CHAPITRE IV

Explosions sous-marines

caiapitre 1. — Mesure des effets produits — Expériences du négëral Alibot sur divers explosifis

On doit au général Henri L. Abbot, du corps des ingénieurs militaires, aux Etats-Unis, une série d'expériences faites sur les explosions sous-marines.

• Quand en 1869, dit-il, (*), je commençai mes premières recher- « ches, la destruction d'un navire par l'effet d'une explosion sous-

• marine était un problème relativement nouveau, et les lois gêné •

• raies sur l'action des forces développées étaient inconnues ; aussi € le sujet demandait-il une étude complète et systématique.

€ Une série d'expériences furent alors entreprises dans le but de

• jeter quelque lumière sur les lois inconnues d'après lesquelles s'ef- ■ fectue la transmission des forces à travers l'eau, et afin de détermi-

• ner les impulsions nécessaires pour produire la destruction d'un

• navire.

• En d'autres termes il s'agissait d'analyser expérimentalement et t d'une façon aussi claire que possible : les lois de transmission du € choc à travers le fluide, la valeur relative des divers explosifs com-

(1) Expérimenu and investigations lo dévelop a System of snbmarine mines by H, L. Abbot. Professional Papers, n^iS. Corps of Engineers •* 1884.

Fjg. 100.

« parés, et finalement la résistance présentée par les meilleures t coques des navires modernes.

t Le problème de la destruction d'un navire de guerre devait être t ainsi assimilé à la discussion ordinaire des travaux d'ingénieurs.

• Les résultats obtenus sont d'une nature assez générale pour

• qu'ils puissent être appliqués aux conditions nouvelles qu'il y a c lieu d'attendre des perfectionnements journellement introduits

• dans chacune des branches de l'art naval.

c La théorie des recherches devant ètre.basée sur des moyens de

• mesure précis, il y avait avant tout à trouver un appareil capable

• d'enregistrer avec soin les effets des explosions sous-marines. Ce

• point obtenu, il devait être possible d'arriver à formuler des lois

• générales sur la transmission des chocs et sur les effets divers pro- « venant de la variation des explosifs, des charges, des distances,

• des directions, des profondeurs d'immersion, des modes d'ignition i et des masses des corps recevant le choc

L'appareil employé par le général Abbot pour mesurer l'intensité des explosions sous -marines est le cercle dynamométrique (fig. 100). Il se compose d'un fort anneau en fer, au centre duquel est fixée la charge explosive et sur lequel sont disposés six dynamomètres dirigés suivant des rayons.

Le dynamonètre qui constitue la partie essentieUe de l'appareil comprend une boîte A en acier (fig. 101) et un piston B également en acier dont la tige est guidée dans une pièce ajustée par un pas de vis avec la boîte. Celle-ci est vissée sur la tête d'une f ourche clavetée sur l'anneau. !

Les pressions transmises par l'eau s'exercent sur la tige du piston dont la base peut comprimer un cylindre de plomb E, maintenu verticalement au fond de la boîte par une petite saillie métallique.

Pour empêcher l'eau de pénétrer jusqu'au piston et modifier ainsi les effets produits, la tige est recouverte d'une rondelle en caoutchouc R ; de plus le piston est découpé sur son pourtour par quatre plans verticaux qui laissent des vides par lesquels l'eau, qui aurait pu s'infiltrer malgré toutes les précautions, peut pénétrer jusqu'au fond de la boîte.

Enoutre,et dans le but d'éviter un choc en retour du piston, celuici porte un double ressort CC, qui est maintenu par une bande de caoutchouc H (fig. 102), et dont les deux extrémités formant déclic s'engagent entre des dents taillées sur les parois de la boîte. Fig. iOl. Fig. i02.

Pour mettre le piston en place ou le dégager, il suffit d'exercer une pression à l'aide d'une pince sur deux petits anneaux a a fixés surles ressorts CC.

