Brevet FR3024447A1 — publié le 20160205

Le domaine technique de l'invention est celui des cordeaux pyrotechniques comprenant une gaine métallique renfermant au moins un chargement réactif, par exemple un explosif ou une composition pyrotechnique. On connaît ainsi des cordeaux, dits détonants, qui comprennent une gaine métallique renfermant un matériau explosif, tel que l'hexogène (connu sous l'acronyme anglo saxon de RDX). Ces cordeaux détonants sous gaine métallique permettent de transmettre un signal pyrotechnique entre un moyen d'amorçage et différents organes. Ils sont utilisés de façon courante dans le domaine aéronautique et spatial, pour commander par exemple les organes de découpe de différents éléments d'un lanceur balistique (boulons explosifs par exemple). On connaît aussi des cordeaux, dits à retard, qui renferment par exemple une composition pyrotechnique oxydoréductrice à combustion lente. Ces cordeaux permettent de réaliser la temporisation d'un effet pyrotechnique, par exemple l'allumage d'une auto-destruction pour une munition. On connaît enfin les cordeaux, dits de découpe, qui comprennent un matériau explosif disposé dans une gaine qui comporte une forme particulière concave assurant un effet de découpe par projection de la matière de la gaine. Ces cordeaux sont utilisés par exemple en aéronautique pour 25 assurer la découpe de verrières ou de cockpits d'aéronefs. Le brevet EP2075525 décrit un exemple de cordeau de découpe. Les brevets US5827995, US5333550 et W003/091184 décrivent divers exemples de cordeaux détonants, de cordeaux retard ou de découpe, tous avec une gaine métallique. 30 Les cordeaux sous gaine métallique sont distincts du point de vue application des cordeaux sous gaine textile et plastique (dit cordeaux souples) qui renferment une quantité plus importante de matériau explosif et dont l'usage est limité aux opérations d'extraction dans les mines et carrières. Les cordeaux sous gaine métallique sont également distincts des « Tubes Conducteurs d'Onde de Choc » (ou TCOC), appelés également shock tubes ou tubes Nonel (marque déposée). Ces tubes (TCOC) ont une enveloppe plastique et ne renferment qu'une très faible quantité de matériau explosif. Ils sont utilisés pour l'amorçage de détonateurs pour mines et carrières. Il est à noter qu'un cordeau ou tube TCOC n'est pas capable d'amorcer directement un explosif secondaire. Les cordeaux sous gaine métallique visés par l'invention sont caractérisés par un faible grammage d'explosif (généralement 0,5 g/m à 3 g/m). Ils sont obtenus par un procédé comprenant des passages successifs d'un tube de départ dans des filières de diamètre de plus en plus réduit afin d'obtenir le module (diamètre extérieur) et le grammage voulu. Les cordeaux à enveloppe métallique visés par 20 l'invention, sont utilisés pour transmettre un ordre détonant entre l'amorçage et la fonction terminale. Ils sont également appelés cordeaux (ou lignes) de transmission. Afin d'éliminer les effets radiaux externes lors du fonctionnement les cordeaux sont généralement gainés ou introduits dans un tube 25 de contention. Les cordeaux sous gaine métallique qui sont utilisés en particulier dans le domaine aéronautique et spatial sont contrôlés après fabrication par des moyens de radiographie neutronique. Ces moyens permettent en effet de mettre en 30 évidence des fissures (de l'ordre de 0,1 mm d'épaisseur) au sein du chargement réactif de la gaine (explosifs ou compositions pyrotechniques) et cela malgré la présence de la gaine métallique. Ces moyens de contrôle sont cependant très onéreux à mettre en oeuvre et nécessitent des règles de sécurité très contraignantes. C'est le but de l'invention que de proposer un cordeau 5 sous gaine métallique qui soit facilement contrôlable à l'aide de moyens plus facilement accessibles dans l'industrie, par exemple par radiographie aux rayons X. Ainsi l'invention a pour objet un cordeau pyrotechnique comprenant une gaine métallique renfermant un chargement 10 réactif, cordeau caractérisé en ce que le chargement réactif renferme de 1% à 10% en masse d'un matériau de contraste pour radiographie X uniformément réparti. Selon un mode de réalisation, la gaine métallique pourra être réalisée à base d'au moins 98 % d'étain. 15 Selon un mode de réalisation, le matériau de contraste pourra avoir une masse volumique supérieure d'au moins 8 % à celle du matériau de la gaine. En particulier, le matériau de contraste pourra avoir une masse volumique supérieure ou égale à 8000 kg/m3. 20 Le matériau de contraste pourra ainsi être formé par une poudre de tungstène. Selon un autre mode de réalisation, le matériau de contraste pourra avoir une masse volumique inférieure d'au moins 8 % à celle du matériau de la gaine. 25 En particulier, le matériau de contraste pourra avoir une masse volumique inférieure ou égale à 1200 kg/m3. Le matériau de contraste pourra ainsi être choisi parmi les matériaux suivants : micro ballons phénoliques, polystyrène en bille. 