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Concept
Détonation
Résumé
Une détonation est une oxydation violente semblable à une onde de combustion explosive (simple déflagration) mais plus violente car transmise mécaniquement par onde de choc. Les combustions, explosives ou non, se transmettent par la chaleur.
La détonation se produit dans un mélange homogène de gaz combustible et de comburant, ou prémélange, mais aussi dans des explosifs condensés. Elle est constituée par une onde de choc se propageant dans le mélange, immédiatement suivie par une zone de réaction où se produit la combustion.
L'onde de choc se caractérise par une augmentation brutale de la pression et de la masse volumique, ainsi qu'une diminution de la vitesse des gaz. Dans le référentiel de la détonation, la vitesse des gaz, qui était supersonique dans les gaz frais, devient subsonique immédiatement après le choc, et réaugmente dans la zone de réaction. Dans le cas de la détonation idéale, dite aussi de Chapman-Jouguet, la vitesse devient exactement égale à la vitesse du son en sortie de zone de réaction.
La vitesse du front de flamme est donc bien plus importante dans le cas d'une détonation que lors d'une déflagration : le front de flamme est le front de l'onde, il progresse plus vite que le son dans le milieu, alors que dans le cas de la déflagration, la vitesse est limitée par la conduction thermique et la diffusion (voir Flamme de prémélange). Une détonation se propage typiquement à une vitesse de plusieurs kilomètres par seconde, à comparer à une vitesse pour les déflagrations de l'ordre du mètre par seconde et à une vitesse du son dans l'air à température ambiante de l'ordre de . Le pic de pression dans une détonation est de l'ordre de la pression initiale. Les valeurs numériques de vitesse et pression sont encore plus importantes dans le cas d'une détonation dans un explosif condensé.
Au-delà du cas de la puissance destructrice des explosifs (civils ou militaires), la détonation est en jeu dans de nombreux contextes de sécurité, notamment quand elle survient en contexte de risques naturels (ex : éruptions volcaniques explosives, telle que celle qui a englouti Pompéi sous les cendres) et d'accidents industriels (ex : explosion de l'usine AZF de Toulouse en France).
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