Etude de l'amorçage multipoints d'explosifs. Expériences et simulations
La conception de systèmes performants et toujours plus sûrs, nécessite d’imaginer de nouvelles solutions pour amorcer les explosifs qui en constituent la charge. Une piste envisageable consiste à remplacer l'amorçage électrique des détonateurs par un amorçage optique afin de s’affranchir des risques d'amorçage par des sources électriques parasites.
Une autre voie possible pour gagner en sûreté, consiste à réaliser un amorçage multipoints de telle sorte que l’explosif ne détonne que lorsque tous les points d’amorçage sont activés de façon synchrone.
L’objectif du contrat post-doctoral sera d’étudier de façon approfondie les mécanismes régissant l’amorçage multipoints. Pour cela, le candidat, après une recherche bibliographique exhaustive, proposera les configurations a priori les plus pertinentes et les testera à la fois expérimentalement et en réalisant des simulations hydrodynamiques avec un code développé au CEA. La compréhension des phénomènes mis en jeu est primordiale pour être en mesure de choisir une configuration d’amorçage adaptée à chaque besoin.
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.
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.