Elaboration de compositions explosives via l’utilisation de la technologie acoustique RAM
L’objectif est d’élaborer, à l’échelle du laboratoire, des formulations constituées d’une ou plusieurs molécules énergétiques et d’un liant. Ces matériaux devront au final satisfaire le cahier des charges fixé en termes de performance et d’insensibilité.
Ce nouveau procédé utilisant les ondes acoustiques est un procédé novateur et très prometteur pour l’obtention rapide de nouvelles compositions explosives aux propriétés optimisées. Le travail consistera donc à :
- Réaliser un recensement bibliographique permettant l’obtention de formulations se présentant sous forme de granulés via le procédé RAM (resonant acoustic mixing).
- Recenser les différents paramètres procédés et comprendre leur influence sur les propriétés finales du mélange.
- Réaliser à l’échelle laboratoire la formulation de compositions énergétiques permettant de répondre au cahier des charges fixé.
- Caractériser les matériaux réalisés par des analyses physico-chimiques.
- Proposer des améliorations pour optimiser les propriétés finales.
- Proposer de nouvelles perspectives au RAM en lien avec les activités de l'unité.
Synthèse de molécules hétérocycliques fortement azotées
L’une des missions du CEA DAM est la conception de nouvelles compositions explosives aux propriétés optimisées. A ce titre, la recherche de nouvelles molécules d’intérêt, susceptibles d’être intégrées dans des formulations innovantes, est une activité fondamentale.
L’objectif du post-doctorat est de synthétiser, à l’échelle laboratoire, des molécules énergétiques présentant des structures à même de satisfaire le cahier des charges en termes de performance et d’insensibilité. Il s’agit principalement de molécules hétérocycliques fortement azotées (pyrazoles, triazoles, oxadiazoles…). Le travail comprendra à la fois la synthèse des intermédiaires, qu’ils soient considérés comme énergétiques ou non, et celle des produits finaux.
Cette démarche est adossée à des travaux de modélisation menés en amont, destinés à mettre en place des outils pour proposer de nouvelles structures et évaluer leurs propriétés par calcul. Ce sujet nécessitera, en interaction avec l’équipe de modélisation, d’utiliser ces outils et de les mettre à profit pour orienter le choix des cibles qui seront étudiées expérimentalement au laboratoire.
ECOULEMENT DYNAMIQUE DIPHASIQUE COMPRESSIBLE ET REACTIF
La simulation de la transition d'un explosif à la détonation nécessite de se placer dans le contexte des écoulements diphasiques compressibles (écoulement de gaz au sein d’un empilement granulaire) et de prendre en compte, pour la phase solide, une équation de compaction du matériau granulaire en plus de l’équation d’état du solide. Le modèle réactif proposé en 1986 par Baer et Nunziato sera implémenté dans ABAQUS explicit dans sa version simplifiée en 2001 par Kapila et ses coauteurs. Il s’agit de programmer, au sein d’une routine utilisateur VUMAT, les lois de conservation de chaque phase, la loi de compaction, les relations de fermeture, les termes d’interaction et les lois du mélange en supposant un équilibre mécanique (vitesse et pression) mais un déséquilibre thermique entre les phases.