CINETIQUE CHIMIQUE ET DETONATION

HAL Id: jpa-00226669

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00226669

Submitted on 1 Jan 1987

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

CINETIQUE CHIMIQUE ET DETONATION

G. Dupre

To cite this version:

G. Dupre. CINETIQUE CHIMIQUE ET DETONATION. Journal de Physique Colloques, 1987, 48

(C4), pp.C4-397-C4-403. �10.1051/jphyscol:1987430�. �jpa-00226669�

CINETIQUE CHIMIQUE ET DETONATION

G. DUPRE

Centre de Recherches sur la Chimie de Za Combustion et des Hautes Températures (C.R.C.C.H.T.),

Centre NattonaZ de Za Recherche Scientifique (C.N.R.S.),

1C, avenue de Za Recherche Scientifique, 45071 Ortéans Cedex 2, France

L ' i n f l u e n c e s p é c i f i q u e d e l a c i n é t i q u e c h i m i q u e s u r c e r t a i n e s p r o p r i é t é s m a c r o s c o p i q u e s d e l a d é t o n a t i o n t e l l e s q u e c é l é r i t é , s t r u c t u r e c e l l u l a i r e e t l i m i t e s d e d é t o n a b i l i t é a é t é e x a m i n é e . En p a r t i c u l i e r , o n m o n t r e c o m m e n t l ' u n d e s p a r a m è t r e s l e s p l u s s e n s i b l e s d e l a d é t o n a t i o n , La t a i l l e d e s c e l l u l e s , q u i e s t c a r a c t é - r i s t i q u e d ' u n m é l a n g e e x p l o s i f , r é a g i t l o r s q u e , s a n s p e r t u r b e r l ' é n e r g i e g l o b a l e d u s y s t è m e , o n e n m o d i f i e l a c i n é t i q u e e n a j o u t a n t a u m é l a n g e d e s t r a c e s d ' i n h i b i t e u r s o u d e p r o m o t e u r s d e l a r é a c t i o n c h i m i q u e . L ' a d d i t i o n d e t r a c e s a p o u r e f f e t d e m o d i f i e r l a d i s t a n c e d ' i n d u c t i o n à l a d é t o n a t i o n , d i s t a n c e n é c e s s a i r e à l ' o b t e n t i o n d ' u n e c o n c e n t r a t i o n c r i t i q u e e n e s p è c e s a c t i v e s . C e t t e d i s t a n c e d ' i n d u c t i o n , d é t e r m i n é e e x p é r i m e n t a l e m e n t o u b i e n c a l c u l é e g r â c e à u n e m o d é l i s a t i o n d u m é c a n i s m e r é a c t i o n n e l , e s t r e l i é e à l a t a i l l e d e s c e l l u l e s . L e s p a r a m è t r e s " d y n a m i q u e s " d e l a d é t o n a t i o n ( d i a m è t r e c r i t i q u e d e t r a n s i t i o n d ' u n e d é t o n a t i o n c o n f i n é e à u n e d é t o n a t i o n n o n c o n f i n é e , é n e r g i e c r i t i q u e d ' i n i t i a t i o n d i r e c t e d e l a d é t o n a - t i o n , e t d i a m è t r e l i m i t e c o r r e s p o n d a n t à l ' a p p a r i t i o n d e l a d é t o n a - t i o n h é l i c o i d a l e ) s o n t e u x - m ê m e s t o u s f o n c t i o n d e l a t a i l l e d e s c e l l u l e s e t d é p e n d e n t d o n c d e l a c i n é t i q u e c h i m i q u e .

