II. — Production spontanée des discontinuités

La théorie développée dans le chapitre i montre que la propagan par discontinuité n'est pas liée, en principe, à la brusquerie du )de d'excitation, ni à la raideur du front de l'onde initiale. C'est r le jeu des différences de vitesse des ondes élémentaires, dans iquelles peut se subdiviser l'onde totale, que le front de cette onde raidit progressivement jusqu'à la suppression de son raccordemt avec le milieu non ébranlé.

On doit donc observer, dans tous les cas, après un parcours suffi-

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sanl, la disconliniiité, alors même que Tonde initiale est produite dans des conditions qui assurent à Fori^ne sa continuité avec le milieu.

Mais, en pratique, si Ton veut observer facilement le phénomène à distance modérée du point d'excitation, il convient de produire des ondes fortement condensées et dont le front de raccordement soit suffisamment raide. La combustion d'explosifs à déflagration rapide constitue, semble-t-il, le seul moyen de réaliser ces conditions, s^ Ton exclut les dispositifs mécaniques foqdés sur la rupture d'enveloppes ou de diaphragmes qui pourraient être, a priori^ considérés comme des causes de discontinuité distinctes de celle que fait prévoir la théorie.

La naissance de ces discontinuités spontanées peut être mise en évidence par deux méthodes, soit directement, en enregistrant la loi de déformation de Tonde à mesure qu'elle se propage, soit indirectement, en constatant des vitesses de propagation moyennes bien supérieures à la vitesse normale du son dans le milieu.

Première méthode. — On détermine, en divers points de son parcours, la forme de Tonde en inscrivant en ces points la loi des pressions en fonction du temps. J'ai utilisé, pour celte mesure, des manomètres à ressort à flexion faible et à période oscillatoire très courte de 1/2 millième de seconde environ. Tant que la loi de développement des pressions n'est pas trop brusque et que sa durée dépasse le triple de la période du ressort, soit 1"^,5 environ, le manomètre inscrit sans oscillation, d'une façon sensiblement statique, les pressions. Lorsqu'au contraire la brusquerie de Tattaque s'accroît, le tracé devient oscillatoire et se confond avec la sinusoïde rapidement amortie correspondant à Toscillation propre du ressort. Le passage de la forme statique du tracé à la forme oscillatoire fournit donc la preuve qualitative évidente du raidissement progressif de Tonde.

J'ai effectué deux séries d'expériences dans lesquelles la condensation, dont on suivait la déformation progressive, était produite par une charge de poudre de chasse placée à l'extrémité d'une éprouvette d'acier close, de 22 millimètres de diamètre et de 2"»,50 à \ mètres de longueur.

Dans une première série de huit essais, on enregistrait sur un cylindre tournant la loi de développement des pressions, d'une part, au contact de la charge sur l'un des fonds du tube et, d'autre part, à l'extrémité opposée.

Tous les tracés indiquent que la loi de développement des pressions, relativement douce au voisinage de la charge, prend une brusquerie extrême à l'extrémité opposée.

Dans une deuxième série d'expériences, j'ai cherché à éliminer l'influence que la réflexion sur le fond du tube pourrait exercer sur la forme de Tonde enregistrée, en inscrivant la loi des pressions développée, par le passage de Tonde au premier tiers et au deuxième tiers xle la longueur de Téprouvelte. La discussion des particularités présentées par ces tracés sortirait du cadre de cette étude. Il suffira de mentionner qu'ils ont mis en évidence le raidissement considérable du front de Tonde au cours de sa propagation, prévu par la théorie.

Deuxième mélhode. — Mesure de la vitesse de propagation des grandes condensations. — Cette série d'expériences a été effectuée dans un tube de 4 mètres de longueur et de 2â millimètres de diamètre, donnant un parcours utile de 3"*,864.

Les condensations étaient produites par des charges progressivement croissantes d'explosifs [foudre de chasse extra-fine Qi fulminate de mercure)^ disposés sous forme de cartouches cylindriques en papier, placées au voisinage de Tune des extrémités du tube.

Fu;. 2.

On enregistrait sur les cylindres tournants le premier déplacement de pistons, du poids de 10«',5 en aluminium, ou de 52 grammes en acier, se mouvant, suivant Taxe du tube, dans les bouchons en acier fermant les deux extrémités.

L'intervalle de temps qui sépare le premier déplacement des deux pistons correspond à la durée de parcours de la condensation, depuis un point B', symétrique de l'extrémité B, par rapport au centre de la charge voisine C, jusqu'à l'extrémité opposée A.

Le tableau suivant donne les vitesses de propagation observées dans treize expériences.

ROLE DES DISCONTINUITES

Tube de i mètres: capacité intérieure, l''S500.

Charge^

PretsioD moyen oe

par cent, oarré^

Surpression

an côté mise de feu.

Vitesse

de

propagation.

Poudre de chasse extra- fine,

kg

Poids des pistons.

lO»"",;). aluminium

;)2'>''",0 acier

Fulminate de mercure.

10«'',5 aluminium

o2»'*,0 acier

Ces nombres montrent que, à mesure que les condensations initiales s'accroissent, les vitesses moyennes de propagation, sur un parcours de 4 mètres environ, s'élèvent de la valeur de la vitesse du son à des valeurs quadruples, bien que les condensations produites à Torigine des mouvements restent furt inférieures à celles qui correspondent à l'emploi balistique des explosifs.

Ces vitesses sont d'ailleurs des limites inférieures des vitesses de propagation des discontinuités, puisque les durées observées comprennent une période antérieure à la formation de la discontinuité, dans laquelle Fonde se meut avec la vitesse normale du son.

La lecture micrométrique des tracés inscrits par les pistons sur des cylindres tournants permet de déterminer la loi d'attaque du piston par le front de l'onde et de reconnaître qu'aux faibles vitesses de propagation observées correspondent des ondes à loi de pressions croissantes encore raccordées avec le milieu, tandis qu'aux grandes vitesses de propagation correspond une loi d'attaque brusque avec loi de pressions, instantanément décroissantes.