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Détonation

Introduction

Détonation d'une cache d'armes près d'East River, au terrain d'aviation de Bagram, Afghanistan.

Une détonation est une onde de combustion extrêmement violente, qui se propage à une vitesse (On distingue :) supersonique (Supersonique signifie « supérieur à la vitesse du son ».).

La détonation se produit dans un mélange homogène de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière...) combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion.) et de comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène.), ou prémélange, mais aussi dans des explosifs condensés. Elle est constituée par une onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression, et elle est alors souvent...) se propageant dans le mélange, immédiatement suivie par une zone de réaction où se produit la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.).

Détail de la réaction

L'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de...) de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) se caractérise par une augmentation brutale de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) et de la masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une caractéristique du matériau...), 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.

Utilisation

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 (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la...) de l'usine AZF de Toulouse.

Vitesse de propagation

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 (La conduction thermique est le mode de transfert de chaleur provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu ou entre deux milieux en contact sans déplacement appréciable...) et la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit,...) (voir Flamme de prémélange). Une détonation se propage typiquement à une vitesse de plusieurs kilomètres par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une...), à comparer à une vitesse pour les déflagrations de l'ordre du mètre par seconde et à une vitesse du son dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) 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 (Un explosif est un composé chimique défini ou un mélange de corps susceptibles lors de leur transformation, de dégager en un temps très court, un grand volume de gaz porté à haute...) condensé.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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