Brevet FR2778239A1 — publié le 19991105

La présente invention se situe dans le domaine des munitions contenant des agents toxiques chimiques ou bactériologiques. Elle a pour but de proposer un procédé et une installation de destruction de telles munitions qui soient satisfaisants pour la sécurité des personnels et de l'environnement. Elle concerne plus particulièrement la destruction de telles munitions provenant des champs de batailles o on les retrouve, après tir, mais n'ayant pas fonctionné pour des raisons diverses. Ces munitions présentent un très grand danger pyrotechnique puisqu'il est raisonnable de penser que la chaîne pyrotechnique d'initiation est en position opérationnelle et peut fonctionner sous l'effet de sollicitations même faibles. Le danger pyrotechnique se double d'un danger toxique. La manipulation, par des personnels, de ces munitions est proscrite et le recours à une automatisation poussée du procédé, à base de télémanipulations, est imposée de fait. Ces munitions, du type tête d'obus, comprennent dans différentes enveloppes, généralement métalliques: - une charge d'agent toxique, - une charge pyrotechnique de dispersion, - un système d'initiation qui initie le fonctionnement de la charge pyrotechnique de dispersion et provoque l'éclatement de la munition et la dispersion de l'agent toxique. Le système d'initiation est par exemple du type fusée d'impact, ou de proximité. Les agents toxiques chimiques sont parmi ceux connus sous le nom "gaz de combat" et se caractérisent par leur action suffocante, vésicante, hémotoxique ou neurotoxique. Les agents toxiques bactériologiques sont beaucoup moins connus, mais des souches microbiennes ou virales sont utilisées. Par destruction des munitions nous entendrons la destruction des contenants et des contenus: c'est-à- dire la destruction de la charge pyrotechnique de dispersion, la destruction (ou détoxication) de la charge d'agent toxique et enfin la destruction des enveloppes qui contiennent ces charges et de la structure de la munition de façon qu'elles puissent être mises à la ferraille ou recyclées après décontamination. Les procédés consistant à disposer sur la munition des charges relais pour initier le fonctionnement de la charge pyrotechnique de dispersion, dans des installations appropriées, tels que le procédé décrit dans le brevet FR 2 704 640, sont difficilement envisageables car peu ou pas appropriés à la mise en oeuvre de télémanipulation. Des procédés utilisant des fours blindés pour chauffer la munition jusqu'à la réaction de la charge pyrotechnique de dispersion sont aussi connus. Si ces procédés se prêtent bien à l'automatisation, ils présentent les inconvénients d'être mis en oeuvre dans des installations complexes et lourdes et d'être très consommateurs d'énergie. En effet le matériau constitutif du four et du blindage perd de ses propriétés mécaniques à chaud, le dispositif doit être largement surdimensionné pour résister aux détonations et il faudra beaucoup d'énergie pour le chauffer. Par exemple le brevet WO 96/12157 décrit un four contenant une enceinte de détonation dans laquelle est placée la munition à détruire qui est ainsi chauffée indirectement jusqu'à son éclatement. Le procédé de la présente invention, compatible avec une automatisation poussée, vise à résoudre ces problèmes tout en présentant des conditions d'utilisation satisfaisantes pour la sécurité des personnels et de l'environnement. La présente invention concerne donc un procédé de destruction de munition, placée dans une enceinte résistante aux explosions fermée de façon étanche par un dispositif de chauffage et de mise en circulation de gaz, ladite munition comportant au moins une charge d'agent toxique et une charge pyrotechnique de dispersion dont on initie la réaction par chauffage, procédé tel que le cycle suivant d'opérations est effectué: - un écoulement forcé de gaz chauds autour de la munition réalise le chauffage jusqu'à la réaction de la charge pyrotechnique, - après éclatement de la munition l'enceinte est isolée, purgée des effluents et vidée des débris solides pour la réalisation d'un autre cycle de destruction. Pendant le chauffage, la température de la charge pyrotechnique de dispersion augmente, lorsqu'elle atteint son point d'auto- inflammation, la charge pyrotechnique réagit par une combustion plus ou moins vive, une déflagration ou une détonation. Nous utiliserons par la suite le terme explosion pour désigner ces différents types de réactions qui peuvent avoir lieu. Cette réaction fait éclater la munition et disperse l'agent toxique. Les effluents ainsi libérés et