Etude numérique et expérimentale du transfert d'énergie laser à l'interface d'un système d'allumage et d'une composition pyrotechnique

Numerical and experimental study of the laser transfer of energy at the interface of an ignition system and a pyrotechnic mixture

• Auteur / Autrice : Frédéric Opdebeck
• Direction : Philippe Gillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur. Énergétique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bore

Essais de comportement au feu

Pyrotechnie

Lasers à injection

Résumé

Parmi les méthodes d'allumage, l'initiation par diode laser présente de nombreux avantages. Les diodes laser sont très fiables, leur encombrement et leur poids sont faibles, elles peuvent donc facilement être utilisées dans les systèmes embarqués d'ignition. L'opto-inflammateur est composé de deux lentilles qui focalisent le faisceau laser sur le comprimé. Un hublot en saphir, juxtaposé à la composition pyrotechnique, protège l'ensemble optique mais provoque des pertes de chaleur qui se traduisent par une augmentation des seuils d'énergie. Ce montage a été utilisé pour déterminer la sensibilité de trois mélanges : Fe/KlO4, B/KClO4 et B/KNO3. Sur ce dernier, un comportement particulier a été observé car il y a une augmentation de l'énergie d'ignition lorsque la puissance laser augmente. Un emodélisation, basée sur une absorption progressive du faisceau laser à l'intérieur d'une composition pyrotechnique réactive a été mise au point. Elle tient compte des échanges d'énergie entre le système d'amorçage et le comprimé. Deux paramètres d'interface permettent d'optimiser les calculs. L'un concerne les échanges de chaleur au niveau de l'interface hublot/comprimé, l'autre concerne l'absorption du faisceau laser par le matériau énergétique. En combinant ces deux termes, il a été possible de corroborer les seuils expérimentaux sur cinq mélanges pyrotechniques.