Contexte :

Ces travaux entrent dans le cadre de la garantie de la sécurité pyrotechnique par une démarche de simulation.

Afin de réaliser des études de sécurité pyrotechnique, nous avons développé un outil de calcul permettant de simuler le processus de transition-choc-détonation (TCD) dans un explosif au TATB faiblement poreux. La spécificité de notre outil, qui est basé sur le code hydrodynamique lagrangien Hésione, est d’inclure un modèle explicite de formation de points chauds par implosion viscoplastique de pores sphériques. Celui-ci est complété par la donnée d’une loi de distribution de porosité ainsi que par une loi de cinétique chimique macroscopique décrivant la transformation du TATB en produit de détonation. Les constantes de cette loi de cinétique chimique ont été calées afin de reproduire au mieux des résultats d’essais de choc plan 1D. La première version de notre outil permet ainsi de restituer correctement des profondeurs d’amorçage, la désensibilisation totale par choc double ainsi que les seuils de détonation lors d’impact de barreau sur explosif nu ou protégé en face avant. Ces premiers résultats encourageants sont toutefois limités à des cas de calculs n’entraînant pas des déformations trop importantes de la structure pyrotechnique étudiée.

Objectif du post-doctorat :

L’objectif du travail demandé est donc, dans un premier temps, de voir comment modifier notre outil numérique afin de réaliser des calculs eulériens pour simuler des configurations d’essais subissant de grandes déformations.
Une fois ces modifications implantées dans le code d’hydrodynamique, il s’agira de recaler les constantes de la loi de cinétique macroscopique afin de restituer non seulement des résultats d’essais 1D mais aussi 2D. Les nouveaux essais à prendre en compte dans la matrice de qualification seront, par exemple, des courbes d’effet de diamètre ou des profils de vitesse matérielle mesurée, lors d’impacts de barreau, à travers une fenêtre transparente, en face arrière de cylindres d’explosif.
Ce travail sera aussi complété par la définition et le dimensionnement d’essais de TCD permettant de mieux évaluer le potentiel et les limites de notre nouvel outil de calcul.

Contact :

Eric BOUTON – CEA/Le Ripault – BP 16 – 37260 Monts – 02 47 34 40 00