Brevet FR2508897A1 — publié le 19830107

La présente invention concerne un procédé d'éli- mination temporaire des risques présentés pendant le trans- port, le stockage et la manutention générale des matières explosives solides formées de particules et/ou d'autres su stance-s sxplosives solides formées de particules. Le terme "désensibilisation" est utilisé dans le présent mémoire pour désigner de façon générale la mise temporaire d'une substance explosive à un état non explosif. En conséquence, on peut considérer que l'invention concerne un procédé de "désensibilisation" de substances explosives solides sous forme de particules. Un grand nombre de substances explosives dont de nombreuses sont actuellement utilisées exclusivement comme explosifs, pourraient tre utilisées a l'avenir corcîns matière première dans diverses opérations chimiques, à con- dition que les risques d'erplosion qu'elles présentent pen- dant la manutention, le transport et le stockage normaux puissent être élimines Actuellement, on ne peut utiliser de telles substances qu'après avoir pris des mesures de précaution considérables si bien qu'elles ne sont disponibles que dans l'industrie des explosifs exclusivement L'inven- tion a pour objet de permettre la disponibilité de ces types de substances explosives solides dans toute industrie chi- mique souhaitant les utiliser. Un exemple de substance explosive solide qui est déjà utilisée dans une certaine mesure comme matière première dans la technologie chimique et dont l'utilisation augmentera beaucoup à l'avenir, selon toute probabilité, est le trini- trobenzene Un exemple de matière explosive purement mili- taire qui peut présenter un grand intérêt dans les applica- tions civiles comme matière première à condition que les pro- blèmes de sécurité qu'elle pose puissent être résolus de façon satisfaisante, est le trinitrotoluèneo L'invention concerne un procédé de désensibilisa- tion temporaire de substances explosives solides formées de particules, c'est-à-dire un procédé les rendant non explo- sives Cette expression indique que ces substances ne doivent 2 x 08897- pas pouvoir présenter une détonation même lorsqu'elles sont soumises à des détonations, des étincelles, des coups ou un chauffage raisonnablement intense provoquant normalement leur amorçage Le terme "temporaire" utilisé dans le présent mémoire indique que, quelles que soient les opérations exécutées afin que la manutention de la substance explosive ne présente pas de risques, les mesures prises peuvent être facilement éliminées ou compensées afin que seule la sub- stance originale totalement pure soit restituée Une au- tre condition de l'utilisation d'une substance de désensi- bilisation est qu'elle soit stable lcrs du stockage, c'est- à-dire qu'un stockage prolongé ne doit pas provoquer une modification de la composition chimique ou une dégradation progressive de l'effet désensibilisateur de telles substances. On a constaté selon l'invention que des substances solides formées de particules pouvaient être désensibilisées simplement par mélange de la substance considérée avec une quantité suffisante d'une matière non explosive formée de particules et qui est elle-iâm Inerte vis-à-vis de la substance explosive On a aussi constaté que différentes matières qui remplissent toutes les conditions indiquées précédemment, ont un fonctionnement de qualité variable, c'est-à-dire qu'il faut des quantités variables des matières considérées pour la formation d'un mélange ne présentant pas de risques. Les sels contenant des ions chlorure se sont révélés comme particulièrement avantageux sous forme de substances désensibilisatrices La substance désensibilisatrice qui est certainement la meilleure est le chlorure de calcium Cepen- dant, pour des raisons d'utilisation pratique, on doit aussi considérer l'utilisation du chlorure de sodium et du chlorure ferreux (Fe C 12), même s'il en faut des quantités relativement plus importantes que les quantités nécessaires correspondan- tes de chlorure de calcium. Les expériences montrent qu'une substance consti- tuant un explosif tel que le trinitrobenzène peut être désen- sibilisée