Brevet FR3025598A1 — publié le 20160311

DISPOSITIF POUR LA DESTRUCTION PAR DETONATION D'OBJETS DANGEREUX ET PROCEDE DE REALISATION D'UN TEL DISPOSITIF Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à la destruction d'objets dangereux comme par exemple des obus ou autres munitions. L'invention concerne en particulier le domaine de la démilitarisation et plus généralement tous les secteurs de la protection de l'environnement. Elle se rapporte en particulier à un dispositif sécurisé de préparation pour destruction par explosion confinée d'objets dangereux ainsi qu'au procédé de réalisation et de mise en oeuvre d'un tel dispositif. Arrière plan technologique Chaque année, il est découvert 30 à 50 tonnes de munitions chimiques dans les anciens champs de batailles Français, notamment dans l'est et le nord de la France. Environ 60 000 000 obus toxiques ont été tirés sur les champs de batailles du nord-est de la France. 10 to 15% d'entre eux n'ont pas fonctionnés, soit à peu prés 100 000 tonnes... Bien que beaucoup de ces munitions aient déjà été retrouvées depuis la fin des conflits européens, le rythme des découvertes devrait rester constant pour les prochains siècles. C'est aussi le cas des régions du monde où de telles armes ont été utilisées ou stockées. La destruction et la neutralisation de tels objets posent de redoutables problèmes techniques. La destruction de produits toxique doit se faire nécessairement en en milieu fermé pour éviter la dissémination des molécules toxiques et de leurs produits de dégradation souvent eux même très dangereux (l'arsenic par exemple). La présence simultanée de la charge explosive et des produits toxiques rend les 3025598 2 opérations de neutralisation délicates et dangereuses. La difficulté est à son comble lorsque les munitions en question sont dans un état qui ne permet pas leur démontage, soit du fait de leur corrosion, soit parce que leur système de mise à feu est déjà aligné c'est à dire armé et déclenché. 5 Plusieurs technique de neutralisation ont été mises en oeuvre au cours du temps : perçage ou sciage télécommandé, dissolution acide, auto détonation en four blindé. L'une des méthodes les plus efficaces et les plus versatiles consiste à entourer la munition avec des charges explosives massives et à faire détoner 10 l'ensemble dans une chambre de détonation blindée. La chaleur et l'onde de choc fracture la munition et détruisent son contenu explosif et/ou toxique. L'inconvénient majeur de la méthode réside dans le grand nombre d'opérations manuelles nécessaires : préparation de la munition et des charges additionnelles, mise en place de la ligne d'allumage, chargement de la chambre, 15 ces opérations devant se faire le plus souvent en tenue de protection. Brève description de l'invention Au vu de cet art antérieur, l'invention propose des moyens simples et économiques pour permettre la télé-opération de la méthode décrite ci-dessus et ainsi sauvegarder la sécurité des opérateurs. L'invention permet en outre une 20 augmentation de la cadence de destruction des charges. Plus précisément l'invention propose un dispositif de destruction d'objets dangereux comme par exemple des obus, munitions ou autres charges à détruire par détonation, comportant un emballage réalisée à partir d'un flan replié sur lui même selon au moins trois plis, quatre plis ou plus pour former au moins trois pans et deux demi pans, quatre pans ou quatre pans et un rabat de fermeture de l'emballage réalisé en forme de colis tubulaire de section polygonale et notamment carrée ou rectangulaire une fois le flan replié, des charges explosives disposées sur les pans à replier, ledit flan étant de dimensions adaptées à pouvoir loger, au centre de l'emballage tubulaire et en contact avec les charges explosives, une ou plusieurs desdits objets dangereux à détruire. Selon un premier mode de réalisation, des plaques support fixées sur les pans sont intercalées entre les charges explosives et lesdits pans, les plaques 3025598 3 support étant d'une largeur telle qu'elles laissent des portions de pans libres pour permettre te pliage du flan. Les plaques support sont avantageusement des plaques de mousse polymère souple. 5 Les plaques support sont préférablement d'épaisseur adaptée au diamètre des charges explosives et de la ou des charges à détruire en sorte de maintenir lesdites charges en contact. Le flan est avantageusement un flan carton muni de lignes de pliage pour réduire le coût du colis. 10 Selon un second mode de réalisation, le flan est un flan de mousse en mousse polymère muni de prédécoupes de pliage. La mousse polymère est avantageusement une mousse polyuréthane. Le dispositif comporte avantageusement des moyens de fixation des charges explosives sur les pans. 15 Le dispositif comporte avantageusement des sangles de manutention. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le dispositif comporte une ligne d'allumage des charges explosives. L'invention concerne en outre un procédé de réalisation d'un colis de destruction d'objets dangereux comme par exemple des obus, munitions ou autres 20 objets à détruire par détonation qui comporte: la pose à plat d'un flan destiné à être replié sur lui même selon au moins trois plis ou quatre plis pour former respectivement quatre pans, trois pans et deux demi pans ou quatre pans et un rabat adaptés à donner à l'emballage une forme de colis tubulaire de section carrée ou rectangulaire une fois le flan replié, 25 la pose de charges explosives sur les pans à replier selon un arrangement adapté à entourer une charge à détruire une fois le flan replié; la pose de la charge à détruire sur les charges d'un pan autour duquel seront repliés les autres pans; la mise en place d'une ligne d'allumage en contact avec au moins une des 30 charges explosives; le pliage du flan de sorte que la charge à détruire soit entourée des charges explosives et située au niveau de l'axe central du colis tubulaire. 3025598 4 Selon un premier mode de réalisation du procédé, des plaques de mousse souples sont positionnées sur les pans du flan déplié avant la pose des charges explosives, les charges explosives étant elles mêmes posées sur les plaques. Selon un mode de réalisation alternatif du procédé, le flan est réalisé en 5 mousse et est préalablement pourvu de prédécoupes de pliage et de fentes de réception de sangles d'arrimage. Les charges explosives sont préférablement fixées sur les pans ou les plaques par des sangles d'arrimage. Le procédé comporte avantageusement une étape d'équipement du colis 10 avec des sangles de manutention, une étape d'accrochage du colis à un engin de manutention au moyen des sangles de manutention, l'accrochage du colis par les sangles de manutention dans une chambre de détonation puis la détonation du colis au moyen de la ligne d'allumage. Brève description des dessins 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention en référence aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue en perspective d'un dispositif réalisé selon l'invention après pose de charges explosives et d'une charge à détruire; 20 en figure 2: une vue en perspective du dispositif de la figure 1 avant pose de charges explosives; en figure 3: des vues de face d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention selon plusieurs étapes de réalisation; en figure 4: le dispositif de la figure 1 en perspective avec ses sangles de 25 manutention; en figure 5: le dispositif de la figure 4 en vue de face accroché dans une chambre de détonation par ses sangles de manutention; aux figures 6A à 6G: des vues de face d'exemples de réalisation non limitatifs de dispositifs de l'invention; 30 aux figures 7A et 7B: des vues en perspective d'un second mode de réalisation de l'invention déplié et plié; En figure 8: une vue en perspective d'un emballage de section polygonale. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention 302 5 5 9 8 5 Pour réduire voir supprimer les opérations manuelles de manipulation des munitions ou charges à détruire, la présente invention propose la constitution d'un moyen de conditionnement pré-équipé comportant des charges explosives et une ligne d'allumage. La ou les charges à détruire peut alors être déposée sur ce 5 moyen qui, par une opération télécommandée simple vient constituer un colis à introduire dans une chambre de détonation pour le faire exploser. Un avantage de l'invention est que les charges explosives et la ligne d'allumage étant des objets pyrotechniques neufs, elles peuvent être manipulées directement par un opérateur en conformité avec les normes de sécurité et 10 notamment le respect des quantités maximales d'explosif présent. Le moyen de conditionnement pré équipé de l'invention réalise en particulier les fonctions suivantes : - permettre le pré-positionnement des charges explosives et de la ligne d'allumage; 15 - plaquer les charges explosives sur la munition afin de la fracturer; - présenter une interface de manutention aisément tété-opérable du colis final; - être compatible des contraintes industrielles : faible coût, facilité de stockage et d'approvisionnement. 