les débris solides sont ensuite dirigés vers des installations annexes pour les traiter: ces installations comportent des fours pour pyrolyse sous vide ou pression réduite ou des bains de métal fondu, ou tout autre installation de détoxication et de traitement. Avantageusement les gaz chauds sont canalisés autour de la munition par un manchon calorifugé. Ce manchon a un diamètre supérieur de environ 1, 05 à environ 1,3 fois le calibre de la munition, et préférentiellement de environ 1,1 à environ 1,20 fois le calibre. L'écoulement des gaz autour de la munition se fait à vitesse élevée et en régime turbulent, ce qui augmente le transfert thermique par convection. La vitesse d'écoulement des gaz autour de la munition est comprise entre 10m/s et 150m/s et préférentiellement entre 50m/s et lOOm/s. Ce manchon est calorifugé pour éviter de chauffer l'enceinte résistante aux explosions dont les dimensions seront réduites. Enfin, préférentiellement le manchon calorifugé n'est pas dimensionné pour résister aux explosions: il est consommable. Avantageusement les gaz chauds sont à une température supérieure à environ 400 C et préférentiellement supérieure à 600 C. Ces températures sont nettement supérieures à la température d'auto inflammation de la charge pyrotechnique et sont choisies pour assurer une montée très rapide de la température de ladite charge pyrotechnique. Préférentiellement les gaz chauds sont constitués par un gaz inerte ou un mélange de tels gaz; par exemple de l'azote convient pour cette utilisation. Cette particularité évite la formation, avec les effluents, de mélanges gazeux combustibles ou détonants qui solliciteraient dangereusement le dispositif de chauffage et de mise en circulation des gaz chauds. Ce procédé est particulièrement adapté aux munitions dont la charge pyrotechnique est de taille modeste: c'est à dire des munitions dont la charge10 pyrotechnique comporte d'environ 20g à environ 200g d'explosif. La présente invention concerne aussi une installation pour la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit Selon la présente invention l'installation pour la destruction de munition comportant des agents toxiques et une charge pyrotechnique de dispersion, par réaction de ladite charge, ladite installation comprenant une enceinte résistante aux explosions reliée à un dispositif de chauffage et de mise en circulation des gaz l'ensemble étant fermé et étanche, l'installation est telle que dans ladite enceinte les gaz chauds sont canalisés autour de la munition par un manchon calorifugé. Ce manchon, dont le diamètre intérieur est supérieur de quelques pour cent seulement au calibre de la munition, permet de réaliser une circulation forcée des gaz chauds, à grande vitesse et en écoulement turbulent autour de la munition ce qui augmente le transfert thermique. Préférentiellement le manchon calorifugé est consommable, c'est- à-dire qu'il ne résiste pas à l'explosion, et il et relié au circuit de mise en circulation des gaz chauds par des évents amortissant les ondes de pression dans le but de protéger le dispositif de chauffage et de mise en circulation des gaz chauds. Avantageusement le dispositif de chauffage et de mise en circulation des gaz comporte des clapets ou des vannes d'isolement. Après l'explosion de la charge pyrotechnique et l'éclatement de la munition et arrêt de la circulation des gaz, lesdits clapets sont fermés ce qui isole ledit dispositif et l'enceinte. Les effluents gazeux sont aspirés par des moyens appropriés et les débris solides sont retirés par un sas de vidange. Une autre munition est introduite dans l'enceinte pour un nouveau cycle. Le reste du dispositif est nettoyé au cours d'opérations d'entretien périodiques. Préférentiellement le fond de l'enceinte résistante aux explosions à la forme d'un tronc de cône, ouvert vers le haut, la pente de la partie conique est telle qu'elle est suffisante pour faciliter le glissement des débris solides et liquides vers le bas o un sas approprié permet de les évacuer par gravité. Ce procédé et cette installation, propices à l'automatisation, permettent la destruction des munitions dans des conditions satisfaisantes pour les opérateurs et pour l'environnement. De plus ils permettent de résoudre les problèmes posés. L'enceinte résistante aux explosions n'étant pas chaufée, elle ne nécessite pas de surdimensionnemnent pour tenir compte de la diminution des propriétés mécaniques des matériaux lorsque la température augmente. Seule la munition étant chauffée, par un écoulement forcé de gaz chauds, la consommation d'énergie est donc fortement diminuée. La figure 