COMBUSTION
La détonation
La combustion détonante a été caractérisée par deux groupes de chercheurs, en même temps, en 1881 : Berthelot et Vieille, Mallard et Le Chatelier. Mais Lavoisier, dans son Traité élémentaire de chimie, utilisait déjà le mot « détonation » pour parler d'une combustion violente telle qu'elle se produit dans une arme à feu.
La détonation est une flamme qui se propage à une très grande vitesse, de l'ordre de 2 à 3 km/s. Cette vitesse a été mesurée initialement par la méthode photographique de Le Chatelier. On comprend facilement que l'énergie dégagée par seconde ou puissance d'une telle flamme soit nécessairement importante. La plupart des accidents provoqués par des mélanges combustibles ont des détonations pour origine (coups de grisou ou de poussière, détonation dans une pièce d'un mélange combustible provoqué par une fuite de gaz).
Mécanisme de propagation et structure
Détonation
Encyclopædia Universalis France
Le mécanisme de propagation est tout à fait différent de celui d'une déflagration. Une détonation, appelée parfois onde explosive, est constituée de deux parties : une onde de choc et une onde de combustion. L'onde de choc élève la pression et la température et permet ainsi la naissance de l'onde de combustion. L'onde de combustion, par l'énergie qu'elle dégage, entretient l'onde de choc. Il s'agit donc de deux phénomènes intimement liés.
Une onde de choc peut d'ailleurs exister seule en l'absence de toute détonation. Elle naît et se propage dans l'air, à l'occasion du franchissement du mur du son ou de la rentrée d'un satellite dans l'atmosphère.
Limite de détonabilité
La naissance d'une détonation est parfois spontanée, mais, la plupart du temps, elle résulte de la transformation d'une déflagration auto-accélérée. Pour qu'une détonation puisse se produire, il faut donc que le mélange soit inflammable. Le domaine de détonabilité est par conséquent entièrement compris à l'intérieur du domaine d'inflammabilité.
À une pression donnée, par exemple P = 1 atm., il est possible de distinguer quatre limites, deux limites d'inflammabilité et deux limites de détonabilité. Les mélanges inflammables non détonants sont ceux pour lesquels le minimum du domaine de détonabilité se trouve à une pression supérieure à la pression atmosphérique.
Limites de détonabilité
Encyclopædia Universalis France
La connaissance des limites de détonabilité est donc importante pour toutes les questions concernant la sécurité. Quelques valeurs en sont données au tableau.
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Écrit par
- Michel LUCQUIN : ingénieur diplômé de l'École nationale supérieure de chimie de Paris, professeur à l'université des sciences et techniques de Lille
Classification
Médias
Flamme d'un bec Bunsen
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Flammes mobiles
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Vitesse de propagation de déflagration
Encyclopædia Universalis France
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