Brevet FR2309494A1 — publié le 19761126

La présente invention se réfère aux détonateurs utilisés pour amorcer les tirs de mines, et concerne plus spécialement un nous veau détonateur présentant des avantages très importants par rap port à ceux actuellement connus, et notamment une sécurité consi dérablement accrue vis-à-vis des risques de départ intempestif. A cet effet, le détonateur selon l'invention est caractérisé en ce que l'élément détonant est constitué d'une quantité très mi nime de composition explosive, logée dans un orifice axial d'un tube à paroi épaisse lui-même inséré dans un tube allongé à parois minces recevant à ses extrémités, d'une part le cordeau, d'autre part une mèche ou un élément électrique d'allumage. On sait qu'actuellement pour amorcer des tirs de mine on utili se des détonateurs ordinaires à mèche ou électrique, instantanés, à retard ou micro-retard. Ceux-ci sont, soit directement introduits dans la cartouche d'explosif à faire détoner, soit, de plus en plus souvent, fixés à un cordeau détonant qui a la charge de transmettre la détonation aux diverses mines. Ces détonateurs présentent un certain nombre d'inconvénients sur le plan de la sécurité ; les produits entrant dans leur fabri cation sont sensibles au choc et, au frottement, de plus les déto nateurs électriques sont sensibles aux courants telluriques, à la foudre et aux ondes hertziennes. La détonation intempestive, même d'un seul de ces détonateurs, compte tenu de la masse d'explosifs qu'il contient et de sa posi tion, présente un danger de blessures graves pour les individus proches. Par ailleurs, l'explosion d'un seul détonateur dans une botte de détonateurs se propage à l'ensemble et provoque une ex plosion importante Il en est de même bien entendu dans les caisses d'emballage pour le transport. Ces divers inconvénients rendent la fabrication et le transport de détonateurs délicats et dangereux et ceux-ci sont donc soumis à des règles très strictes qui inter disent le plus souvent les transports par avion et dans des véhi cules eux-mêmes chargés d'explosifs ou de produits dangereux. Au contraire, ces défauts sont pratiquement éliminés par le détonateur selon l'invention conçu pour, tout en réunissant le maximum des conditions de sécurité, provoquer l'amorçage de tout cordeau détonant ou morceau de cordeau détonant de toute dimension y compris l'amorçage de guides d'impulsion tubulaires, de boosters, d'éléments spéciaux ou de tout explosif secondaire sensible. Jusqu'ici les détonateurs étaient réalisés sous une forme tel le et la charge d'amorçage avait une position telle, qu'il était nécessaire pour provoquer l'amorçage d'avoir des quantités relativement importantes d'explosifs primaires et d'explosifs secondaires. Le plus faible détonateur standard est le détonateur nO 1 contenant de 0,25 à 0,30 g d'explosif (fulminate de Mercure) Il ne présente qu'un intérêt d'étude et de laboratoire car il ne permet pratiquement pas l'amorçage sûr des explosifs industriels. Les détonateurs utilisés en fait pour amorcer le cordeau détonant et les explosifs, sont, dans certains pays, les détonateurs nO 6 et 7 et plus généralement et'en particulier en France, le nO 8. Les détonateurs standards ont une charge de fulminate de mercure de 1 g pour le nO 6, 1,5g pour le nO 7, 2 g pour le nO 8, cependant que, dans la forme composite, le nO 8 a une charge approximative totale de 0,675g d'explosif se décomposant en 0,225g d'explosifs primaires et 0,450g d'explosifs secondaires. Le détonateur haute sécurité selon l'invention, dans la réalisation à mèche,est caractérisé par le fait d'être constitué d'une enveloppe tubulaire métallique ou plastique mince (a sur le dessin annexé), ouverte à ses extrémités, contenant dans un petit tube métallique ou plastique à paroi épaisse une composition explosive, généralement double, constituée alors, d'une part d'un explosif primaire d'amorçage d'autre part d'un explosif secondaire, le poids de l'ensemble de ces deux compositions ne dépassant pas en général 150 mg. (b sur le dessin annexé). Le détonateur haute sécurité selon l'invention, à allumeur électrique, est analogue au détonateur haute sécurité à mèche, mais le tube mince est fermé d'un côté par l'allumeur électrique, cependant que le côté chargé d'explosifs secondaires reste ouvert. Lors du déclenchement de la détonation, celle-ci se fait à l'intérieur du tube à paroi épaisse et provoque une onde explosive dirigée, permettant l'amorçage d'un cordeau détonant ou d'un autre explosif secondaire sensible, seulement dans une direction bien déterminée qui est celle de l'axe du tube. L'enveloppe tubulaire à paroi mince (a) peut être en métal ou en matière plastique, sa longueur et ses dimensions ne sont pas caractéristiques de l'invention. Elle est en général d'un diamètre analogue à celui des détonateurs classiques et d'une longueur légèrement