FR2978762A1

FR2978762A1 - Detonateur de securite

Info

Publication number: FR2978762A1
Application number: FR1102413A
Authority: FR
Inventors: Breton Herve Le; Barril Nathalie Raffin; Didier Cazajous
Original assignee: Nexter Munitions SA
Current assignee: Nexter Munitions SA
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-02-08
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: EP2554529A1; US8915188B2; FR2978762B1; EP2554529B1; US20140109787A1

Abstract

L'invention a pour objet un détonateur (1) comportant une plaque projetée (6) par un étage inflammateur (10) comprenant au moins une première composition pyrotechnique et/ou un premier explosif (4), plaque (6) projetée sur un étage relais comprenant au moins un explosif secondaire (7), détonateur (1) caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'isolation thermique (12) entourant l'étage inflammateur (10) pour retarder son élévation de température.

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des détonateurs à plaque ou élément projeté.

Ce type de détonateur tel que décrit dans le brevet US6374740 comporte un corps dans lequel se trouve un premier étage, ou étage inflammateur, comprenant au moins une première composition pyrotechnique ou un explosif secondaire déflagrant. En regard de ce premier étage inflammateur se trouve un étage relais comprenant au moins un explosif secondaire. La première composition peut être initiée par un moyen optique tel qu'une fibre optique ou un moyen électrique (fil chaud) alors que l'explosif secondaire est initiable par un choc. C'est pourquoi une plaque mince (de métal ou de plastique) est placée entre les deux étages pyrotechniques.

Suite à l'initiation sur commande de la première composition, la plaque est projetée sur l'explosif secondaire qui va alors s'initier suite à l'énergie du choc fourni par la plaque. Ce fonctionnement présente un inconvénient du point de vue de la sécurité.

En cas d'exposition du détonateur à une forte chaleur due à un incendie par exemple, la première composition risque de réagir et de provoquer la projection de la plaque et par-là même la réaction de l'explosif secondaire et de l'ensemble de la chaine pyrotechnique.

Pour remédier à ce problème, l'invention se propose de diminuer la sensibilité à l'élévation de température de l'étage inflammateur. Ainsi l'invention a pour objet un détonateur comportant une plaque projetée par un étage inflammateur comprenant au moins une première composition pyrotechnique et/ou un premier explosif, plaque projetée sur un étage relais comprenant au moins un explosif secondaire, détonateur caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'isolation thermique entourant l'étage inflammateur pour retarder son élévation de température. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'isolation thermique comporte une enveloppe réalisée en un 5 matériau céramique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'isolation thermique comporte une enveloppe réalisée en une matière plastique ou composite. Avantageusement, le moyen d'isolation thermique associe 10 une enveloppe réalisée en un premier matériau isolant thermique et obturée par un bouchon réalisé en un deuxième matériau isolant thermique. Selon une caractéristique de l'invention, le ou les matériaux constituant le moyen d'isolation thermique 15 présentent une conductivité thermique inférieure à 0,24W.m 1.K-1. Dans ce cas, l'épaisseur du moyen d'isolation sera de préférence supérieure à 0.5 mm. Avantageusement, la première composition pyrotechnique ou 20 le premier explosif de l'étage inflammateur est en contact avec l'extrémité d'une fibre optique.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description illustrée par les dessins 25 annexés dans lesquels : La figure 1 représente un détonateur en coupe longitudinale selon un premier mode de réalisation de l'invention, La figure 2 représente un détonateur en coupe 30 longitudinale selon un second mode de réalisation de l'invention.

Selon la figure 1, un détonateur 1 comporte un corps 2 sensiblement cylindrique comportant trois parties 2a, 2b et 2c. La partie centrale 2b du corps comporte un filetage externe 2d permettant de solidariser le détonateur avec un montage destiné à le recevoir tel qu'une munition (montage non représenté).