Abstract

The a i m o f t h e p r e s e n t p a p e , r i s t o p o i n t o u t t h e s p e c i f i c i n f l u e n c e o f c h o m i c a l k i n e t i c s o n s o m e m a c r o s c o p i c d e t o n a t i o n p r o p e r t i e s s u c h a s v e l o c i t y , c e l l u l a r s t r u c t u r e a n d d e t o n a b i l i t y l i m i t s . I t w i l l b e s h o w n h o w c e 1 1 s i z e , w h i c h i s o n e o f t h e m o s t s e n s i t i v e d e t o n a t i o n p a r a m e t e r s , i s m o d i f i e d when t r a c e s o f promo- t i n g o r i n h i b i t i n g s p e c i e s a r e a d d e d t o t h e i n i t i a l m i x t u r e , t h a t i s when a s l i g h t c h a n g e o f t h e c h e m i c a l p r o c e s s o c c u r s w i t h o u t a n y c h a n g e o f t h e o v e r a l l c h e m i c a l e n e r g y . C h e m i c a l a d d i t i v e s a r e known t o m o d i f y t h e i n d u c t i o n l e n g t h , t h a t i s t h e r e q u i r e d d i s t a n c e t o g e t a c r i t i c a l c o n c e n t r a t i o n of r e a c t i v e s p e c i e s . The i n d u c t i o n l e n g t h ( o r t i m e ) , m e a s u r e d u s i n g v a r i o u s m e t h o d s o r c a l c u l a t e d f r o m a t h e o r e t i c a l m o d e 1 i n c l u d i n g a d e t a i l e d k i n e t i c s c h e m e o f t h e e x p l o s i v e r e a c t i o n , c a n b e r e l a t e d t o t h e c e 1 1 s i z e . A s a c o n s e q u e n c e , t h e t ' d y n a m i c t ' p a r a m e t e r s ( c r i t i c a l t u b e d i a m e t e r o f t r a n s i t i o n f r o m a c o n f i n e d d e t o n a t i o n t o a n u n c o n f i n e d d e t o n a t i o n , c r i t i c a l e n e r g y f o r d i r e c t i n i t i a t i o n o f d e t o n a t i o n a n d l i m i t i n g t u b e d i a m e t e r c o r r e s p o n d i n g t o t h e o n s e t o f s p i n n i n g d e t o n a t i o n ) , a l 1 l i n k e d t o c e 1 1 s i s e , a r e d e p e n d e n t o n c h e m i c a l k i n e t i c s a s w e l l .

I n t r o d u c t i o n

---

La d é t o n a t i o n , d a n s l a t h é o r i e c l a s s i q u e C h a p m a n - J o u g u e t ( C J ) , e s t u n phénomène p u r e m e n t t h e r m o a é r o d y n a m i q u e où n ' i n t e r v i e n n e n t p a s l e s v i t e s s e s d e r é a c t i o n m i s e s e n j e u , où d o n c l a c i n é t i q u e c h i m i q u e

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1987430

JOURNAL DE PHYSIQUE

n ' a p a s s a p l a c e . E t p o u r t a n t , e l l e p r é v o i t d e f a ç o n s a t i s f a i s a n t e l e s c é l é r i t é s d e d é t o n a t i o n e t l e s p r e s s i o n s , n o t a m m e n t e n m i l i e u g a z e u x . T o u t c o m m e l a t h é o r i e C J , l e m o d è l e d e Z e l d o v i c h , v o n Neumann e t D o r i n g (ZND) s u p p o s e u n e o n d e d e c h o c p l a n e , m o n o d i m e n - s i o n n e l l e , s e p r o p a g e a n t e n r é g i m e p e r m a n e n t , q u i c h a u f f e l e m é l a n g e f r a i s e n l e c o m p r i m a n t e t i n d u i t u n e r é a c t i o n c h i m i q u e . P a r c o n t r e l e m o d è l e Z N D c o n s i d è r e d e s r é a c t i o n s à v i t e s s e f i n i e .