supérieure, de 1 à 2 cm environ. Elle peut être légère- ment conique. S'il s'agit d'un détonateur à mèche (figure 1) il est ouvert aux deux extrémités s'il s'agit d'un détonateur électrique (figure 2), il est fermé d'un côté par l'élément électrique d'allumage (élément c) et ouvert à l'autre extrémité du côté de l'explosif secondaire. Le tube à paroi épaisse a un diamètre extérieur très proche du diamètre intérieur du tube à paroi mince, de façon à pouvoir être enfoncé à force. Il peut être aussi de forme légèrement conique ou comporter une ou plusieurs gorges de sertissage. Le tube à paroi épaisse peut être en métal ou en matière plastique très résistante et peu élastique, mais il est normalement en fer, aluminium, cuivre, laiton, zinc, zamac etc.. ou tout métal, tout alliage ou toute matière convenable compatible avec l'explosif qu'il contient. L'épaisseur et la hauteur sont fonction de la matière du tube et de la quantité d'explosifs qu'il contient. Elles doivent éts- telles qu'à l'explosion, même s'il est légèrement déformé, le tube n'explose pas mais que les produits de décomposition s'échappent dans l'axe du tube, essentiellement vers l'extrémité ouverte (ou recevant le cordeau ou le booster). La nature de la charge explosive peut être simple ou composite. En général elle comporte une petite quantité d'explosifs initiants primaires très sensibles, tels que fulminate de mercure, Diazodinitrophénol, Azoture et Trinitroresorsinate de plomb ou tout autre. Cette charge, si le détonateur est composite , se trouve en contact avec une deuxième charge d'explosifs dits secondaires, de type classique employé dans les détonateurs tels que Penthrite, Jexogene, T.N.T., Tetryl etc... et/ou leurs mélanges. La qualité de la charge d'explosifs primaires ou secondaires n'est pas caractéristique de l'invention. L'extrémité extérieure du côté ouvert de la charge peut être de forme plane, conique ou concave, pour provoquer un effet directif plus important. La quantité totale d'explosifs contenue dans le détonateur est toujours très faible par rapport à celle contenue dans un détonateur classique normal (environ 1/5 ou moins). Ainsi un détonateur haute sécurité selon l'invention peut contenir des charges totales d'explosifs aussi faibles que 10 ou 20 mg de préférence ces charges sont de 30 à 55 mg. I1 est évidemment pos sigle'de mettre'des charges plus élevées mais si l'on dépasse 100 à 150 mg il faut prendre des tubes épais de plus en plus forts si non on se rapproche des détonateurs classiques qui ne sont plus de sécurité. On peut aussi descendre jusqu'à 5 mg ou même moins, mais évidemment les risques de ratés augmentent. I1 importe alors que le diamètre intérieur du tube à paroi épaisse soit tel que la longueur de la charge qu'il contient soit d'environ 1,5 à 2 fois le diamètre intérieur, de façon que l'explosif puisse prendre sa vitesse. Pour les détonateurs à mèche ou électriques instantanés, le tube épais ou élément détonant (élément b) ne contient que le ou les explosifs d'amorçage ; pour les détonateurs à retard ou microretard, il faut prévoir un élément retard (élément e- figure 3) ou micro-retard classique interposé entre l'élément d'allumage et l'élément détonant. Cependant cet élément retard peut être aussi incorporé dans l'élément détonant qui comprend alors deux parties dans le même tube épais, une partie retard ou micro-retard et une partie détonante composée de un ou plusieurs explosifs. Le détonateur haute sécurité est principalement destiné à initier un cordeau détonant. Pour ce faire, le cordeau est introduit dans la partie inférieure ouverte du détonateur, côté explosifs secondaires et légèrement serti pour y être fixé. Lorsqu'il s'agit d'un détonateur à mèche celle-ci est également introduite et sertie à l'autre extrémité. L'explosion du détonateur entraîne l'explosion du cordeau qui est ainsi transmise aux explosifs de mines que l'on veut amorcer. Si l'on veut amorcer directement une cartouche d'explosifs de mines on peut le faire comme avec un détonateur ordinaire mais il faut employer soit un renforçateur spécial (élément d), soit plus simplement un petit morceau de quelques centimètres de cordeau serti sur le détonateur et introduit dans la cartouche à faire détoner. On peut par le même moyen amorcer des boosters ou charges d'amor çages pour les explosifs peu sensibles tels que les bouillies ou agents de sautage. Le renforçateur spécial peut être un tube à paroi mince, souple ou rigide, contenant une charge d'explosif secondaire (élément d). On peut également avec ce type de détonateur amorcer du cordeau détonant de basse énergie tel que le Gammacord. Les détonateurs ainsi réalisés sont de haute sécurité ; en effet l'explosion de l'un d'entre eux placé le long d'une cartouche explosive (dynamite), n'entraine pas la détonation de celle-ci. Il en est de même, en général, pour le détonateur introduit