par mélange avec à peine plus de 50 % en poids de chlorure de calcium L'utilisation de chlorure de sodium ou de chorure ferreux nécessite une quantité plus grande A cet égard, il faut noter qu'on peut aussi considérer l'uti- lisation de chlorure de calcium et de chlorure de fer conte- nant de l'eau de cristallisation. La condition de stabilité lors du stockage né- cessite que la substance explosive et la substance désensi- bilisatrice aient à peu près la même granulométrie sous forme de mélangessecs contenant différentes fractions qui ont tendance à se séparer lorsqu'elles sont soumises à des vibrations ou un secouage continus La granulométrie et la constitution de la substance explosive et de là substance désensibilisatrice à la fois ont probablement une certaine influence sur la tendance du mélange à se séparer sous l'ac- tion de secousses et/ou de vibrations, mais ce comportement est très difficile à déterminer et à définir clairement Ce- pendant, on détermine que la substance désensibilisatrice peut avoir une dimension moyenne de grains comprise entre le double et la moitié de la dimension moyenne des grains de la substance explosive, sans que la stabilité du mélange au stockage risque d'être fortement réduite. Pour qu'une matière explosive puisse être utilisée comme matière première dans une opération chimique, la désen- sibilisation doit être temporaire, c'est-à-dire que la re- mise de la substance d'origine sous forme pure doit être facile La condition selon laquelle la substance originale doit être facilement restituée ne doit pas réduire la sta- bilité de la substance désensibilisée Dans le cas de la désensibilisation de substances explosives qui ne sont pas solubles dans l'eau, des substances désensibilisatrices fa- cilement solubles dans l'eau sont avantageuses car elles peuvent être facilement retirées par lavage à l'eau dès que la substance explosive doit être remise sous forme pure. Il est aussi souhaitable à cet égard que la solution aqueuse contenant la substance désensibilisée ne pose pas de problèmes de pollution par ellemême Parmi les substances formées de particules qui ont été essayées et qui se sont révélées soit totalement impropres comme substances désensibilisatrices soit peu efficaces, on peut citer le lactose, le sulfate de sodium, l'oxyde de fer Fe 203 et la poudre de fer. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples particuliers de mise en oeuvre. On soumet des compositions, décrites dans la suite du présent mémoire, a un ou plusieurs essais tels que décrits dans la suite. Dans un essai de détonation, une composition essayée est tassée dans un tube d'acier ayant des dimensions prédéterminées, avec un détonateur classique à amorce dé- clenchée électriquement L'évaluation du tube qui a éclaté ensuite permet la détermination directe du fait que la com- position d'essai a détoné ou que seul le détonateur a pro- vaqué la détérioration. L'essai de déflagration est utilisé pour la déter- mination du fait que la surface supérieure libre peut être enflammée avec une flamme nue ou non. Dans le cas de l'essai en tube d'acier, la compo- sition est chauffée de façon intense dans un tube d'acier soit électriquement, soit avec un bec "Bunsen" La cha- leur doit être suffisamment intense pour que la composition d'essai se désintègre La sensibilité des diverses composi- tions peut être évaluée par mesure de là plus grande ouverture de buse formée dans le tube d'acier pour laquelle le tube éclate du fait de l'augmentation de la pression provoquée par la désintégration de la composition essayée Un procédé plus commode de comparaison de la sensi- bilité des divers mélanges est l'utilisation d'un orifice normalisé de buse et d'une composition d'essai de référence, et la mesure du temps nécessaire et de la quantité de chaleur nécessaire pour que le tube d'acier éclate Dans les essais indiqués dans la suite du présent mémoire, on utilise un ori- fice de buse de 1,0 mm et une composition d'essai pesant 15 g dans tous les cas Les valeurs données dans le tableau qui suit concernent les essais réalisés avec un chauffage électrique. ESSAIS EN TUBE D'ACIER Rapport de