Endommagement, fragmentation et combustion d’un matériau explosif comprimé

Abstract

In the context of the safety of pyrotechnic structures, it is important to evaluate by simulation the level of reaction reached during thermal or mechanical aggressions (impact). Nowadays, there is no unified approach approved by the international scientific community to describe the complex process leading to violent reactions such as the Combustion-Deflagration-Detonation transition (CoDDT). The objective of this thesis is to study the influence of the damage, resulting from low velocity impact damage on the combustion of a pressed explosive.First, we will study the influence of mechanical loading on the combustion behavior of our material. We will show that the burning surface plays an important role in the TCoDD phenomenon, and we will seek to determine this surface from manometer bomb tests. Next, we will quantify the damage within the microstructure (crack density, porosity, etc.) following mechanical loading. Finally, we will model the mechanical behavior of our material and relate its damage to the crack density influencing material combustion.Dans le cadre de la sécurité des structures pyrotechniques, il est important de prédire le niveau de réaction atteint lors d’agressions thermiques ou mécaniques (impact). À ce jour, il n’existe pas de démarche unifiée et approuvée par la communauté scientifique internationale permettant de décrire le processus complexe menant à des réactions violentes telles que la transition Combustion-Déflagration-Détonation (TCoDD). Cette thèse a pour objectif d’étudier l’influence de l’endommagement dû à un impact à basse vitesse sur la combustion d’un explosif comprimé.Dans un premier temps, nous étudierons l’influence d’une sollicitation mécanique sur le comportement en combustion de notre matériau. Nous montrerons que la surface en combustion joue un rôle important dans le phénomène de la TCoDD, et nous chercherons à déterminer cette surface à partir des essais en bombe manométrique. Ensuite, nous nous attacherons à quantifier l’endommagement au sein de la microstructure (densité de fissures, porosité, etc.) suite à une sollicitation mécanique. Enfin, nous modéliserons le comportement mécanique de notre matériau et relierons l’endommagement de celui-ci à la densité de fissures ayant une influence sur la combustion du matériau