Coaxialement au corps 2 une fibre optique 3 gainée traverse la partie arrière 2a du corps. La fibre optique 3 débouche dans un étage inflammateur 10 au contact d'une première composition pyrotechnique 4 photosensible. Un tel montage de fibre optique en contact avec une composition pyrotechnique est décrit par le brevet FR2914056. Comme le précise ce brevet FR2914056, on pourra utiliser comme première composition pyrotechnique 4 une composition associant Zirconium et perchlorate de potassium. Une telle composition est classique et il n'est pas nécessaire de la décrire plus en détails. On pourra utiliser d'autres types de compositions pyrotechniques telles que : Bore / Nitrate de potassium, Bore/Zirconium/Nitrate de potassium... On pourra aussi remplacer la première composition pyrotechnique 4 par un explosif secondaire pouvant adopter un régime déflagrant. L'explosif secondaire pourra être pur ou incorporer un dopant optique tel que décrit par le brevet EP1742009. D'une façon préférée on associera au niveau de l'étage inflammateur 10 une couche de composition pyrotechnique d'allumage (telle qu'une composition zirconium/Perchlorate de potassium) en contact avec la fibre optique 3 et qui allumera une couche d'un explosif secondaire déflagrant, par exemple de l'octogène. Le brevet EP1306643 décrit une telle association d'une composition d'allumage et d'un explosif secondaire. L'essentiel pour que l'allumage optique soit assuré est que l'étage inflammateur 10 comporte une première composition (et/ou un explosif secondaire déflagrant) ayant une granulométrie parfaitement maîtrisée et relativement réduite (inférieure ou égale à 60 micromètres). Cette première composition pyrotechnique est chargée dans un étui 5 qui est enveloppé par un moyen d'isolation thermique 12. Ce moyen d'isolation thermique 12 comporte une enveloppe réalisée en un matériau céramique, en une matière plastique ou bien composite. Le plastique employé pourra être par exemple un thermoplastique type polyamide PA66. Un matériau céramique pourra être par exemple à base de silice et choisi parmi les céramiques ayant une forte résistance thermique. La céramique est préférée car, en raison de sa porosité, ses qualités d'isolation thermique naturelle sont importantes.

L'étage inflammateur ainsi constitué comporte une plaque métallique projetable 6 (aussi appelée dans la présente description élément projeté 6) placée sur le revêtement céramique à l'extérieur de celui ci, à l'opposé de la fibre optique 3. Le vissage de la partie arrière 2a sur la partie centrale 2b permet d'appliquer le fond de l'étage inflammateur 10 (recouvert par le moyen d'isolation 12 ) contre la plaque 6 qui se trouve alors pincée entre l'isolant 12 et la partie avant 2c du corps. L'étage inflammateur est donc maintenu en position grâce à un filetage 9 solidarisant la partie arrière du corps 2a à la partie centrale du corps 2b. La plaque métallique 6 est en appui par sa périphérie sur un épaulement de la partie avant 2c du corps 2. A une distance D de la plaque métallique projetable 6, dans la partie avant du corps 2c se trouve un explosif secondaire 7 sensible au choc qui forme un étage relais. La distance D sera choisie par l'homme du métier comme étant celle permettant d'obtenir la vitesse de projection optimale au déclenchement par choc de l'explosif secondaire 7 en vertu des caractéristiques de l'étage inflammateur 10, donc notamment de la nature et de la masse de la première composition 4 et de la masse de la plaque 6 et de celle du moyen d'isolation 12.

Le fonctionnement du détonateur est le suivant: Un rayon lumineux est acheminé par la fibre optique 3 jusqu'à la première composition pyrotechnique 4 (étage inflammateur). Celle ci réagit en déflagrant provoquant la projection de la plaque métallique projetable 6 vers l'explosif secondaire 7 (étage relais). Le choc provoque alors la détonation de ce dernier qui entraine la réaction de la suite de la chaine pyrotechnique (chaine pyrotechnique non représentée) associée au montage recevant le détonateur.

Pour assurer sa fonction sécuritaire en cas de forte élévation de température, l'invention propose que l'étage inflammateur 10 soit suffisamment isolé thermiquement par le moyen d'isolation thermique 12 afin que celui ci soit protégé de la chaleur ou bien qu'il ne brûle ou ne déflagre qu'après que l'explosif secondaire 7 de la partie avant 2c du détonateur 2 ait lui-même brûlé ou déflagré. Pour définir le moyen d'isolation thermique, l'homme du métier tiendra compte des paramètre suivant: -La vitesse d'élévation de la température.