Toute pression exercée sur le piston est transmise aux cylindres de plomb E et, en mesurant l'applatissement de ces derniers à l'aide d'un instrument de précision, on peut avoir une idée très-précise do l'effet produit par l'explosion.

Au moment où l'explosion a lieu, il se développe une certaine quantité de gaz dont le volume dépend de la nature et du poids de la charge, et dont la rapidité d'action varie selon la composition de explosif et son mode de combustion. Ces produits gazeux rencontrant une résistance à leur libre expansion, exercent une énorme pression et mettent l'eau en mouvement suivant la ligne de moindre résistance qui est, en général, la verticale passant parle centre de la charge.

C'est la pression de l'eau ambiante,ajoutée à l'impulsion du premier moment, qui agit sur les dynamomètres.

Le résultat final de l'explosion est la projection violente d'une masse d'eau et de gaz dans l'atmosphère.

Le cercle dynamométrique emplo jé par le général Abbot dans ses expériences se composait d'un fort anneau en fer forgé assez solide pour résister aux effets violents des explosions et assujetti par des attaches convenables.

Les essais furent faits avec quatre cercles mesurant intérieurement 3, 4, 5 et 8 pieds de diamètre ; les trois premiers avaient 47-2 pouces de largeur et 1 V2 d'épaisseur ; le 4M V2 de largeur et 1 d'épaisseur.

Les dynamomètres étaient fixés dans des douilles munies de fourches qu'on serrait au moyen de clavettes sur l'anneau, deux d'entre eux étaient sur le diamètre horizontal passant par le centre de la charge, deux au-dessus de la charge et deux au-dessous, comme l'indique la fig. 100.

Le cercle était suspendu par un câble en fil de fer fixé à sa partie supérieure ; un câble de sûreté était attaché à la base pour être employé en cas d'acident (fig. 100).

La charge était soutenue au centre de l'anneau par quatre câbles en fil de fer galvanisé attachés eux-mêmes en des points diamétralement opposés.

Le cercle dynamométrique était maintenu dans une position verticale, à des profondeurs variables, au moyen de câbles reliés à ime bouée en fer forgé de 4 à 5"^ "" d'épaisseur, 0-,60 de diamètre et l'n,20 de longueur. Les câbles mesuraient 25 mil. de diamètre. La tête de

la bouée terminée en cône était rattachée au cercle avec interposition d'un dynamomètre.

Des expériences faites avec de fortes charges avaient bien vite démontré Ja nécessité de donner une certaine élasticité à toutes les parties du système ; et dans ce but on avait interposé dans les jonctions un tampon formé de cinq anneaux de caoutchouc de 25 mil. d'épaisseur.

De cette façon l'appareil a pu être projeté jusqu'à 50 pieds hors de l'eau sans souffrir la moindre lésion.

Voici quelles étaient Tes principales dimensions des appareils employés :

Poids da cercle de 3 pieds sans attaches 231 lirres

- 8 - 416 - Poids des attaches avec de grands dynamomètres 232 —

— petits — 205 —

Poids de la bouée et du dynamomètre annexe 656 —

Toutes les expériences étaient faites en faisant détoner, au moyen d'un exploseur électrique,une capsule en cuivre renfermant 1k%55 de fîilminate de mercure.

Outre les six dynamomètres disposés sur l'anneau comme l'indique la fig. 100, le général Abbot en plaçait un septième au-dessous de la bouée, dans le plan vertical de la charge, et d'autres encore à des distances déterminées, afin d'étudier aussi complètement que possible la loi des transmissions.

Après un millier d'expériences exécutées sur près de cinquante matières explosives différentes, le général Abbot a formulé les observations générales suivantes: 0)-

lo La dynamite n^ 1, le fulmicoton comprimé, la forcite n*> 1 et la gélatine explosive de Glascow conviennent pour les opérations sousmarines.

(1) Report npon investigations to dévelop a System of sabmarine mines fordefending the harbors of the United States — papers n» 23, corps ofengineers fi884) — Two addenda.

