Résultats expérimentaux

4.3.1 Introduction

Nous allons dans cette partie rapporter les résultats obtenus expérimentalement concernant l’exposition des RB contre une paroi et en champ libre. Plusieurs mesures ont été réalisées. Les pressions incidentes ont été mesurées à l’aide de sondes effilées et des mesures de pressions et d’accélérations ont été faites sur chacun des réacteurs biologiques. L’acquisition des différents signaux expérimentaux a été faite à une fréquence de 1MHz sans filtrage préalable sur un système numérique 16-bit de résolution sur 32 voies de mesure (Transcom, MF instruments). Un filtrage a été réalisé lors du post-traitement des données, un filtre passe-bas de type Bessel d’ordre 6 et de fréquence de coupure de 80kHz a été utilisé. Un éventuel offset sur la ligne de base des signaux a été systématiquement compensé.

Figure 4.7 : Résultats de la station météo. (A) Température extérieure en fonction du temps post-mortem ; (B) Humidité en % en fonction du temps post-mortem ; (C) Pression atmosphérique, Patm, en fonction du temps post-mortem ; et enfin (D) Vitesse du vent en fonction du temps post-mortem. Pour chacun de ces graphes, chaque courbe correspond à un RB. Le temps post mortem écoulé au moment de chacun des tirs est illustré par des ronds de couleur pour chacun des RB.

Pour rappel, une station météo a été utilisée lors de la campagne. La Figure 4.7 illustre la température extérieure, l’humidité, la pression atmosphérique et la vitesse du vent pour chaque jour d’essais. On y voit notamment des écarts de température importants entre les deux semaines de campagnes expérimentales, avec des températures aux alentours de 15°C pour la première semaine, et de 4°C pour la seconde. Le taux d’humidité dans l’air est supérieur à 50% sur toute la campagne, et la dernière après-midi de tir était pluvieuse. Les

variations les plus importantes sont aux niveaux de la vitesse du vent entre les différents tirs sur un même RB et sur les différents jours d’essais. La vitesse au moment des tirs varie en effet entre 0m/s et 4,5m/s.

4.3.2 Résultats de l’exposition des réacteurs biologiques contre une paroi

4.3.2.1 Introduction

Nous allons dans cette partie rapporter les résultats obtenus expérimentalement concernant l’exposition de RB contre une paroi où plusieurs mesures ont été réalisées, à la fois en champ libre et sur les RB. Les pressions incidentes ont été mesurées à l’aide de sondes effilées, et des mesures de pressions et d’accélérations ont été faites sur chacun des réacteurs biologiques.

4.3.2.2 Evaluation de la pression incidente et réfléchie

La connaissance de la pression incidente est importante puisqu’elle permet de connaitre le profil de pression (idéal ou complexe), ainsi que les caractéristiques de l’onde perçue par le réacteur biologique. C’est l’interaction de cette onde avec le RB qui produira l’onde réfléchie mesurée par le capteur piezo-résistif Kulite XCQ-093 positionné sur la peau du RB au niveau de l’accéléromètre (Figure 4.2D, E).

La Figure 4.8 et la Figure 4.9 montrent respectivement les profils de pression et d’impulsion incidente moyens enregistrés ainsi que sa dispersion pour les cinq configurations testées (17 tirs à 0,3kg, 11 tirs à 0,6kg, 7 tirs à 1,5kg, 8 tirs à 1,8kg et enfin 4 tirs à 2,5kg). Seuls les profils de la sonde effilée 137B24 10603 ont été utilisés, en effet, après analyse des deux sondes effilées et des tests complémentaires (cf. annexe J), il s’est avéré que la sonde 137B24 10601 ne donnait pas la bonne pression. Ainsi, les réacteurs biologiques ont été exposés à des ondes dont la surpression va de 96kPa ± 7% à 468kPa ± 2%, pour des ondes de durée de phase positive entre 1,39 et 1,44ms. Ces ondes engendrent des impulsions maximales allant de 47kPa.ms ± 2% à 173kPa.ms ± 6%. Les caractéristiques de ces profils sont synthétisées dans le Tableau 4.6, où l’on peut constater la très bonne reproductibilité des signaux de pressions et impulsions incidentes.

Trois chocs sont visibles sur les profils de pression incidente. Il s’agit du choc incident, de la pulsation de la boule de feu et enfin de l’onde réfléchie par le sol. Ces différentes contributions sont visibles sur les profils d’impulsion au niveau des changements de courbure des signaux (Figure 4.9).