M a i s n i l a t h é o r i e CJ n i l e m o d è l e Z N D n e p e u v e n t p r é d i r e l e s p a r a m è t r e s d y n a m i q u e s q u i c a r a c t é r i s e n t l a s t r u c t u r e r é e l l e d e l a d é t o n a t i o n 111. C e l l e - c i e s t c o n s t i t u é e d ' u n c o m p l e x e d ' o n d e s d e c h o c t r i d i m e n s i o n e l l e s e n r é g i m e i n s t a t i o n n a i r e d e r r i è r e l e s q u e l l e s s ' e f f e c t u e l a r é a c t i o n c h i m i q u e . L e s " p o i n t s t r i p l e s N , i n t e r s e c t i o n s d e c e s o n d e s d e c h o c , d é c r i v e n t d e s t r a j e c t o i r e s q u i p e u v e n t ê t r e m i s e s e n é v i d e n c e p a r l a t e c h n i q u e d e s t r a c e s d e s u i e . C e s t r a j e c - t o i r e s f o r m e n t d e s l o s a n g e s q u ' o n a p p e l l e ' t c e l l u l e s n d e d é t o n a t i o n d e l l l o n g u e u r u L e t d e " l a r g e u r n a , ^{a v e c}

= 0 , 7 L.

D e p u i s p l u s i e u r s a n n é e s , u n c e r t a i n n o m b r e d ' e f f o r t s o n t é t é d é p l o y é s p o u r m o n t r e r l ' i n f l u e n c e d e l a c i n é t i q u e c h i m i q u e s u r l a s t r u c t u r e t r i d i m e n s i o n n e l l e d e l a d é t o n a t i o n , c ' e s t - à - d i r e s u r l e s d i m e n s i o n s L o u A d e l a c e l l u l e . P o u r q u o i s u r l a s t r u c t u r e p l u t ô t q u e s u r l a c é l é r i t é d e d é t o n a t i o n , p a r e x e m p l e

T o u t d ' a b o r d , l e s p a r a m è t r e s L o u A s o n t b e a u c o u p p l u s s e n s i b l e s a u x v a r i a t i o n s d e c o n d i t i o n s i n i t i a l e s q u e n e l ' e s t l a c é l é r i t é d e d é t o n a t i o n , a i n s i q u e l ' o n t m o n t r é d ' a b o r d S t r e h l o w 1 2 1 e t b e a u c o u p d ' a u t r e s a u t e u r s p a r l a s u i t e . C e s p a r a m è t r e s s o n t e n p a r t i c u l i e r t r è s s e n s i b l e s à t o u t e v a r i a t i o n , même t r è s f a i b l e , d e l a p r e s s i o n i n i t i a l e o u d e l a c o m p o s i t i o n d u m é l a n g e f r a i s . D ' a u t r e p a r t , l e s p a r a m è t r e s L o u A s o n t c a r a c t é r i s t i q u e s d ' u n m é l a n g e e x p l o s i f d o n n é , à u n e p r e s s i o n e t u n e c o n c e n t r a t i o n f i x é e s . L e u r d e t e r m i n a t i o n p e r m e t d ' e s t i m e r l a s e n s i b i l i t é à l a d é t o n a t i o n d e t e l g a z e x p l o s i f e t d e l a c o m p a r e r à c e l l e d ' a u t r e s g a z . Un g a z e s t d ' a u t a n t p l u s s e n s i b l e à l a d é t o n a - t i o n q u e l a d e n s i t é d e s p o i n t s t r i p l e s e s t f o r t e , d o n c q u e l a t a i l l e d e s c e l l u l e s e s t f a i b l e . On p e u t é g a l e m e n t p r é v o i r , g r â c e à l a c o n n a i s s a n c e d e

o u L, e t à l ' a i d e d e l a r e l a t i o n e m p i r i q u e d C

1 3 A 131 v é r i f i é e p a r d e n o m b r e u s e s e x p é r i e n c e s 1 4 , 2 1 , l e d i a m è t r e c r i t i q u e d e t r a n s i t i o n à l a d é t o n a t i o n n o n c o n f i n e e . D e s m o d è l e s t h é o r i q u e s s i m p l e s 16 1 f o u r n i s s e n t é g a l e m e h t , à p a r t i r d e A , l e s v a l e u r s d e l ' é n e r g i e c r i t i q u e EAC d ' i n i t i a t i o n d i r e c t e d e l a d é t o n a t i o n ( E C - n 3 ) . L e d i a m è t r e l i m r t e d* à p a r t i r d u q u e l u n e d é t o n a t i o n n e p e u t p l u s s e p r o p a g e r d e f a ç o n s t a b l e d a n s u n t u b e

