1.1.2 Généralités physico-chimiques appliquées aux explosions

Définitions générales :

a)  Déflagration

Il s'agit du régime le plus fréquent de l'explosion, la vitesse de propagation de la flamme dans le milieu reste inférieure à quelques centaines de m/seconde. Ce sont les radicaux libres qui font progresser la frange réactionnelle dans le mélange combustible-comburant. Une déflagration est donc arrêtée par tout inhibiteur des radicaux libres, la surpression incidente reste modérée bien que liée à l'environnement et aux contraintes volumiques, de l'ordre de la dizaine de bars.

b) Détonation

Régime à apparition aléatoire, la détonation nécessite un mélange stoechiométrique. Très souvent elle est initiée par une  déflagration ou un phénomène hautement énergétique.

Schématiquement, on peut résumer le phénomène par une accélération telle de la vitesse de propagation dans le milieu, que les gaz de combustion ne peuvent plus s'éliminer par l'arrière dans la zone brûlée. Il se produit alors une zone de surpression à l'avant de la flamme, résultant du "coincement" de ce gaz.

L'explosion progresse alors très vite, comme par sauts après atteintes ponctuelles de la température d'auto inflammation.

On observe des vitesses de propagations très importantes (plus de 1000 m par seconde) supérieures à la vitesse du son, d'où le nom du régime. La surpression est une véritable onde de choc dépassant quelquefois dans des conditions extrêmes les 1 000 bars. Rarissime dans les explosions en phase gazeuse accidentelles (3 ou 4  cas décrits) la détonation est expérimentalement réalisable. Elle reste la règle pour les explosions des substances condensées (T.N.T. par exemple).

c.1 Effets des explosions

La surpression

Effet majorant des explosions en phase gazeuse, l'effet mécanique (ou onde de pression) génère les principaux dégâts. Il est mesuré en millibars (mb), l'expression chiffrée correspondant au pic de surpression incidente. Ce nombre n'est pas exactement illustratif de l'importance des effets.

D'autres facteurs interviennent en effet, notamment la dépression suivant le pic de l'onde ( DP) de choc et qui est éminemment destructeur, même s'il reste faible en valeur absolue.

c.2  L’équivalent TNT

Méthode simple de modélisation de l'effet mécanique des explosions.