Cependant, les réacteurs biologiques ne reçoivent pas exactement le profil d’onde illustré en Figure 4.8. En effet, l’onde réfléchie par le sol, correspondant au troisième pic de pression sur les profils, n’est pas perçue par l’animal. Ce dernier ne fait donc face qu’à l’onde incidente suivie de la pulsation, ce qui est équivalent à une onde idéale de type Friedlander.

Figure 4.8 : Profils de pression incidente pour les cinq scénarios mesurés par la sonde effilée 137B2410603. Les profils illustrés correspondent au profil moyen avec l’écart type associé.

Figure 4.9 : Profils d’impulsion incidente pour les cinq scénarios. L’impulsion est obtenue par intégration des profils de pression mesurés par la sonde effilée 137B2410603. Les profils illustrés correspondent au profil moyen avec l’écart type associé.

Tableau 4.6 : Caractéristiques de l'onde incidente pour les différents scénarios, suivis de l'écart type associé.

Paramètres Configurations

0.3 kg 0.6 kg 1.5 kg 1.8 kg 2,5 kg Pression ^{ΔPi (kPa)} 96 ± 7,3% 161 ± 5,7% 308 ± 9,3% 370 ± 9,5% 468 ± 2,0%

T+ (ms) 1,39 ± 2,7% 1,41 ± 4,5% 1,44 ± 3,1% 1,47 ± 5,1% 1,44 ± 3,2%

Impulsion ^{ΔIi (kPa.ms)} 47 ± 1,8% 71 ± 3,3% 120 ± 6,8% 134 ± 5,4% 173 ± 5,9%

T+ (ms) 13,3 ± 4,1% 12,5 ± 4,1% 14,6 ± 11,1% 15,5 ± 14,1% 16,9 ± 11,7%

Lorsque cette onde de type Friedlander interagit avec le RB, il y a formation d’une onde réfléchie se déplaçant en partie dans le sens opposé de l’onde incidente. Cette pression est mesurée sur le RB au niveau de l’accéléromètre, c’est-à-dire à l’endroit le plus proche de la charge. Lors de l’interaction d’une onde de choc sur une paroi rigide infinie, la surpression maximale est au moins deux fois supérieure à la surpression maximale incidente, et la durée de phase positive des deux ondes (incidente et réfléchie) est identique. La Figure 4.10 et la Figure 4.11 montrent l’évolution de cette pression et de l’impulsion correspondante pour les 5 configurations testées (17 tirs à 0,3kg, 11 tirs à 0,6kg, 7 tirs à 1,5kg, 8 tirs à 1,8kg et enfin 4 tirs à 2,5kg). Ces mesures n’ont pas pu être mesurées sur le RB.1 du fait d’une mauvaise mise en œuvre du capteur de pression réfléchie Kulite XCQ 093. Les surpressions atteintes vont de 196kPa ± 9% à 1299kPa ± 11% en moyenne, ce qui correspond à des niveaux impulsionnels maximaux allant de 85kPa.ms ± 4% à 375kPa.ms ± 16% respectivement. La durée de phase positive de l’onde réfléchie est quant à elle entre 0,77 et 0,93ms, alors que la durée de phase positive de l’onde incidente était d’environ 1,43ms.

Contrairement à la pression incidente mesurée par les sondes effilées, les écarts types inter-individu des caractéristiques de l’onde réfléchie sont un peu plus importants, comme le montre le Tableau 4.7. Alors que les écarts types mesurés sur les pressions incidentes étaient tous inférieurs à 9.5% quelle que soit la configuration étudiée, les écarts types de la pression réfléchie atteignent 20.7% pour la configuration à 0.6kg et entre 8.9% et 13.5% pour les autres configurations. La reproductibilité de ces mesures n’est donc pas parfaite, mais suffisamment raisonnable pour les considérer dans la suite de cette étude étant donné la difficulté de la mise en place de ce capteur. Pour les essais à 300g, il semblerait que l’épaisseur de couenne des RB ait une influence sur ΔPr. En effet, plus l’épaisseur diminue, plus ΔPr est grand. Cette relation n’est cependant pas vérifiée sur les autres configurations.

Quant à la reproductibilité des résultats sur un même réacteur biologique (reproductibilité intra-individuelle), les écarts types sur ΔPr sont inférieurs à 8% à l’exception du RB.2 (scénarios : 0,3kg et 0,6kg) et du RB.5 (scénario : 1,8 kg) où les écarts types vont de 15% à 21%. Pour la durée de phase positive, les écarts-type intra individuels sont inférieurs à 15%, à l’exception des essais sur le RB.5 à 1,5kg où l’écart-écarts-type atteint les 17%. Cependant, la difficulté de mesure de cette valeur et le fait que les durées de phase positive des signaux soient petites (<1ms) accentuent les erreurs obtenues entre les essais.