20 La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention avant pliage. Sur un flan 10, par exemple une plaque de carton d'emballage épais standard, sont collés des blocs de mousse 40, 41. Le flan peut notamment être un carton fort pour emballage d'épaisseur 10 mm à triple cannelure dont la fibre principale (l'axe des cannelures) est positionné 25 perpendiculairement à l'axe des munitions pour éviter un fléchissement du colis une fois replié. Pour permettre son pliage, le flan peut comporter des empreintes de lignes de pliage. Les plaques de mousse 40, 41 sont par exemple des plaques de mousse polymère telle qu'une mousse polyuréthane standard de type 48 kg/m3 pour la 30 plaque supportant la munition, 24 kg/m3 pour les autres pans de l'emballage déplié. Les plaques de mousse sont simplement collées (par des bandes autocollante ou une colle en bombe par exemple) sur le carton de l'emballage. 302 5 5 9 8 6 Le flan peut être déposé sur un plateau support de type plaque polyacrylate d'épaisseur 16 mm et de largeur 60 mm. Des pains d'explosif formant les charges explosives 20, 21 sont fixés sur les plaques support telles que des blocs de mousse à l'aide de moyens de fixation 5 des charges explosives de type petites sangles 50 pourvues préférentiellement de moyens auto-agrippant mais pouvant aussi être élastiques. Typiquement les charges explosives sont des charges explosives utilisées en mines et carrières par exemple de type émulsion. Le flan comporte des lignes de pliage p1, p2, p3, p4 définissant des pans 10 11, 12, 13, 14a, 14b et la charge à détruire, ici un obus 100 qui est posée sur les charges explosives disposées sur un pan principal 11 du dispositif autour duquel le flan sera replié. La figure 2 représente le flan équipé des plaques support 40, 41 sans les charges explosives. Le pan principal 11 et sa plaque support 40 est plus large que 15 les pans latéraux 12, 13 et que les pans extrêmes 14b, 14c destinés à réaliser la face supérieure de l'emballage. Ces pans latéraux et extrêmes reçoivent des plaques de largeur réduite 41. Les plaques 40, 41 reçues par les pans sont découpés pour avoir une largeur réduite par rapport aux pans pour permettre le pliage de l'emballage en forme de boîte tubulaire. 20 Les moyens 50 de fixation des charges explosives de type sangles, par exemple en deux parties munies en matériau auto agrippant (connu par exemple sous la marque Velcro) ou élastiques, sont montés sur le flan et traversent des fentes dans les plaques support. Le dispositif comporte en outre une la ligne d'allumage 60 qui est un 25 dispositif standard constitué d'un détonateur électrique 61 ou initiateur et d'une charge détonante 62 ou booster. Cette ligne d'allumage est chargée d'allumer simultanément toutes les charges additionnelles 20, 21. L'initiateur et la charge détonante sont placés à l'une des extrémités de la boîte, là où l'action de compression des blocs de mousse va presser les pains d'explosifs contre eux. Un 30 fil électrique 63 reliant le détonateur à un module de commande 64 est replié sur un des flancs de la boîte et maintenu par des attaches par exemple des sangles en matériau auto-agrippant. Le module de commande 64 relié à l'initiateur par le fil 63 peut ainsi être éloigné de la boîte. 3025598 7 La mise en place des charges explosives telles que des pains d'explosifs, ainsi que la mise place de la ligne d'allumage peut se faire de manière manuelle dans un local ad hoc sur la plaque équipée des plaques support et des charges explosives. Une fois la plaque ainsi préparée, elle est transférée dans un local 5 réservé aux opérations impliquant la manipulation des charges à détruire. Là la dangerosité des opérations impose la télémanipulation. Les plaques de mousse 40, 41 et charges explosives 20, 21 sont disposés de telle manière qu'ils présentent un creux permettant une dépose stable et télé-opérée de la charge à détruire. La ou les munitions à détruire sont prélevées du 10 stock et déposées sur les charges explosives du flan principal. Le dispositif est alors refermée par une machine de type plieuse. La fermeture du colis que constitue l'emballage équipé de ses charges explosives et renfermant l'objet dangereux à détruire est par exemple assurée par une bande adhésive. Les étapes du procédé de mise en oeuvre du dispositif de l'invention sont 15 schématisées en figure 3 et comprennent: - étape A: pose du flan de réception de munitions déplié et muni de ses plaques support qui ici comportent des découpes latérales à 45° pour permettre le pliage du flan selon ses lignes de pliage ; - étape B: mise en place des charges explosives selon un arrangement de 20 charges épaisses 20 et fines 21 assurant une bonne couverture de la charge à détruire une fois le colis replié puis mise en place d'une ligne d'allumage; - étape C: dépose de la ou des munitions ou charges à détruire sur le pan autour duquel sera replié le colis; - étapes D, E, F: fermeture progressive du colis selon les lignes de pliage 25 p2, p3 pour replier les pans latéraux 12, 13 autour du pan principal 11 puis p1, p4 pour replier les demi pans supérieurs 14a, 14b; Dans le colis replié selon l'étape F les plaques de mousse appliquent fermement les charges explosives sur la charge à détruire. Le colis terminé est réalisé sous forme d'une boîte tubulaire, ici de section 30 carrée ou rectangulaire représentée en figure 4 avec des sangles de manutention 51 par exemple préalablement fixées sous le flan de sorte que leur décrochage et la mise en place de ces soit possible avec un seul mouvement; 3025598 8 La suite du processus comporte l'accrochage de la boîte ou colis à un engin de manutention au moyen des sangles 51 et la mise en place de la boîte dans une chambre de détonation 70 comme représenté en figure 5 par l'engin de manutention qui peut être un robot piloté à distance. 