1 représente très schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'installation 1 pour la destruction de munition 2 comporte une enceinte 3, résistante aux explosions. Cette enceinte est reliée à un dispositif 5 de chauffage et de mise en circulation des gaz. Cette installation est fermée et étanche. Un sas d'entrée permet d'introduire la munition 2 à détruire ainsi que le manchon calorifugé 4. Un sas de vidange permet de retirer les débris solides par gravité et les effluents gazeux par balayage de gaz inerte. Le manchon calorifugé 4 se raccorde au circuit du dispositif de mise en circulation des gaz. Le manchon calorifugé peut être monobloc, il est essentiellement constitué par un matériau thermiquement isolant et assez résistant pour être autoporteur; par exemple des résines minérales telles que décritent dans les brevets EP 0 633 231 ou EP 0 550 332, ou une mousse chargée ou même plus simplement du plâtre. Le manchon calorifugé peut être constitué de plusieurs éléments: au moins un support métallique mince qui sert de support à un matériau thermiquement isolant par exemple une mousse chargée, de la laine de verre ou de roche. Des évents 6 amortissant les ondes d'explosion dans l'enceinte 3 protègent le dispositif 5. Enfin des clapets 7 permettent d'isoler l'enceinte 3 du dispositif 5. Les installations annexes de détoxication, les sas d'entrée, de vidange et les moyens d'automatisation ne sont pas représentés sur ce schéma. Le cycle de destruction d'une munition comprend les opérations suivantes: - admission, par le sas d'entrée, et mise en place dans l'enceinte 3 de la munition 2 et de son manchon calorifugé 4, fermeture du sas, - ouverture des clapets 7, mise en route du chauffage 8 et de la circulation des gaz par le ventilateur 9, - après échauffement, éclatement de la munition 2, arrêt de la circulation des gaz, fermeture des clapets 7, - ouverture du sas de vidange; les débris solides et les effluents, entraînés par gravité ou par un balayage de gaz neutre, sont dirigés vers les installations annexes de détoxication, - fermeture du sas de vidange, l'installation est alors prête pour un nouveau cycle. Par exemple pour un obus de 75, le diamètre intérieur du manchon calorifugé est de 85mm et pour un débit de 300m3/h d'azote à environ 600 C, il faut attendre seulement quelques minutes pour l'éclatement de la munition. Revendications 1. Procédé de destruction de munition (2), placée dans une enceinte (3) résistante aux explosions et fermée de façon étanche par un dispositif (5) de chauffage et de mise en circulation de gaz, ladite munition comportant au moins une charge d'agent toxique et une charge pyrotechnique de dispersion dont on initie la réaction par chauffage, procédé caractérisé en ce que le cycle suivant d'opérations est effectué: - un écoulement forcé de gaz chauds autour de la munition réalise le chauffage de la charge pyrotechnique, - après éclatement de la munition l'enceinte est isolée du dispositif de chauffage de mise en circulation des gaz, purgée des effluents et vidées des débris solides pour la réalisation d'un autre cycle de destruction. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les gaz chauds sont canalisés autour de la munition par un manchon calorifugé (4). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les gaz chauds sont à une température supérieure à environ 400 C et préférentiellement supérieure à environ 6000C. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gaz chauds sont constitués par un mélange de gaz inertes ou par un seul gaz inerte. 5. Installation (1) pour la destruction de munition (2) comportant au moins une charge d'agent toxique et une charge pyrotechnique de dispersion, installation comprenant une enceinte (3) résistante aux explosions et fermée par un dispositif (5) de chauffage et de mise en circulation de gaz, caractérisée en ce que dans ladite enceinte (3) les gaz sont canalisés autour de la munition par un manchon calorifugé (4). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit manchon calorifugé est relié au dispositif de chauffage et de mise en circulation de gaz par des évents (6) amortissants les ondes de pression. 7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le dispositif de mise en circulation des gaz comporte des clapets d'isolement (7). 8. Installation selon l'une des revendications 5,6 ou 7, caractérisée en ce que le fond de l'enceinte (3) résistante aux explosions à la forme d'un tronc de cône ouvert vers le haut. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit fond est relié à un sas de vidange des débris solides par gravité.