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.
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.
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.