mélange Temps avant Energie créée par substance explosive/ détonation la détonation, k J substance désensibi s lisatue % en;i TNB/Fe O 03 30/70 56 16,5 "I 50/50 51 15,7 TNB/Fe C 12 4 H 20 30/70 pas de détonation " 40/60 157 48,4 TNB/Na 2 SO 4 50/50 88 26,5 TNB/Fe-poudre 50/50 101 30,0 TNB/lactose 50/50 66 19,4 TNB/Ca Ci 2 6 H 20 40/60 pas de détonation " 50/50 " " 60/40 216 65 1 " 80/20 135 45,0 TNB,/Na Cl 50/50 122 39,6 " 80/20 111 31,9 TNB = 1,3,5-triniirobenzène L'essai de détonation montre que les mélanges /50 de trinitrobernzène et de Ca C 12 peuvent exploser alors que les mélanges 45/55 ne peuvent pas exploser L'essai en tube d'acier est aussi mis en oeuvre avec des mélanges de trinitrobenzène et de Ca C 12 45/55, avec chauffage à l'aide de la flamme d'un brûleur à gaz, sans que le mélange explose. Un essai comparable de déflagration montre aussi qu'un mé- lange 45/55 de trinitrobenzène et de chlorure de calcium ne peut pas être enflammé par une flamme nue. On soumet aussi les mélanges 45/55 de trinitro- benzene et de chlorure de calcium a des essais classiques en chambre de choc dans laquelle une masse de 2 kg tombe d'une hauteur de 150 cm, sans que le mélange explose. Ainsi, ces expériences montrent pour le moins qu'un mélange homogène de trinitrobenzène et de chlorure de calcium contenant au maximum 45 % en poids de trinitro- benzène doit être considéré comme une substance non explosive Il faut aussi noter à cet égard que d'autres va- leurs limites semblent s'appliquer à d'autres substances explosives formées de particules Par exemplejans le cas du trinitrotoluène, il faut des quantités de matúère dé- sensibilisatrice plus importantes que dans le cas du trini- trobenzène. REVENDICATIONS 1 Procédé de désensibilisation de substances ex- plosives solides formées de particules, caractérisé en ce que la substance est mélangée à une matière solide parti- culaire non explosive et inerte vis-à-vis de la substance explosive, cette matière étant appelée substance désensibi- lisatrice, celle-ci ayant à peu près la même dimension particulaire moyenne que la substance explosive, et la quan- tité de substance désensibilisatrice est suffisante pour que le mélange dans son ensemble ne soit pas explosif. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance désensibilisatrice choisie a une dimen- sion particulaire moyenne qui ne dépasse pas le double de la dimension particulaire moyenne de la substance explosive et qui n'est pas inférieure à la moitié de la dimension particulaire moyenne de la substance explosive. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la substance explosive n'est pas solu- ble dans l'eau, et la substance désensibilisatrice est un sel facilement soluble dans l'eau. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la substance désensibilisatrice est un sel contenant des ions chlorure. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la substance désensibilisatrice est le chlorure de calcium Ca C 12. 6 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la substance désensibilisatrice est choisie dans le groupe qui comprend le chlorure de sodium Na Cl et le chlorure ferreux Fe Cl 2. 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la substance désensibilisatrice choisie est le chlo- rure de calcium, et il est ajouté en quantité qui n'est pas inférieure à 50 % en poids. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à la désensibilisation du 1,3,5-trini- trobenzene, caractérisé en ce qu'il comprend la préparation d'un mélange homogène de 1,3,5-trinitrobenzène et de chlo- rure de calcium contenant de l'eau de cristallisation, ayant sensiblement la composition Ca C 12 H 20, ayant pratiquement à peu près la même granulométrie. 9 Procédé selon la revendication 8, destiné à la désensibilisation du 1,3, 5-trinitrobenzène, caractérisé en ce que le chlorure de calcium est ajouté au trinitrobenzène et a une dimension particulaire qui n'est pas inférieure à la moitié ou supérieure au double de la dimension des par- ticules de trinitrobenzène, et le chlorure de calcium est présent en quantité supérieure ou égale à 55 % du poids de la totalité du mélange.