Brevet FR2904105A1 — publié le 20080125

DISPOSITIF PYROTECHNIQUE DE DESTRUCTION DE MUNITIONS L'invention concerne un dispositif pyrotechnique de destruction contrôlée de munitions ou objets contenant des substances pyrotechniques 5 et/ou chimiques. Par exemple, une munition chimique comporte habituellement un corps de munition (ou enveloppe) ayant des parois métalliques. L'intérieur du corps de munition renferme un ou plusieurs produits chimiques et une charge pyrotechnique d'éclatement dont le rôle est d'ouvrir son corps et de ~o diffuser les produits chimiques dans l'atmosphère. Les agents toxiques chimiques de certaines munitions sont parmi ceux connus sous le nom de "gaz de combat" et leur action est de type irritante, suffocante, vésicante, hémo-toxique ou neurotoxiques. Les munitions peuvent être en bon état ou, plus ou moins 15 endommagées suivant leur ancienneté de fabrication et leurs conditions de stockage. On cherche à détruire ces munitions dans les meilleures condition de sécurité pour le personnel et les matériels intervenant dans la destruction et avec la plus grande efficacité de destruction des produits chimiques contenus dans la munition. 20 Les munitions peuvent être détruites par différents procédés de type mécanique, chimique, thermique, pyrotechnique, ou autres. Les procédés pyrotechniques les plus courants de l'état de l'art utilisent pour la destruction des munitions des charges donneuses telles que 25 -pains de plastic ; - charges creuses ; - cordeaux découpeurs ; - cordeaux détonants ; - explosifs entourant la munition: l'explosif peut se présenter sous des 30 formes différentes soit, solides, liquides, pâteux, pulvurents ou granulaires. Dans cette procédure de destruction de la munition, l'explosif est mis en contact avec la munition et amorcé (ou initié en détonation) en un point de l'explosif. 2904105 2 Les dispositifs de destruction de l'état de l'art des munitions, hors mis les cordons découpeurs, ont besoin de la réaction des substances pyrotechniques et/ou chimiques internes à la munition ou à l'objet à détruire pour permettre une ouverture significative de leur corps ou de leur enveloppe. Ils présentent une efficacité limitée vis à vis de la destruction des substances chimiques non explosives, hormis pour les pains de plastic et les explosifs entourant la munition. En outre, les procédés de destruction actuels génèrent des effets sur l'environnement (chocs, souffle, pollution, chaleur et io éclats) plus ou moins intenses, selon l'architecture et l'explosif de la charge donneuse, et la réaction de la munition ou de l'objet à détruire. D'autres procédés de l'état de l'art pour détruire les munitions consistent à démonter la munition en ses éléments et à recueillir les produits chimiques et pyrotechniques dans des récipients adaptés pour ensuite les 15 détruire par exemple par neutralisation ou incinération dans des fours spéciaux. Les inconvénients d'un tel procédé est qu'il comporte de nombreuses opérations délicates sur la munition avec des risques pour le personnel dans les différentes étapes du procédé aggravés lorsque les munitions sont en 20 mauvais état, ce qui est fréquent à la suite de long stockage dans de mauvaises conditions. Un autre inconvénient de ce dernier procédé est le délai important nécessaire à la destruction de la munition. Le dispositif de destruction, revendiqué dans ce brevet, permet de 25 palier les différents inconvénients des procédés de destruction les plus couramment utilisés. A cet effet l'invention propose un dispositif pyrotechnique de destruction de munitions par un explosif entourant au moins partiellement la 30 munition comportant des parois de confinement de produits actifs, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amorçage contrôlés de l'explosif, ces moyens étant configurés pour produire un couplage d'ondes de détonation de l'explosif au niveau des parois de la munition selon au moins deux lignes d'ouverture desdites parois de la munition. 