5 Ensuite il est procédé à la détonation de la boîte. L'ensemble des matériaux choisis répond à deux exigences: un coût minimum, compte tenu que la boîte est à usage unique, et une réduction du volume gazeux émis lors de la combustion de la boîte dans la chambre. Cette dernière exigence correspond en général à la définition d'une masse maximale 10 admissible et un contenu en matière organique maximal. La découpe des blocs de mousse est adaptée à la forme et au poids des munitions. Les exemples des figures 6A à 6G donnent un aperçu non limitatif des arrangements possibles pour: - dans le cas de la figue 6A, trois petites munitions 102, une boîte à quatre 15 pans et rabat 15 et des blocs de mousse 40, 41, 42 de trois largeur différentes; - les figures 6B et 6C, deux arrangements possibles pour deux munitions moyennes 101. L'arrangement de la figure 6B correspond à une boîte formée selon quatre plis p1, p2, p3, p4 avec deux demi pans 14a, 14b en face supérieure, l'arrangement de la figure 6C correspond à une boîte formée selon trois plis p1, 20 p2, p3 avec un pan 14 en face supérieure plié à partir d'une première face latérale 12 et rejoignant seconde une face latérale 13. Cette boîte comporte en outre une plaque mousse inférieure munie d'une découpe 44 permettant d'enfoncer une charge explosive 20 et ainsi de rapprocher les charges à détruire; - les figures 6D et 6E deux arrangements réalisés pour des grosses 25 munitions 103, l'arrangement de la figure 6D plaçant des charges épaisses 20 aux coins de la boîte alors que l'arrangement de la figure 6E les place sur des faces latérales enfoncées dans des découpes des plaques latérales; - les figures 6F et 6G des arrangements aussi destinés à des grosses munitions 103 qui prévoient des arrangements de charges explosives épaisses 20 30 et fines 21 permettant de répondre à diverses situations selon la solidité de la charge à détruire. Le dispositif de l'invention peut évoluer notamment au niveau de l'utilisation de blocs de mousse de densité différente pour éviter l'écrasement du au poids de 3025598 9 la munition, une définition des dimensions de boîte correspondant aux divers calibres, avec des boîtes compatible de 2 ou 3 munitions pour les petits calibres, l'utilisation de sangles repliées au long de la boîte pour permettre leur saisie et déploiement par un robot manipulateur, l'utilisation d'un système de connexion de 5 la ligne d'allumage 60, la possibilité de pouvoir introduire simultanément plusieurs boîtes dans une chambre de détonation en utilisant un plateau porte boîte, plaque de plastique acrylate alvéolée par exemple. Dans ce cas une ligne d'allumage commune à toutes les boîtes et fixée sur le plateau peut être utilisée. L'exemple de la figure 7A est une variante pour laquelle le flan 10' est 10 directement réalisé en mousse et muni de découpes entre les pans sous forme de rainures en V 16 adaptées réaliser des zones d'épaisseur réduite permettant de plier le flan selon quatre pans pour réaliser le colis tubulaire selon la figure 7B. Dans cet exemple, les moyens 50 de fixation des charges sont constitués par des sangles insérées dans des fentes de la mousse et se refermant sur les 15 charges explosives. L'exemple des figures 7A et 7B comporte une plaque support 55 qui peut aussi être utilisée dans le cas de l'exemple de la figure 1 et qui peut notamment comporter des moyens de retenue des sangles de manutention. La figure 8 représente un emballage de section polygonale ici hexagonale 20 comportant des pans 11 a à 11 e de dimension identiques, Dans cet exemple les pans sont réalisés directement dans le flan en mousse pourvu de rainures en V 16 de pliage comme le flan de la figure 7A. Un tel flan est réalisé dans une mousse suffisamment dense pour se passer d'un flan en carton sur lequel sont disposées des plaques de mousse. 