EXPLOSIFS

(En commun avec Mallard.)

Explosifs de sûreté à l'azotate d'ammoniaque.

Pendant longtemps, la majeure partie des accidents de grisou a été occasionnée par le tirage des coups de mines. Des expériences exécutées sous les auspices de la Commission des substances explosives, avec la collaboration de M. Bruneau, ingénieur des poudres et salpêtres, nous ont permis de trouver des explosifs capables de détoner sans allumer le grisou. Leur emploi est aujourd’hui obligatoire dans toutes les mines à grisou en France; leur consommation annuelle est d’environ 5ooooo k s; leur emploi commence à se répandre à l’étranger.

Nos expériences ont d’abord établi que la poudre noire et, plus généralement, tous les explosifs déflagrants allumaient infailliblement les mélanges grisouteux, quelles que soient les précautions prises dans leur emploi. Les explosifs détonants seuls peuvent, dans des conditions que nous avons définies, ne pas allumer le grisou. Au nombre de ces conditions, les deux plus importantes sont la masse relative du bourrage et la température de combustion de l’explosif. Pour abaisser cette température, nous avons utilisé un explosif nouveau, l’azotate d’ammoniaque, dont la propriété de détoner n’était pas connue avant nos recherches. Ce corps était déjà employé comme comburant dans la confection des poudres, au même titre que l’azotate de potasse. On savait, par les travaux de M. Berthelot, qu’il appartenait à la famille générale des explosifs en raison de sa chaleur élevée de décomposition, mais on ne s’était pas rendu compte que, pour réaliser pratiquement sa détonation, il suffisait du contact d’une petite quantité d’un explosif brisant proprement dit; on n’aurait pas eu l’idée de l’employer concurremment avec des explosifs à excès d’oxygène, tels que la nitroglycé-

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Ces explosifs, depuis qu’ils sont en usage, n’ont seul accident de grisou.

Calcul de la puissance des explosifs.

Parallèlement à ces recherches expérimentales, j’ai, avec Mallard, fait quelques études théoriques de nature à préciser le rôle des explosifs de mines. Nous avons montré que la sécurité des explosifs détonants résultait de la rapidité de leur détente; nous avons calculé le refroidissement produit et montré que la température tombait en quelques millièmes de seconde de 2000° et plus à la température ambiante. Ce fait, rapproché du retard à l’inflammation du grisou que nous avions observé antérieurement, donne l’explication complète de la sécurité possible des explosifs détonants.

Nous avons, d’autre part, donné le moyen de calculer la puissance d'un explosif en partant de sa composition chimique et de sa chaleur de décomposition.

La formule connue d’Abel, P = qui donne la pression en

fonction de la densité de chargement, renferme deux paramètres indéterminés /et a que l’on calculait avant nos recherches en mesurant deux pressions explosives P, correspondant à deux densités de chargement A différentes. Nous avons donné le moyen de calculer a priori les deux paramètres / et a, en remarquant que la formule d’Abel se confond avec l’équation des fluides de van der Waals, dont le second terme devient négligeable aux températures élevées développées par les explosifs. Dans ces conditions, les deux paramètres représentent :

a le covolume dès gaz augmenté du volume total des corps non gazeux. Le covolume est égal au ^ du volume des gaz mesuré à o° et

/ est, à un coefficient près connu, égal à la température absolue des produits de la détonation.

Nous avons donné le moyen de calculer cette température de détonation, ce qu’on n’avait pu faire jusque-là. Pour cela, nous avons suivi la marche suivante :

i° Nous avons démontré que la dissociation n’intervenait pas pour

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limiter la température de détonation des explosifs. Pour cela, nous sommes partis de nos expériences antérieures sur la combustion des mélanges gazeux et avons calculé la suite des pressions et températures correspondantes pour lesquelles la dissociation est négligeable, en nous servant de la formule générale de l’équilibre isochimique déduite par l’un de nous des principes de la Thermodynamique.

2° Nous avons démontré que, dans tous les cas où le second terme de l’équation de Van der Waals est négligeable, la chaleur spécifique des gaz est indépendante de la pression. On pouvait donc, dans les calculs relatifs aux explosifs, employer les chaleurs spécifiques que nous avions antérieurement déduites de nos expériences sur la combustion des mélanges gazeux au voisinage de la pression ordinaire.

Les pressions ainsi calculées a priori sont d’accord dans les limites d’erreur des expériences, avec les résultats des mesures directes. Ces formules, que nous avions établies exclusivement en vue du calcul des explosifs de mines, ont été depuis étendues aux explosifs de guerre en Angleterre avec les coefficients numériques mêmes que nous avons donnés; en France, plus récemment, avec une légère modification du second paramètre de notre formule des chaleurs spécifiques.