sans cordeau dans la cartouche. L'explosion d'un détonateur haute sécurité dans une boite de 100 détonateurs identiques, tous rangés les uns contre les autres comme tous les emballages de détonateurs identiques, tous rangés les uns contre les autres comme tous les emballages de détonateurs classiques, n'entraîne pas l'explosion des détonateurs voisins mais seulement leur dispersion dans un rayon de 25 cm. L'explosion simultanée de 100 détonateurs haute sécurité dans un emballage classique n'entraîne pas la destruction de l'emballage mais seulement une légère émission de fumée. Nous donnons ci-après un certain nombre d'exemples à titre énonciatif et non limitatif qui indiquent certains modes de réalisation de l'invention Exemple nO 1 Pour réaliser un détonateur haute sécurité, on prend un anneau de laiton protégé (b) diamètre extérieur 6,35 mm, diamètre intérieur 3,4 mm,longueur = 10 mm. Cet anneau est chargé avec 20 mg de penthrite, puis avec 32 mg d'un mélange 30/70 d'azoture de Pb dextriné et de trinitrorésorcinate de Pb. Le tout est comprime puis soumis à un vernissage à chaque extrémité et sera appelé 11élément détonant". Il est ensuite enfilé à force dans un tube d'aluminium (a) légèrement conique,de 7mm de diamètre extérieur, de longueur 56 mm, épaisseur moyenne 35/100 mm, jusqu'à une distance de 20 à 25 mm de l'extrémité suivant schéma 1. On a ainsi réalisé un. détonateur basse énergie pour mèche. Exemple n0 2 Pour réaliser un détonateur électrique haute sécurité on prend un anneau de laiton protégé de diamètre extérieur 7 mm,diamètre intérieur 3,4 mm. Cet anneau est chargé avec 20 mg de penthrite puis avec 32 mg d'azoture dextriné. Le tout fortement comprimé et soumis à un vernissage à chaque extrémité est emmanché à force dans un tube d'aluminium légèrement conique de diamètre intérieur moyen de 7 mm,de longueur56 mm, épaisseur 1 mm, jusqu'à une distance de 20 mm à l'extrémité, suivant schéma n" 2. Par ailleurs, de l'autre côté on sertit la pilule d'un détonateur électrique (élément'C) classique avec son bouchon. On a ainsi rOa- lisé un détonateur électrique instantané haute sécurité. Exemple nO 3 On prend un tube d'aluminium de 70 mm de long et de 7 mm de diame- tre intérieur. On y emmanche à force un "élément détonant" selon l'exemple 2 enduit d'une résine thermodurcissable pour collage puis on introduit un élément retardateur (élément e) classique appuyé sur l'élément détonnt et on sertit par-dessus la pilule et son bouchon. On obtient ainsi un détonateur haute sécurité à retard. Exemple nO 4 On prend un tube de laiton protégé de 20 mm de long, 7,20 mm de diamètre extérieur, 3,5 mm de diamètre intérieur que l'on charge successivement de penthrite (20 mg), azoture dextriné (32mg), d'une composition retardatrice micro-retard, le tout comprimé en une ou plusieurs fois. Puis on enfonce à force le tube de laiton dans un tube d'aluminium jusqu'à 20 mm environ de l'extrémité. On sertit à la partie supérieure une pilule et son bouchon, on obtient ainsi un détonateur haute sécurité à micro-retard. Exemple NO 5 On procède comme dans l'exemple 2, mais pour réaliser l'élément détonant on prend un tube de laiton protégé de diamètre extérieur de 7 mmzde diamètre intérieur 0,8 mm et de longueur 3 mm. On le charge de 4 mg d'azoture de plomb dextriné. Cette charge est fortement comprimée et l'élément est emmanché à force dans un tube d'aluminium comme dans l'exemple nO 2. Après sertissage d'une "pilule" d'allumage électrique, on dispose d'un détonateur de très haute sécurité qui allume et fait détoner un cordeau détonant normal du commerce. REVENDICATIONS 1 - Détonateur à haute sécurité, caractérisé en ce que l'élément détonant est constitué d'une quantité très minime de composition explosive, logée dans un orifice axial d'un tube à paroi épaisse, lui-même inséré dans un tube allongé ouvert, à paroi mince, recevant à ses extrémités, d'une part le cordeau et d'autre part une mèche ou un élément électrique d'allumage. 2 - Détonateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube à paroi épaisse est en métal alliage ou matière plastique résistante et compatible avec les constituants de la composition explosive. 3 - Détonateur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le tube à paroi épaisse fait partie intégrante du tube à paroi mince. 4 - Détonateur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il est emmanché à force, serti ou collé dans le tube à paroi mince. 5 - Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la charge totale de composition explosive est de 4 à 200 mg, et de préférence de 20 à 80 mg. 6 - Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la hauteur du tube à paroi épaisse est égale ou supérieure à 1,5 fois son diamètre intérieur. 7 - Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte une composition retard contenue ou non dans le tube même à paroi épaisse.