30 Selon un mode de réalisation, le chargement réactif pourra comprendre au moins un matériau explosif. Avantageusement, la granulométrie du matériau de contraste sera inférieure ou égale à celle du matériau du chargement réactif ayant la plus forte granulométrie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - La figure 1 montre de façon schématique en coupe longitudinale un cordeau selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 montre ce même cordeau en coupe transversale. En se reportant à la figure 1, un cordeau pyrotechnique 1 selon l'invention comprend une gaine métallique 2 renfermant un chargement réactif 3. Le cordeau est représenté ici de façon schématique et les traits interrompus figurant en partie médiane, permettent de rappeler que la longueur du cordeau peut être relativement importante (de quelques dizaines de centimètres à quelques mètres). Ce cordeau sera équipé d'une façon classique par des composants pyrotechniques d'extrémité (suivant le type de cordeau : détonateur, relais de détonation, inflammateur...). La gaine métallique 2 est formée d'un alliage d'étain comprenant au moins 98 % d'étain. On pourra par exemple mettre en oeuvre un alliage étain / bismuth associant 99,5% d'étain et 0,5% de Bismuth. Un tel matériau permet de réaliser un cordeau dont le diamètre peut varier de 15 mm à 1 mm. Il est facile à étirer sans rupture et assure un confinement mécanique du chargement réactif 3, garantissant ainsi une progression sans arrêt de la réaction. On pourra également utiliser pour réaliser la gaine les 30 matériaux suivants : Plomb, Aluminium. Le chargement réactif 3 mis en oeuvre dépendra de la fonction recherchée pour le cordeau pyrotechnique. On pourra par exemple réaliser un cordeau détonant (ou un cordeau de découpe) dans lequel le chargement réactif comprendra un ou plusieurs matériaux explosifs, par exemple de l'hexogène RDX), de l'octogène (HMX), de l'hexanitrostylbène (HNS) ou du FOX-7 (désignation habituelle du 1,1-diamino-2,2-dinitroethene ou DADNE), explosifs associés à un liant (cire, PVC ou polychlorure de vinyl, PVA ou poly-acétate de vinyl) et/ou à du graphite. Pour réaliser un cordeau retard on pourra choisir un chargement réactif comprenant une composition retardatrice, par exemple : une composition associant tungstène, oxyde d'antimoine (Sb203) et perchlorate de potassium (KC1O4), ou une composition intermétallique (par exemple du type Titane/Carbone ou Nickel / Aluminium). Pour réaliser un cordeau déflagrant, on pourra choisir un chargement réactif comprenant une composition dite d'allumage, par exemple une thermite (telle que Aluminium / oxyde métallique) ou du type Aluminium / oxydant à base de métal alcalin. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le chargement réactif 3 renferme de 1% à 10% en masse d'un 20 matériau de contraste 4 pour radiographie X qui est uniformément réparti au sein du chargement 3. Le matériau de contraste 4 est représenté schématiquement sur les figures par des grains noirs uniformément répartis dans le chargement 3. 25 La fonction du matériau de contraste 4 est d'être visible de façon contrastée au travers de la gaine métallique 3 lors d'une radiographie à rayons X. Il faut donc que la masse volumique de ce matériau 4 soit très différente de celle du matériau de la gaine métallique 2, pour qu'il intervienne une 30 absorption différente des rayons X par le matériau de contraste 4. On assurera ainsi une visualisation du matériau de contraste 4 au travers du matériau de la gaine 2. Ainsi lors d'un contrôle par radiographie X, la gaine 2 ne fait plus obstacle à la visualisation du chargement 3. Ce n'est pas concrètement le chargement 3 lui-même qui devient visible mais le matériau de contraste 4 uniformément réparti dans ce chargement 3. Lorsqu'une fissure est présente au sein du chargement 3, 5 le matériau de contraste 4 ne se trouve plus réparti de façon uniforme au voisinage de la fissure et celle-ci devient ainsi visible de façon indirecte. La précision du contrôle dépendra de la proportion de matériau de contraste 4 présent dans le chargement réactif 3 (ainsi que de l'homogénéité du mélange 10 du chargement réactif et du matériau de contraste). Plus la proportion de matériau de contraste sera forte plus il sera possible de visualiser des défauts ou fissures de taille faible. La proportion de matériau de contraste ne doit pas cependant être trop forte pour ne pas perturber le 15 fonctionnement du cordeau. La granulométrie du matériau de contraste 4 sera choisie inférieure ou égale à celle du matériau du chargement réactif 3 ayant la plus forte granulométrie, soit généralement inférieure ou égale à 100 micromètres. Ceci facilite la mise 20 en oeuvre du matériau de contraste lors de son incorporation au chargement réactif. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention on pourra choisir un matériau de contraste 4 qui a une masse volumique supérieure d'au moins 8 % à celle du matériau de la 25 gaine. Ainsi le matériau de contraste 4 arrêtera le rayonnement X de façon plus forte que le matériau de la gaine 2 (et plus forte aussi que les autres matériaux du chargement réactif) et il apparaîtra alors sous la forme de points clairs sur les 30 clichés radiographiques. Avec une gaine à base d'étain et dont la masse volumique selon l'alliage retenu varie entre 7200 kg/m3 et 7300 kg/m3, on pourra choisir un matériau de contraste 4 qui aura une masse volumique supérieure ou égale à 8000 kg/m3. On pourra par exemple choisir comme matériau de contraste 4 une poudre de tungstène de granulométrie inférieure ou égale à celle du matériau du chargement réactif 3 ayant la plus forte granulométrie, soit généralement inférieure ou égale à 100 micromètres. L'avantage du tungstène est que, pour une proportion massique inférieure ou égale à 10% de la masse totale du chargement réactif 3, il n'intervient pas dans la réaction du chargement 3 (si le chargement n'est pas formé par une composition retard elle-même à base de tungstène). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le matériau de contraste 4 pourra avoir une masse volumique inférieure d'au moins 8 % à celle du matériau de la gaine. Ainsi le matériau de contraste 4 arrêtera le rayonnement 15 X de façon bien moindre que le matériau de la gaine 2 (et de façon moindre également que les autres matériaux du chargement réactif). Le matériau de contraste 4 apparaîtra alors sous la forme de points sombres sur les clichés radiographiques. 20 Avec un cordeau à gaine en alliage d'étain, on pourra choisir un matériau de contraste 4 ayant une masse volumique inférieure ou égale à 1200 kg/m3. On pourra par exemple choisir le matériau de contraste parmi les matériaux suivants : micro ballons phénoliques, 25 polystyrène en bille... La granulométrie des micro ballons sera choisie inférieure ou égale à 100 micromètres (inférieure ou égale à celle du matériau du chargement réactif 3 ayant la plus forte granulométrie). Des micro ballons avec une proportion massique inférieure 30 ou égale à 10% de la masse totale du chargement réactif 3, n'interviennent pas dans la réaction du chargement 3. Que le matériau de contraste 4 soit de la poudre de tungstène ou bien des micro ballons, le mélange homogène de ce matériau avec les matériaux du chargement réactif sera réalisé par exemple par mélange à sec de tous les composants dans un cube mélangeur. Un tel outillage est classique dans le domaine des mélanges de poudres. Il comporte une cuve cubique, dotée d'une ouverture obturée par une porte. Le cube est monté pivotant sur un axe entraîné en rotation par un moteur. On pourra de façon complémentaire réaliser un mélange par enrobage des poudres dans la cuve d'un malaxeur. Dans ce cas un liant est mis en oeuvre (par exemple une résine ou une colle dont on mettra en place les deux composants simultanément). Différents types de malaxeurs sont utilisables. On préfère utiliser un malaxeur à pales dites en Z. D'autres malaxeurs sont également envisageables tels qu'un mélangeur 15 planétaire ou drageoir. Il est possible de réaliser selon l'invention des cordeaux détonants, des cordeaux déflagrants, mais aussi des cordeaux de découpe. Dans ce cas la gaine aura bien entendu un profil en section comportant une zone concave assurant la 20 découpe. Il est possible enfin de réaliser selon l'invention des cordeaux de retard pyrotechnique. REVENDICATIONS1- Cordeau pyrotechnique (1) comprenant une gaine métallique (2) renfermant un chargement réactif (3), cordeau caractérisé en ce que le chargement réactif (3) renferme de 1% à 10% en masse d'un matériau de contraste (4) pour radiographie X uniformément réparti. 2- Cordeau pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine métallique (2) est à base d'au 10 moins 98 % d'étain. 3- Cordeau pyrotechnique selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de contraste (4) a une masse volumique supérieure d'au moins 8 % à celle du matériau de la gaine (2). 15 4- Cordeau pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau de contraste (4) a une masse volumique supérieure ou égale à 8000 kg/m3. 5- Cordeau pyrotechnique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau de contraste (4) est formé 20 par une poudre de tungstène. 6- Cordeau pyrotechnique selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de contraste (4) a une masse volumique inférieure d'au moins 8 % à celle du matériau de la gaine (2). 25 7- Cordeau pyrotechnique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau de contraste (4) a une masse volumique inférieure ou égale à 1200 kg/m3. 8- Cordeau pyrotechnique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau de contraste (4) est choisi 30 parmi les matériaux suivants : micro ballons phénoliques, polystyrène en bille. 9- Cordeau pyrotechnique selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le chargement réactif comprend au moins un matériau explosif. 10- Cordeau pyrotechnique selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la granulométrie du matériau de contraste est inférieure ou égale à celle du matériau du chargement réactif ayant la plus forte granulométrie.