25 La géométrie hexagonale permet de répartir les charges plus uniformément autour de l'objet à détruire et il est concevable dans le cadre de l'invention d'accroître encore le nombre de pans. Outre la destruction d'armes à contenu explosif, l'invention peut être utilisée pour la préparation à la destruction par détonation de tout objet dangereux, dont le 30 démantèlement par d'autres moyens s'avérerait risqué où trop couteux. En effet l'invention est capable d'être facilement adaptée à des objets de formes et de dimensions diverses et variées dans le cadre de la destruction par détonation de 3025598 10 produits dangereux qui est adaptée à la destruction d'un grand nombre de molécules toxiques. REVENDICATIONS1 - Dispositif de destruction d'objets dangereux comme des obus, munitions ou autres charges à détruire (100, 101, 102) par détonation, caractérisé en ce qu'il comporte un emballage (1) réalisée à partir d'un flan (10, 10') replié sur lui même selon trois plis (p1, p2, p3), quatre plis (p1, p2, p3, p4) ou plus pour former au moins trois pans et deux demi pans (11, 12, 13, 14a, 14b), quatre pans (11, 12, 13, 14) ou quatre pans (11, 12, 13, 14) et un rabat de fermeture (15) de l'emballage (1) réalisé en forme de colis tubulaire de section polygonale et notamment carrée ou rectangulaire une fois le flan replié, des charges explosives (20, 21) disposées sur les pans à replier, ledit flan étant de dimensions adaptées à pouvoir loger, au centre de l'emballage tubulaire et en contact avec les charges explosives (20, 21), une ou plusieurs desdits objets dangereux àdétruire (100, 101, 102). 2 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon la revendication 1 pour lequel des plaques support (40, 41, 42) fixées sur les pans sont intercalées entre les charges explosives (20, 21) et lesdits pans (11, 12, 13, 14, 14a, 14b), les plaques support étant d'une largeur telle qu'elles laissent des portions de pans libres pour permettre le pliage du flan. 3 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon la revendication 2 pour lequel les plaques support (40, 41, 42) sont des plaques de mousse 20 polymère souple. 4 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon la revendication 3 pour lequel les plaques support (40, 41, 42) sont d'épaisseur adaptée au diamètre des charges explosives et de la ou des charges à détruire en sorte de maintenir lesdites charges en contact. 25 5 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon la revendication 1 pour lequel le flan (10') est un flan de mousse en mousse polymère muni de prédécoupes de pliage. 6 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour lequel le flan (10) est un flan carton muni de lignes 30 de pliage. 3 02 5 5 9 8 12 7 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon la revendication 3 ou 5 pour lequel la mousse polymère est une mousse polyuréthane. 8 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon l'une quelconque des revêndications précédentes comportant des moyens (50) de fixation des 5 charges explosives (20, 21) sur les pans. 9 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant des sangles de manutention (51). 10 - Dispositif de destruction d'objets dangereux selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant une ligne (60) d'allumage des charges 10 explosives. 11 - Procédé de réalisation d'un colis de destruction d'objets dangereux comme par exemple des obus, munitions ou autres objets (100, 101, 102) à détruire par détonation caractérisé en ce qu'il comporte: la pose à plat d'un flan (10) destiné à être replié sur lui même selon au 15 moins trois plis ou quatre plis pour former respectivement au moins quatre pans (11, 12, 13, 14), trois pans (11, 12, 13) et deux demi pans (14a, 41b) ou quatre pans (11, 12, 13, 14) et un rabat (15) adaptés à donner à l'emballage une forme de colis tubulaire de section carrée ou rectangulaire une fois le flan replié, la pose de charges explosives (21, 21) sur les pans à replier selon un 20 arrangement adapté à entourer une charge à détruire une fois le flan replié; la pose de la charge à détruire sur les charges d'un pan autour duquel seront repliés les autres pans; la mise en place d'une ligne d'allumage (60) en contact avec au moins une des charges explosives; 25 le pliage du flan de sorte que la charge à détruire soit entourée des charges explosives et située au niveau de l'axe central du colis tubulaire. 12 - Procédé de réalisation d'un colis de destruction d'objets dangereux selon la revendication 11 pour lequel avant la pose des charges explosives (20, 21), des plaques de mousse souples (40, 41, 42) sont positionnées sur les pats 30 du flan déplié, les charges explosives étant elles mêmes posées sur les plaques. 13 - Procédé de réalisation d'un colis de destruction d'objets dangereux selon la revendication 11 pour lequel le flan est réalisé en mousse et est préalablement pourvu de prédécoupes de pliage et de fentes de réception de sangles d'arrimage.