Brevet FR2341836A1 — publié le 19770916

La présente invention concerne la protection des composants électropyrotechniques contre les courants de décharge d'origine électrostatique. Plus particulièrement, l'invention a pour but de garantir une parfaite insensibilité des artifices électriques, tels que les inflammateurs, allumeurs ou détonateurs, vis à vis des dengers résultant de la création d'arcs électriques provenant de décharges électrostatiques et susceptibles de provoquer une mise à feu inopinée de ces dispositifs. L'accumulation d'électricité statique à proximité des dispositifs susmentionnés, actuellement connus, engendre des tensions très élevées pouvant atteindre plusieurs dizaines de milliers de volts. L'électricité accumulée augmente progressivement jusqu'à ce que la tension électrostatique résultante atteigne elle-meme une valeur suffisante pour provoquer la naissance d'un arc de décharge électro statique entre un élément métallique et les électrodes de mise à feu de la charge. Be danger réside dans le fait que, suivant le point -o fr-il prend naissance, cet arc peut traverser la composition pyrotechnique de l'artifice et provoquer sa mise à feu accidentelle. De nombreuses solutions ont été proposées pour remédier à ces effets. Certaines ont pour but de créer à travers les différents composants de l'artifice un passage préférentiel de faible résistance électrique, permettant l'écoulement de ltélectricité statique en dehors de la zone où se trouve la composition pyrotechnique. On beut par exemple connecter une des électrodes d'amenée de courant à la masse de l'artifice, soit par contact direct de celle-ci avec le corps métallique de l'artifice soit par l'intermédiaire d'un conducteur supplémentaire, soit encore par adjonction d'une couche mince conductrice ou semi-conductrice assurant la conductibilité électrique (métallisation, laque semi-conductrice). On connatt également un procédé qui consiste à utiliser comme matériau de base du corps de l'artifice, une matière thermoplastique (éventuellement un caoutchouc) rendue légèrement conductrice de l'électricité par l'incorporation de constituants conducteurs,genéement à base de carbone.Cependant, les résultats sont assez aléato à å cause des difficultés rencontrées pour obtenir une conductibilité régulière de ces matériaux et aussi à cause de l'instabilité au vieillissement de la conductibilité électrique obtenue. En outre, ce genre de solution bien que relativement efficace contre l'électricité statique, a la particularité de mettre plus ou moins franchement à la masse l'une des électrodes du circuit électrique de mise à feu, ce qui présente de grands inconvénients notamment pour le tir simultané de plusieurs artifices alimentés par la même source électrique. En outre, on introduit un risque supplémentaire de mise à feu intempestive par les courants vagabonds, de faibles tensions mais pouvant atteindre des intensités importantes, que l'on risque de rencontrer à bords d'engins complexes ou dans certains sols conducteurs. On contact encore d'autres types de solutions qui consistent à prévoir des éclateurs de dimensions réduites, aménagés par exemple entre les électrodes et le bottier de l'artifice. Ces éclateurs créent un passage préférentiel de l'arc de décharge électrostatique en dehors des zones dangereuses de l'artifice. Ces solutions présentent l'avantage de maintenir un bon isolement à basse tension entre le circuit de mise à feu et la masse métallique de l'artifice. Cependant, pour entre véritablement efficace les éclateurs doivent avoir des écartements très faibles, ce qui demande une très grande précision dans la réalisation des artifices et augmente considérablement leur coût de fabrication.On introduit en outre un risque de mise en court-circuit de l'artifice en cas de variation des caractéristiques géométriques de celui-ci. L'invention a pour but de résoudre toutes les difficultés susmentionnées. Elle permet d'obtenir une sécurité particulièrement élevée contre les décharges électrostatiques, et un bon isolement à basse tension sans pour autant impliquer un procédé de fabrication délicat et coûteux. Dans cet esprit, l'invention se rapporte à un dispositif formant artifice électrique, tel qu'un inflammateur, détonateur ou analogue, du type comportant une composition pyrotechnique contact avec au moins une électrode d'amenée de courant, ladite composition pyrotechnique et ladite électrode étant logées a' l'intdrieur d'un boftier, caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit bottier est constituée d'un matériau diélectrique à faible tension de claquage et qu'elle est traversée par ladite électrode et en contact avec celle-ei. De préférence, le matériau diélectrique utilisé est un matériau composite formé d'une matière plastique isolante renfermant des particules conductrices, par exemple des billes métalliques, faiblement espacées les unes des autres au sein de ladite matière plastique. Avec une telle structure, l'écoulement d'un éventuel courant de décharge électrostatique ne peut se faire qu'à travers ledit matériau diélectrique à faible tension de claquage, c'està-dire en dehors des zones dangereuses de l'artifice où se trouve concentrée la composition pyrotechnique.Il se crée en effet une infinité de petits arcs électriques entre les billes métalliques voisines à l'intérieur même du matériau di9lectrique composite, définissant un chemin d'écoulement du courant d'origine électrostatique entre le bottier de l'artifice et l'électrode; ce chemin d'écoulement préférentiel ne traversant pas la composition pyrotechnique et ne risquant donc pas de provoquer sa mise à feu accidentelle. