveillement devant le spectacle des feux d’artifices, teinté de la crainte du pouvoir de destruction porté par ces matières, comme les derniers conflits mondiaux et différents accidents récents de grande ampleur l’ont malheureusement illustré.
Ces attaches extrêmement anciennes n’empêchent pas ce domaine d’être très vaste et dynamique, et d’être présent dans de nombreux éléments de notre société, jusque dans nos voitures pour assurer notre protection en cas d’accident grâce aux airbags.
Le but de cet article est de présenter un panorama le plus exhaustif possible des différentes facettes des matières utilisées en pyrotechnie, en expliquant leur raison d’être, le pourquoi de leur composition, leurs procédés de fabrication, leur utilisation et les grandeurs d’intérêt pour une catégorie de matière donnée.
Les différentes familles de produits sont passées en revue : poudres propulsives, propergols, explosifs primaires et secondaires, civils et militaires, compositions pyrotechniques offrant un nombre important d’effets variés. L’utilisation de ces produits pour réaliser des initiateurs et des pyromécanismes est ensuite présentée.
Les phénomènes physiques impliqués dans le fonctionnement de toutes ces compositions sont exposés en détail.
Enfin, les perspectives d’évolution du secteur en termes de performance, sensibilité et respect de l’environnement viennent clore ce panorama.
Dans tout ce document, les proportions des compositions seront massiques et données sous la forme xx:yy pour xx % du premier constituant et yy % du second.
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10. Conclusion
Au fil de cet article, nous avons pu rencontrer différentes facettes du monde de la pyrotechnie, qui permettent d’apprécier son étendue, sa richesse et sa vitalité. Pour autant, il existe de nombreuses applications, très spécifiques, qui n’ont pas été traitées, faute de place, comme le déclenchement d’avalanches, les tirs en masse chaude pour désobstruer un haut fourneau, les charges creuses pour forage pétrolier, qui doivent rester stables aux hautes températures rencontrées dans le manteau terrestre, ou la chasse des missiles dans un sous-marin nucléaire lanceur d’engins (SNLE).
La très grande variété du domaine doit inciter à l’humilité tant il semble impossible d’être spécialiste de l’ensemble du monde pyrotechnique. Il importe donc de bien s’imprégner des spécificités du domaine particulier dans lequel on travaille avant de tenter toute invention qui, mal conduite, pourrait avoir des conséquences désastreuses pour les biens et les personnes. Le but de cet article est bien d’initier le lecteur à l’ensemble de la pyrotechnie pour lui permettre de l’appréhender et de la comprendre.
Les différents produits sont repartis par famille en fonction des applications. Les poudres propulsives sont des produits destinés à assurer la propulsion d’un objet dans une arme à tube. Les propergols assurent une fonction de propulsion dans un objet autopropulsé. Les explosifs génèrent des chocs et des ondes de souffle. Enfin, la myriade d’autres effets est rassemblée dans le groupe des compositions pyrotechniques, pour produire chaleur, bruit, lumière, fumée, poussée, gaz ou retard.
Toutes ces compositions sont basées sur une réaction d’oxydoréduction, qui permet de dégager l’énergie à l’origine de l’effet souhaité. En fonction des catégories, la vitesse de réaction est plus ou moins grande, associée à un régime de combustion, déflagration ou détonation. Les propergols et les compositions pyrotechniques brûlent, les poudres propulsives brûlent ou déflagrent, les explosifs détonent.
Ce secteur est très dynamique, en témoignent les nombreuses innovations et thèses soutenues dans les dernières années. Il s’agit, dans les différents domaines, d’arriver à améliorer la performance et la sécurité du produit et du procédé de fabrication, tout en respectant des normes environnementales de plus en plus drastiques.
Enfin,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - À propos des matériaux énergétiques, - ouvrage collectif, Groupe SNPE
-
(2) - OSMONT (A.), CATOIRE (L.), GOKALP (I.), YANG (V.) - Ab initio quantum chemical predictions of enthalpies of formation, heat capacities, and entropies of gas-phase energetic compounds, - Comb. Flame 151, 1-2, 262-273 (2007).
-
(3) - OSMONT (A.) - Historique de la pyrotechnie, - cours de pyrotechnie, CEA/DAM/ISENDE, (2016).
-
(4) - JOHNSON (O.H.) - HMX as a military explosive, - Navord report 4371 (1956).
-
(5) - LEFRANCOIS (A.), OSMONT (A.), COLLET (C.), VAULLERIN (M.), Le GALLO (V.) - Charaterizing responses to insults from energetic materials, - in Sensitivities of energetic materials : a molecular modeling perspective, Elsevier, Part 1.2 (2021).
-
(6) - BRET...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Matériaux énergétiques de défense, Sécurité vulnérabilité, Sensibilité au choc – Epreuve au mouton de choc BAM AFNOR - NF T70-500 - 2007
-
AFNOR Matériaux énergétiques de défense, Sécurité vulnérabilité, Sensibilité au frottement – Epreuve à l’appareil BAM AFNOR - NF T70-503 - 2019
ANNEXES
Décret n° 2013-973 du 29 octobre 2013 relatif à la prévention des risques particuliers auxquels les travailleurs sont exposés lors d’activités pyrotechniques. Dernière mise à jour des données de ce texte : 01 juillet 2014. NOR : ETST1310032D
HAUT DE PAGEConstructeurs – Fournisseurs – Distributeurs en France (liste non exhaustive)
Arianegroup : https://www.ariane.group/fr
Autoliv : https://www.autoliv.com
Dassault : https://www.dassault-aviation.com/fr
Davey-Bickford : http://www.daveybickfordenaex.com
EPC : https://www.epc-france.com
Etienne Lacroix : http://www.etienne-lacroix.com
Eurenco : http://www.eurenco.com
Junghans : https://junghans-defence.com/en/
MBDA : https://www.mbda-systems.com
Nexter Munitions : https://www.nexter-group.fr/filiales/nexter-munitions.html
Roxel : https://www.roxelgroup.com
Tethys : http://www.tethys-sas.fr
Thales : ...
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