Détonation

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Détonation de 500 tonnes de TNT dans le cadre de l'opération Sailor Hat menée par les États-Unis en 1965. L'onde de choc initiale est visible sur la surface de l'eau et elle provoque un nuage de condensation.

Une détonation est une oxydation violente telle qu'une onde de combustion explosive (simple déflagration) mais plus violente car transmise mécaniquement par onde de choc. (Les combustions, explosives ou non, se transmettent par la chaleur.)

La détonation se produit dans un mélange homogène de gaz combustible et de comburant, ou prémélange, mais aussi dans des explosifs condensés. Elle est constituée par une onde de choc se propageant dans le mélange, immédiatement suivie par une zone de réaction où se produit la combustion.

Détail de la réaction[modifier | modifier le code]

L'onde de choc se caractérise par une augmentation brutale de la pression et de la masse volumique, ainsi qu'une diminution de la vitesse des gaz. Dans le référentiel de la détonation, la vitesse des gaz, qui était supersonique dans les gaz frais, devient subsonique immédiatement après le choc, et réaugmente dans la zone de réaction. Dans le cas de la détonation idéale, dite aussi de Chapman-Jouguet, la vitesse devient exactement égale à la vitesse du son en sortie de zone de réaction.

Vitesse de propagation[modifier | modifier le code]

La vitesse du front de flamme est donc bien plus importante que dans le cas d'une déflagration : le front de flamme est le front de l'onde, il progresse plus vite que le son dans le milieu, alors que dans le cas de la déflagration, la vitesse est limitée par la conduction thermique et la diffusion (voir Flamme de prémélange). Une détonation se propage typiquement à une vitesse de plusieurs kilomètres par seconde, à comparer à une vitesse pour les déflagrations de l'ordre du mètre par seconde et à une vitesse du son dans l'air à température ambiante de l'ordre de 300 mètres par seconde. Le pic de pression dans une détonation est de l'ordre de 30 à 60 fois la pression initiale. Les valeurs numériques de vitesse et pression sont encore plus importantes dans le cas d'une détonation dans un explosif condensé.

Utilisation[modifier | modifier le code]

Au-delà de son utilisation dans les explosifs, la détonation représente un problème de sécurité, car elle peut se produire lors d'accidents industriels. En France, on peut citer par exemple l'explosion de l'usine AZF de Toulouse. Par ailleurs la détonation peut aussi être nuisible et donc à éviter, par exemple dans les moteurs à allumages commandés (à essence). En général la transition en régime détonant se produit en fin de combustion lorsque l'allumage a eu lieu trop tôt ou que le carburant est de mauvaise qualité. Au mieux cela se traduit par un bruit caractéristique de cliquetis mais le moteur peut aussi casser.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]