Cristallisation de l'hexogène : procédé, qualité des cristaux, sensibilité au choc

• Auteur / Autrice : Arnaud Beaucamp
• Direction : Jacques Lahaye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nucléation

Choc (mécanique)

Cristallisation

Résumé

Diminuer la sensibilité à la transition choc-détonation de formulations explosives coulées est important pour réduire la vulnérabilité des systèmes d'armes. Pour effectuer des corrélations expérimentales entre cette sensibilité et les différentes propriétés des cristaux d'explosifs, il faut pouvoir disposer de lots cristallins "sur mesure" ce que ne permettent pas encore les méthodes actuelles de cristallisation industrielle. Nous avons donc optimisé la cristallisation discontinue de l'hexogène par refroidissement dans l'acétone et la cyclohexanone. Il a été montré quantitativement que le dispositif expérimental garantit la reproductibilité et le contrôle de la granulométrie des cristaux ainsi qu'une réduction de la porosité occluse dans les cristaux. Ces résultats sont attribués à l'amélioration de l'homogénéité générale au sein du cristallisoir et à l'emploi de profils de refroidissement optimisés en deux parties. Ces derniers ont été mis au point grâce à une simulation numérique utilisant des modèles phénoménologiques des cinétiques de nucléation et de croissance cristalline. Les profils utilisés ont également permis de mettre en évidence plusieurs types d'inclusions, de quantifier les volumes respectifs occupés par ces inclusions et d'analyser les phénomènes responsables de leur formation. Cette maîtrise accrue de la fabrication des cristaux d'explosifs montre également que le volume occupé par les inclusions dans les cristaux peut être indépendants de la taille des particules. De plus, nous avons observé avec ces mêmes cristaux que la sensibilité des formulations est indépendante de granulométrie. Plus généralement, les expériences confirment que la réduction de la porosité occluse conduit à une diminution de la sensibilité.