Chapitre III : Propagation d’une onde de choc dans une enceinte élémentaire fermée
4. Comparaison avec la littérature
Afin de valider, les corrélations expérimentales mises en place dans ce chapitre, il a été décidé de les comparer avec des résultats disponibles dans la littérature ouverte. Ici, les résultats vont être comparés à ceux obtenus par Edri et al. (2011), présentés dans l’état de l’art de ce mémoire. Les comparaisons seront faites sur deux paramètres à savoir la surpression maximale ΔPmax et le temps d’arrivée du premier pic. En effet, les temps d’arrivée des autres pics n’ont pas été étudiés par Edri et al. (2011).
Pour mémoire, la charge utilisée dans les travaux de Edri et al. (2011) est une charge parallélépipédique allant de 0.5 à 4 kg de TNT placée au centre d’un local de 2.9 x 2.9 x 2.7m avec une ouverture jouant le rôle d’évent. Les pressions sont mesurées sur l’une des parois.
En ce qui concerne la surpression maximale, la figure III.24 illustre la comparaison entre les valeurs obtenues par Edri et al. (2011) et celle obtenues lors de cette étude.
Figure III. 24 Comparaison entre nos résultats expérimentaux et ceux de Edri et al. (2011) - ΔPmax
La figure III.24 montre une bonne corrélation entre nos valeurs expérimentales et celle de Edri et al.
(2011) pour la plage de surpressions étudiées lors des travaux présentés dans ce mémoire (jusqu’à 12.3 bar). Il est important de remarquer qu’Edri et al. (2011) a obtenu des surpressions plus élevées lors de ses expériences. Cela peut être expliqué par deux facteurs.
Premièrement, la maquette à échelle réduite a été conçue grâce à une similitude géométrique et non massique (similitude massique impossible à réaliser comme il a été expliqué en section 1.2 du présent chapitre), c’est pourquoi nous ne pouvons pas obtenir des surpressions aussi élevées qu’Edri et al.
(2011).
Deuxièmement, les surpressions obtenues par Edri et al. (2011) sont à la limite de notre domaine et sont donc difficilement atteignable à petite échelle sans détruire ou endommager non seulement la maquette mais aussi le laboratoire. Sachant que cette étude se déroule dans une maquette considérée comme non destructible, il n’était donc pas envisageable d’atteindre de telles surpressions.
Malgré tout, il est important de constater que ces points se situent dans le prolongement de la corrélation mise en place, ce qui indique que les résultats obtenus par Edri et al. (2011) confirment les résultats obtenus lors des expériences menées durant ce travail. De plus l’écart moyen entre notre corrélation et les points expérimentaux obtenus par Edri et al. (2011) est de 18%.
La figure III.25 illustre la comparaison entre les temps d’arrivée du 1er pic obtenus par Edri et al. (2011) et les résultats expérimentaux obtenus lors de ce travail.
Figure III. 25 Comparaison entre nos résultats expérimentaux et ceux de Edri et al. (2011) - ta premier pic
Comme dans le cas de la surpression maximale, il est à remarquer que les résultats obtenus par Edri et al. (2011) se situent en limite de notre domaine d’étude. Néanmoins, la figure III.25, montre qu’en termes de temps d’arrivée du premier pic, il y a une bonne corrélation entre les résultats obtenus lors de ces travaux de thèse et ceux d’Edri et al. (2011). L’écart moyen entre la corrélation et les points de Edri et al. (2011) est de 13% environ. L’évolution des deux jeux de points expérimentaux est similaire.
Encore une fois, cela confirme la validité des expériences menées lors de nos travaux.
5. Conclusion
Les essais réalisés dans la maquette cubique ont permis de collecter un nombre important de données expérimentales. Cette étape était nécessaire afin de pouvoir analyser les réflexions au sein de la maquette et ainsi de mettre en place des corrélations expérimentales fiables et précises permettant de caractériser le comportement de l’onde de choc dans la maquette.
De plus, ces essais ont également permis de déterminer la présence de réflexions de Mach de premier ordre sur la partie haute de la maquette.
Compte tenu des phénomènes complexes et des réflexions se produisant lors de la détonation d’une charge au sein de la maquette, il a été nécessaire de faire des choix afin de sélectionner les pics à étudier.
Ces choix se sont traduits par l’utilisation de 4 critères permettant de retenir ou non un pic réfléchi pour notre étude. Ces critères sont le nombre de pics à étudier, la suppression minimale atteinte par le pic, la distance entre deux pics et enfin la hauteur minimale du pic. Une fois ces critères définis, l’analyse des pics réfléchis a pu être effectuée.
Grâce à l’étude des pics réfléchis 4 corrélations expérimentales ont été mises en place. La première permet d’étudier la surpression maximale ∆Pmax en fonction de la distance réduite. La seconde permet d’étudier l’impulsion I en fonction de la distance réduite. Du fait de la difficulté rencontrée pour obtenir une loi de comportement correcte sur l’impulsion il a été décidé de compléter la corrélation mise en place par deux autres. Ces deux autres corrélations viennent envelopper la corrélation principale permettant ainsi d’obtenir une étude plus fine de l’impulsion. Enfin les deux dernières corrélations établies s’intéressent au temps d’arrivée. Comme pour l’impulsion la difficulté liée à la prédiction du temps d’arrivée a contraint à la création de deux corrélations, une pour étudier le temps d’arrivée du premier pic et une seconde permettant d’étudier les temps d’arrivée des pics 2 à 4.
Enfin la comparaison faite entre les résultats de la littérature à grande échelle (de 0.5 à 4kg de TNT) et les résultats obtenus lors de ce travail à petite échelle, montre une bonne corrélation entre les deux jeux de valeurs expérimentales ce qui semble valider les résultats obtenus lors de nos essais et également les corrélations déterminées.