2904105 3 On entend par produits actifs des substances pyrotechniques, chimiques ou autres pouvant être contenues par la munition. Avantageusement les moyens d'amorçage contrôlés comportent au moins deux cordons d'amorçage pyrotechnique de l'explosif, chacun des 5 cordons comportant une extrémité de début d'amorçage Ed et une extrémité de fin d'amorçage Ef, les extrémités de début d'amorçage des cordons étant reliées par au moins un moyen de mise à feu. Une initiation des cordons d'amorçage, par des moyens connus de mise à feu, entraîne une propagation de l'amorçage des cordons de leur extrémité de début d'amorçage vers leur autre extrémité de fin d'amorçage avec une vitesse de propagation prédéterminée. Dans une réalisation du dispositif destiné à détruire des munitions de forme se rapprochant d'un cylindre d'axe de révolution XX', ou des objets munis d'une enveloppe de toute autre forme, les moyens d'amorçage contrôlé comportent deux cordons d'amorçage, en contact ou à proximité de l'explosif pour initier l'explosion, de part et d'autre de l'axe XX' de la munition et alignés selon une ligne d'ouverture des parois de la munition. Dans une autre réalisation du dispositif, destiné à détruire des munitions de forme se rapprochant d'un cylindre d'axe de révolution XX', ou des objets munis d'une enveloppe de toute autre forme, les moyens d'amorçage contrôlé comportent deux paires P1, P2 de cordons d'amorçage. Les moyens de mise à feu comportent, par exemple, un détonateur d'initiation des cordons d'amorçage par leurs extrémités de début d'amorçage Ed pour provoquer la détonation contrôlée de l'explosif selon les lignes d'ouverture de la munition. Un principal objectif du dispositif de destruction selon l'invention consiste dans l'obtention d'une ouverture contrôlée des parois de la munition, ou d'objets, sans compter sur la réaction des substances internes de la munition. Un autre objectif est le contrôle de la fragmentation du corps de la munition et réduire ainsi les effets des éclats émis sur l'environnement extérieur au dispositif de destruction. Un autre objectif est la destruction des substances pyrotechniques et/ou chimiques de la munition. 2904105 4 Par destruction des munitions nous entendrons dans le dispositif selon l'invention la destruction des contenants et des contenus: c'est-à-dire notamment l'ouverture des enveloppes de la munition, la destruction de la charge pyrotechnique d'éclatement, la destruction de la charge d'agent 5 chimique. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'exemples de réalisation de dispositifs de destruction selon des dessins indexés dans lesquels : - les figures 1 a et 1 b montrent un exemple de réalisation d'un dispositif de destruction de munitions selon l'invention ; 10 - la figure 2 montre une vue agrandie selon AA' de la figure lb montrant le couplage d'ondes de pression ; - la figure 3 montre, après explosion, la paroi de la munition de la figure 1 b ouverte en quatre portions ; - les figures 4a et 4b montrent une variante de réalisation du 15 dispositif de destruction d'une munition, selon l'invention ; - la figure 5 montre une variante de la réalisation de la figure 4b ; - la figure 6 montre une variante plus économique de la réalisation de la figure 5. 20 Les figures 1 a et 1 b montrent un exemple de réalisation d'un dispositif de destruction de munitions selon l'invention. La figure la montre une vue de dessous selon AA' du dispositif de la figure 1 b comportant une munition chimique 10 à détruire et la figure 1 b une vue en coupe selon BB' du dispositif de la figure la. 25 La munition chimique 10 comporte, dans cet exemple, une paroi métallique 12 de forme cylindrique renfermant un produit chimique 14 et une charge pyrotechnique d'éclatement 16. Le dispositif de destruction des figures la et 1 b est de forme cylindrique selon un axe de révolution XX' et comporte : 30 - un contenant cylindrique 30 ayant des parois internes 32 délimitant un volume comportant une charge donneuse (explosif) 36, l'explosif 36 étant entre les parois internes 32 du contenant 30 et la munition à détruire 10 ; -deux paires P1, P2 de cordons d'amorçage C11, C21 pour la première paire P1 et C12, C22 pour la deuxième paire P2 entre les parois 2904105 5 internes 32 du contenant 30 cylindrique et l'explosif 