2" Il n'y a aucun avantage à multiplier les points d'ignition.

Une seule et forte détonation suffit pour faire produire à la charge tout son effet.

3*» Pour assurer la détonation, on peut employer une petite charge de dynamite bien sèche et à l'état pulvérulent.

4** Il n'est pas nécessaire de renfermer la charge dans un récipient très-résistant^ il faut au contraire éviter que celui-ci n'exige pas pour se briser une trop grande quantité de la force développée.

5^ La chambre d'air de la bouée-torpille ne doit pas être plus grande qu'il ne faut pour obtenir simplement la flottaison.

6" Il n'y a pas lieu de craindre le danger d'une explosion par influence ou d'une contre-mine placée dans le voisinage, si l'appareil est construit assez solidement pour résister aux chocs des expé* riences elles-mêmes.

7<> Il n'est pas besoin d'une grande profondeur d'eau ni d'une grande immersion de l'appareil pour obtenir l'effet complet d'une charge. Il suffirait de 3 à 5 pieds d'eau pour une charge de 100 livres d'explosif.

Comparaison des effets produits sous Veau par les différents explosifs . — Les expériences faites à Willets Point par le général Abbot, pendant les quinze dernières années, portent à peu près sur tous les types d'explosifs employés aux usages civils et militaires.

Les essais étaient exactement les mêmes pour tous et consistaient à faire détoner des charges variables à 35 pieds sous l'ejiu dont la profondeur totale était d'environ 75 pieds.

En prenant comme terme de comparaison,et pour unité d'intensité 100, l'effet obtenu avec la dynamite n^ 1, les résultats obtenus sont les suivants.

Composés de nitroglycérine Intensités relatives

Explosive gélatine de Glascow (1884). . 142

Foreite gélatine 133

Forciien^l 124

Explosive gélatine de Glascow (188i) • 117

Dualine • ill

Poudre d'Hercule nO 1 106

Rackarock supérieur • 104

Dynamite nO 1 iOO

Atlas A 100

Atlas B 99

Rendrock à 60 «/o 95

Forcite n» 3 à 40 % ^^

Falmicoton comprimé 87

— granulé ....... 87

— non comprioié 87

Poudre de Vulcain n» 2 82

Dynamite n» 2 83

Poudre d'Hercule n» 2 83

Tonite de Californie ....••. 83

Dynamite mica n® i . • 83

Poudre de Brugère 81

Nitroglycérine 81

Poudre de Vulcain n® 1 78

Poudre de Judsou 3 F 78

Poudre électrique n^ 1 69

Poudre de Désignolle 68

Le tableau graphique ci-contre met en relief les qualités relatives des différents explosifs qui ont donné lieu aux remarques suivantes (*).

h La nitroglycérine pure ne donne pas de bons effets dans les explosions sous-marines.

2* L'idée généralement admise que la valeur d'une dynamite est proportionnelle à la quantité de nitroglycérine qu'elle renferme est absolument erronée.

Ainsi la forcite n'* 3 à 40 V<>, l'Atlas B à 50, le Rendrock à 60, etc. sont aussi lorts que la dynamite n^ 1 à 75 V« de nitroglycérine.

3^ L'addition bien comprise d'une certaine quantité d'une base elle-même explosive augmente énormément l'effet de la nitroglycérine.

C'est le cas de la forcite, du rendrock, de la poudre de Vulcain et eu général des dynamites à base active.

40 C'est une loi à peu près générale que, avec une base donnée, il y a économie à augmenter la proportion de nitroglycérine jusqu'à un certain point au-delà duquel l'avantage cesse complètement.

(1) Report upon investigations, etc. Addendam II, page 31.

C'est ce qu'indique clairement la courbe des bases inertes (voir le tableau ci-dessous).C'est entre 20 et 25 Vo de nitroglycérine que l'on peut fixer la limite utile d'explosibilité d'une poudre.

J^xia csT TercerJtajû af Nitroqlyeerinc.