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages dé celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un artifice électrique selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe sous un très fort grossissement du matériau diélectrique à faible tension de rupture utilisé dans la construction du dispositif de la figure 1. L'allumeur électrique 11 représenté sur la figure 1 renferme un agglomérat d'une composition pyrotechnique 12 susceptible d'être mis à feu par l'échauffement d'une résistance électrique 17 pouvant elle-R8me entre alimentée par deux électrodesiétalliques 14 et 15. L'allumeur électrique 11 est constitué en outre par une première enveloppe isolante 16 renfermant l'agglomérat de composition pyrotechnique 12 et par une seconde enveloppe métallique 17, externe, entourant l'enveloppe 16. Belon l'invention, toute la partie supérieure de l'alhuneur électrique 11 est obturée par un bouchon 20 en matériau diélectrique à faible tension de claquage. Les électrodes 14 et 15 dont les extrémités inférieures sont en contact avec la composition pyrotechnique, traversent le bouchon 20 et sont en contact avec lui sur une certaine partie de leur longueur. Des gaines plastiques isolantes 21 et 22 protègent les parties restantes des électrodes 14 et 15 et pénètrent à l'intérieur du bouchon 20. En outre, l'enveloppe isolante 16 ne sépare pas complètement le-bouchon 20 de l'enveloppe métallique 17. Au contraire, le contact entre ces deux éléments est assuré le long de toute la couronne périphérique 23 définie à pro ximité de l'extrémité externe du bouchon 20. D'autre part, la figure 2 permet de bien distinguer la structure du matériau composite constituant le bouchon 20. Ce matériau est formé principalement d'une matière plastique isolante 25 renfermant une multitude de petites billes métalliques 26, faiblement espacéesles unes des autres au sein de la matière plastique isolante 25. Gråce à la structure xême du matériau composite utilisé, lorsqu'une décharge électrostatique se produit entre le tube métallique 17 et les électrodes 14 et/ou 15, le courant électrique s'écoule obligatoirement à travers le noyau 20 sans travers l'agglomérat de composition pyrotechnique 12 et donc sans risque de provoquer sa mise à feu. Au contraire, si le noyau 20 était en matière plastique ordinaire parfaitement isolante, ne renfermant pas de particules conductrices, il pourrait se produire au moment de la décharge électrostatique un arc 30 entre l'enveloppe métallique 17 et l'extrémité de l'électrode 15 (ou bien l'électrode 14) cet arc traversant une partie de l'agglomérat de composition pyrotechnique 12 et risquant donc d'en provoquer l'allumage. Le matériau composite utilisé se comporte en fait comraeuiri- nité de petits éclateurs dosés en série-parallèle et susceptibles ebiaison de leur grand nombre, d'écouler un courant d'origine électrostatique relativement important. Lorsque la tension électrostatique accumulée augmente, il se produit une variation de la résistivité du matériau composite du bouchon 20 qui devient brusquement conducteur au delà d'un certain seuil de tension qui dépend de l'écartement moyen entre les billes métalliques 26 et donc de la densité des billes 26 à l'intérieur de la matière plastique isolante 25. En revanche, l'isolement est très bon sous basse tension, ctest-à-dire pour une tension usuelle d'origine non électrostatique, notamment la tension d'utilisation de linfwammateur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation du dispositif qui vient d'entre décrit, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en oeuvre si ceuxci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. R E V 2 N D I C A T I O N S 1. Dispositif formant artifice électrique, tel qu'un inflammateur, détonateur ou analogue, du type comportant une composition pyrotechnique en contact avec au moins une électrode d'amenée de courant, ladite composition pyrotechnique et ladite électrode étant logées à l'intérieur d'un boîtier, caractérisé en ce qutau-moins une partie dudit bottier est constituée d'un matériau diélectrique à faible tension de claquage et qu'elle est traversée par ladite électrode et en contact avec celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boftier est constitué d'une première enveloppe isolante ren ferait ladite composition pyrotechnique,d'une seconde enveloppe métallique externe entourant ladite première enveloppe et d'un bouchon en matériau diélectrique à faible tension de claquage, traversé par ladite électrode; ledit bouchon étant en contact à sa périphérie avec ladite seconde enveloppe. 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit matériau diélectrique à faible tension de claquage est constitué d'une matière plastique isolante renfermant des particules conductrices, par exemple des billes métalliques, faiblement espacées les unes des autres au sein de ladite matière plastique.