36, ou dans le contenant. Les cordons d'amorçage C11, C12, C21, C22 comportent chacun une extrémité de début d'amorçage Ed et une extrémité de fin d'amorçage Ef 5 et sont configurés dans le dispositif de façon à ce que les cordons C11, C21 de la paire P1 et que les cordons C12, C22 de la paire P2 soient séparés d'une distance angulaire a prédéterminée. La distance angulaire a entre les cordons des deux paires P1, P2 et l'épaisseur Ep d'explosif 36 sont prédéterminées de façon à obtenir des 10 surpressions localisées par un couplage d'ondes de détonation de l'explosif au niveau des parois 12 de la munition suffisamment puissantes pour casser ladite paroi. Les cordons C11, C12, C21, C22 sont dans cet exemple de réalisation sensiblement parallèles à la génératrice des parois internes 15 cylindriques 32 du contenant cylindrique 30. Le contenant cylindrique 30 comporte en outre un détonateur d'initiation 40 relié aux extrémités de début d'amorçage Ed des cordons d'amorçage C11, C12, C21, C22. 20 Nous allons par la suite expliquer le fonctionnement du dispositif de destruction selon l'invention. Le détonateur d'initiation 40 (voir figure 1 b) est mis à feu produisant l'amorçage simultané à un instant t au niveau des quatre cordons 25 d'amorçage C11, C12, C21, C22. L'amorçage des cordons par ses respectives extrémités de début d'amorçage Ed se propage jusqu'aux extrémités de fin d'amorçage Ef avec une vitesse de propagation liée aux caractéristiques des cordons. L'amorçage des cordons produit la détonation de l'explosif 36 se 30 propageant suivant des lignes de propagation correspondant aux lignes des cordons parallèlement à l'axe XX' de la munition. La figure 2 montre une vue agrandie selon AA' de la figure lb montrant le couplage des ondes de pression Op de la détonation au niveau de la paroi 12 de la munition, dans un plan Pam perpendiculaire à l'axe de 35 propagation de l'explosion. 2904105 6 La détonation simultané de l'explosif au niveau des quatre cordons d'amorçage Cl 1, C12, C21, C22 dans le plan Pam perpendiculaire à l'axe de propagation de la détonation produit des rencontres d'ondes de type ondes de Mach convergeant dans des zones M1, M2, puis des rencontres d'ondes 5 convergentes dans des zones M3 et M4 des parois 12 de la munition. La zone de convergence M1 sur la paroi 12 entre les cordons C11 et C22, la zone de convergence M2 entre les cordons C12 et C21, la zone de convergence M3 entre les cordons C11 et C21 et, la zone de convergence M4 entre les cordons C12 et C22. 1 o La convergence dans les zones M1, M2, M3, M4 de la paroi de la munition des ondes de détonation de l'explosif, génèrent des surpressions localisées qui se propagent le long de la paroi 12 de la munition, d'une zone de début d'amorçage vers une zone de fin d'amorçage de l'explosif, selon les lignes des cordons, provoquant la rupture et donc l'ouverture de la paroi de 15 la munition selon ces 4 lignes de propagation. La figure 3 montre, après explosion, la paroi 12 de la munition de la figure 1 b ouverte en quatre portions Pr1, Pr2, Pr3 et Pr4 dont les bords correspondent aux quatre lignes de ruptures crées par l'explosion contrôlée par les cordons. 20 L'explosion produit, en outre, selon une autre caractéristique importante de l'invention, la destruction des produits chimiques et pyrotechniques contenus dans la munition. A cet effet, l'explosif peut être à base d'aluminium produisant lors de sa détonation une boule de feu de longue durée ayant pour rôle la destruction des produits chimiques 25 notamment contenus dans la munition qui se trouve ouverte par l'explosion contrôlée. A titre d'exemple, dans une réalisation particulière d'un dispositif de destruction de munitions d'un diamètre inférieur à 80 millimètres, l'épaisseur Ep de l'explosif de type émulsion explosive eau dans huile est de l'ordre de 30 20 millimètres, le contenant cylindrique est en PVC ou en carton. La vitesse de propagation de l'amorçage des cordons d'amorçage est de l'ordre de 7000 m/s et celle de l'explosif de l'ordre de 5500 m/s. L'angle a entre les cordons Cl 1 et C22 et entre les cordons C12 et C21 est compris entre 35 et 45 35 2904105 7 Les figures 4a et 4b montrent une variante de réalisation du dispositif de destruction d'une munition 50 selon l'invention comportant un contenant 51 de forme parallélépipédique. La munition 50 comporte une paroi métallique 52 cylindrique selon l'axe XX' comportant un produit chimique 54. 