Elle est de l'ordre de 150 °C/minute pendant un incendie. -La résistance thermique du moyen d'isolation. La résistance thermique est inférieure ou égale à 0,24 W.m 1.K-1 (Watts par mètre et par Kelvin) pour le plastique PA66. -Le temps de dégradation des compositions pyrotechniques et leur température minimale de dégradation. Pour que les compositions précitées se dégradent thermiquement, il faut moins de 30 secondes à 230°C.

Ainsi l'homme du métier déterminera l'épaisseur minimale E (épaisseur pouvant aller de 0,5 à 2 mm, épaisseur mieux visible à la figure 2) du moyen d'isolation 12 pour assurer un décalage temporel suffisant entre l'arrivée à un niveau de température donné à l'extérieur et l'arrivée au même niveau à l'intérieur du moyen d'isolation 12. L'épaisseur sera choisie telle qu'il y ait un décalage temporel d'au moins 30 secondes entre l'instant où la température à l'extérieur du moyen d'isolation 12 est de 230°C et l'instant où la température à l'intérieur du moyen isolant 12 est de 230°C. Dans des conditions d'incendie telles qu'évoquées auparavant et pour les matériaux et compositions précités et pour l'épaisseur d'isolation adaptée, au-delà de 30 secondes, la composition pyrotechnique secondaire 7 est en effet décomposée. La composition pyrotechnique primaire 4 étant pendant cet intervalle protégée par le moyen d'isolation thermique, elle ne réagit pas. Au delà des 30 secondes, elle peut alors réagir sans crainte de déclenchement d'une détonation.

Différentes variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, selon la figure 2 le moyen d'isolation thermique pourra associer une enveloppe 12a réalisée en un premier matériau isolant thermique et obturée par un bouchon 12b réalisé en un deuxième matériau isolant thermique. L'enveloppe 12a recevant la composition pyrotechnique pourra par exemple être réalisée en matériau céramique et le bouchon 12b pourra être réalisé en plastique. La céramique étant très fragile, l'emploi d'un bouchon en plastique permet d'obturer l'ensemble sans risque de fissuration. D'autres modes de réalisation sont possibles, l'étui chargé 5, ou directement son chargement d'explosif secondaire 4 dans le cas ou aucun étui n'est utilisé (explosif tolérant une compressibilité inférieure à 45 MPa par exemple), peut être recouverts de céramique par frittage par exemple. On a décrit l'invention avec un étage inflammateur initié par une fibre optique, mais l'invention peut également être mise en oeuvre avec un étage inflammateur initié d'une façon plus classique par l'énergie électrique, par exemple un inflammateur à fil chaud ou à fil explosé.

Claims

REVENDICATIONS1- Détonateur (1) comportant une plaque projetée (6) par un étage inflammateur (10) comprenant au moins une première composition pyrotechnique et/ou un premier explosif (4), plaque (6) projetée sur un étage relais comprenant au moins un explosif secondaire (7), détonateur (1) caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'isolation thermique (12) entourant l'étage inflammateur (10) pour retarder son élévation de température.
2- Détonateur (1) à plaque projetée (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'isolation thermique (12) comporte une enveloppe réalisée en un matériau céramique.
3- Détonateur (1) à plaque projetée (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'isolation thermique (12) comporte une enveloppe réalisée en une matière plastique ou composite.
4- Détonateur (1) à plaque projetée (6) selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen d'isolation thermique (12) associe une enveloppe réalisée en un premier matériau isolant thermique et obturée par un bouchon réalisé en un deuxième matériau isolant thermique.
5- Détonateur (1) à plaque projetée (6) selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou les matériaux constituant le moyen d'isolation thermique (12) présentent une conductivité thermique inférieure à O, 24W.m 1.K 1.
6- Détonateur (1) à plaque projetée (6) selon la 30 revendication 5, caractérisé en ce que l'épaisseur (E) du moyen d'isolation (12) est supérieure à 0.5 mm.
7- Détonateur (1) à plaque projetée (6) selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première composition pyrotechnique ou le premier explosif (4) del'étage inflammateur est en contact avec l'extrémité d'une fibre optique.