5 Dans cette réalisation de la figure 4a, le contenant 51 est une boîte de section rectangulaire, par exemple en bois, en carton ou en plastique (ou tout matériau peu générateur d'éclats), comportant un explosif 56 entourant la munition à détruire et remplissant la boîte. Le dispositif comporte les deux cordons C11 et C12 d'amorçage de 10 l'explosif 56 de part et d'autre de la munition 50 dans un plan D1 passant par l'axe XX' et à proximité de deux parois internes 60, 62 opposées de la boîte. Dans cette réalisation les ondes de surpression se produisent dans des zones M5, M6 le long de lignes de la paroi 52 de la munition 50 dans un 15 plan P1 perpendiculaire au plan D1 des cordeaux d'amorçage C11, C12. La figure 5 montre une variante de la réalisation de la figure 4a, ayant un dispositif d'amorçage comportant les deux paires P1, P2 de cordons (réalisation de la figure 1 b). La figure 6 montre une variante plus économique de la réalisation de 20 la figure 5 comportant les deux paires P1, P2 de cordons d'amorçage. Dans cette autre variante de la figure 6, un explosif 70 remplit partiellement la boîte 51 entourant partiellement la munition. Les descriptions qui ont été faites ne sont pas limitatives et, dans 25 d'autres réalisations du dispositif selon l'invention, les cordons d'amorçage de l'explosif entourant la munition à ouvrir peuvent suivre des lignes de différentes formes non rectilignes. Par exemple des lignes s'enroulant autour de la paroi de la munition, d'une extrémité à l'autre de la munition, de façon à obtenir une ouverture de forme hélicoïdale. 30 Le dispositif pyrotechnique selon l'invention permet la destruction d'un spectre très large de munitions ou d'objets contenant des substances pyrotechniques et/ou chimiques de par sa capacité à : - ouvrir des corps de munitions ou des enveloppes d'objets à détruire sans compter sur la réaction de leurs substances internes (substances 35 inertes ou substances actives qui sont devenues inertes au cours du temps), 2904105 8 - ouvrir des munitions ou objets dont les épaisseurs de leurs corps ou de leurs enveloppes sont très variables, de quelques millimètres à plusieurs centimètres, - ouvrir des munitions ou objets dont les caractéristiques mécaniques 5 de leurs corps ou de leurs enveloppes sont très variables (ex. : matériau très cassant ou très ductile), - ouvrir des munitions ou objets dont les formes sont très variées ; - détruire la majeure partie des substances internes, notamment les produits chimiques par les effets de la boule de feu active longtemps. 10 En outre, le dispositif pyrotechnique de destruction selon l'invention permet de contrôler la fragmentation du corps de la munition ou de l'enveloppe de l'objet à détruire et par conséquent les effets des éclats émis sur l'environnement extérieur. REVENDICATIONS 1. Dispositif pyrotechnique de destruction de munitions (10, 50) par un explosif (36, 56, 70) entourant au moins partiellement la munition comportant des parois (12, 52) de confinement de produits actifs, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amorçage (40, C11, C12, C21, C22) contrôlés de l'explosif, ces moyens étant configurés pour produire un couplage d'ondes de détonation de l'explosif au niveau des parois de la munition selon au moins deux lignes d'ouverture desdites parois de la munition. 2. Dispositif pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage contrôlés comportent au moins deux cordons d'amorçage pyrotechnique (C11, C12), de l'explosif (36, 56, 70), chacun des cordons comportant une extrémité de début d'amorçage Ed et une extrémité de fin d'amorçage Ef, les extrémités de début d'amorçage des cordons étant reliées par au moins un moyen de mise à feu (40). 3. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 2, destiné à détruire des munitions de forme se rapprochant d'un cylindre d'axe de révolution XX', ou des objets munis d'une enveloppe de tout autre forme, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage contrôlé comportent deux cordons d'amorçage (C11, C12), en contact ou à proximité de l'explosif pour initier l'explosion, de part et d'autre de l'axe XX' de la munition et alignés selon une ligne d'ouverture des parois de la munition. 4. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 2, destiné à détruire des munitions de forme se rapprochant d'un cylindre d'axe de révolution XX', ou des objets munis d'une enveloppe de tout autre forme, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage contrôlé comportent deux paires P1, P2 de cordons d'amorçage (C11, C21), (C12, C22). 5. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de mise à feu comportent un détonateur (40) d'amorçage des cordons d'amorçage pyrotechniques par leurs 2904105 10 extrémités de début d'amorçage Ed pour provoquer la détonation contrôlée de l'explosif selon la ligne d'ouverture de la munition. 6. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 3 à 5, 5 caractérisé en ce qu'il comporte : - un contenant cylindrique (30, 51) ayant des parois internes (32, 60, 62) délimitant un volume comportant la charge donneuse (explosif) (36), l'explosif (36, 56, 70) étant entre les parois internes (32) du contenant et la munition à détruire (10, 50) ; 10 - deux paires P1, P2 de cordons d'amorçage C11, C21 pour la première paire P1 et C12, C22 pour la deuxième paire P2 entre les parois internes (32, 60, 62) du contenant (30, 51) cylindrique et l'explosif (36, 56, 70), ou dans le contenant. 15 7. Dispositif pyrotechnique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les cordons d'amorçage C11, C12, C21, C22 sont configurés de façon à ce que les cordons Cl1, C21 de la paire P1 et que les cordons C12, C22 de la paire P2 soient séparés d'une distance angulaire a prédéterminée. 20 8. Dispositif pyrotechnique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distance angulaire ci entre les cordons des deux paires P1, P2 et l'épaisseur Ep d'explosif (36) sont prédéterminée de façon à obtenir des surpressions localisées par un couplage d'ondes de détonation de l'explosif 25 (36, 56, 70) au niveau des parois (12) de la munition. 9. Dispositif pyrotechnique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la détonation simultané de l'explosif au niveau des quatre cordons d'amorçage Cl 1, C12, C21, C22 dans un plan Pam perpendiculaire à l'axe 30 de propagation de la détonation produit des rencontres d'ondes de type ondes de Mach convergeant dans des zones M1, M2, puis des rencontres d'ondes convergentes dans des zones M3 et M4 des parois 12 de la munition, la zone de convergence M1 sur la paroi 12 entre les cordons C11 et C22, la zone de convergence M2 entre les cordons C12 et C21, la zone de 2904105 11 convergence M3 entre les cordons C11 et C21 et, la zone de convergence M4 entre les cordons C12 et C22. 10. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 8 ou 5 9, caractérisé en ce que l'angle a entre les cordons est compris entre 35 et 45 . 11. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une boîte (51) de section rectangulaire 10 comportant un explosif (56) entourant la munition (50) à détruire et remplissant la boîte et en ce qu'il comporte deux cordons C11 et C12 d'amorçage de l'explosif (56) de part et d'autre de la munition (50) dans un plan Dl passant par l'axe XX' et à proximité de deux parois internes (60, 62) opposées de la boîte. 15 12. Dispositif pyrotechnique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un explosif (70) remplis partiellement la boîte (51) entourant partiellement la munition. 20 13. Dispositif pyrotechnique selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les cordons d'amorçage de l'explosif entourant la munition à ouvrir peuvent suivre des lignes de différentes formes non rectilignes. 25 14. Dispositif pyrotechnique selon la revendication 13, caractérisé en ce que les lignes s'enroulent au tour de la paroi de la munition, d'une extrémité à l'autre de la munition, de façon à obtenir une ouverture de forme hélicoïdale.