) 7 , 8 1 e s t a u s s i f o n c t i o n d e

( d

A / n

Dans c e q u i s u i t s e r a s u r t o u t e x a m i n é e l ' i n f l u e n c e d e l a c i n é t i q u e c h i m i q u e s u r l a t a i l l e d e s c e l l u l e s d e d é t o n a t i o n .

E f f e t g r o m o t e u r d e l ' h y d r o g è n e

--- ---

L i b o u t o n e t C o l l . 191 o n t m i s e n é v i d e n c e l ' i n f l u e n c e d e l a c i n é t i q u e c h i m i q u e s u r l e m é l a n g e H ~ / c o / o ~ / A ~ p a r e x e m p l e , e n s u b s t i t u a n t p r o g r e s s i v e m e n t l ' h y d r o g è n e a u m o n o x y d e d e c a r b o n e . En a u g m e n t a n t l a c o n c e n t r a t i o n e n H 2 , l a v i t e s s e d e d é t o n a t i o n D a u g m e n t e , à p r e s s i o n i n i t i a l e P l c o n s t a n t e , e t l a v a r i a t i o n d e v i t e s s e e s t p l u s p r o n o n c é e p o u r l e s f a i b l e s c o n c e n t r a t i o n s e n h y d r o g è n e ( F i g . 1 ) . M a i s l a t a i l l e d e s c e l l u l e s d é p e n d , e n c o r e p l u s f o r t e m e n t q u e l a v i t e s s e d e d é t o n a t i o n , d e l a c o n c e n t r a t i o n e n h y d r o g è n e d a n s l e m é l a n g e . L a f i g u r e 2 d o n n e , e n f o n c t i o n d e l a p r e s s i o n i n i t i a l e Pl e t d u r a p p o r t

H 2/(Hs + CO), l a v a r i a t i o n d u

" t e m p s c a r a c t é r i s t l q u e U

d é f i n i p a r L l b o u t o n e t V a n T i g g e l e n

1101 c o m m e l e r a p p o r t L ~ D d e l a " l o n g u e u r w d e l a c e l l u l e à l a

c é l é r i t é m o y e n n e d e d é t o n a t i o n . On c o n s t a t e e x p é r i m e n t a l e m e n t q u e c e

t e m p s c a r a c t é r i s t i q u e e s t p r o p o r t i o n n e l a u t e m p s d ' i n d u c t i o n à l a

I n f l u e n c e of h y d r o g e n p e r c e n t a g e i n t h e f u e l f r a c t i o n o n d e t o n a t i o n v e l o c i t y D f o r d i f f e r e n t i n i t i a l p r e s s u r e s Pl

200

v 1 5 0

1 0 0 T o r r

7 5

50

2 5 T o r r . S t o i c h i o m e t r i c m i x t u r e C O / H ~ / O ~ d i l u t e d w i t h 50% Argon.

C o u r t e s y o f J - C . L i b o u t o n , M.

Dormal a n d P.J. Van T i g g e l e n 191

F i g . 2

I n f l u e n c e of i n i t i a l p r e s s u r e Pl o n t h e c h a r a c t e r i s t i c t i m e tc, f o r d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s O F

h y d r o g e n i n t h e f u e l f r a c t i o n

S t o i c h i o m e t r i c m i x t u r e C O / H ~ / O ~ d i l u t e d w i t h 50% Argon.

C o u r t e s y o f J.C. L i b o u t o n a n d P.J. Van T i g g e l e n 1101.

Pl

,

JOURNAL DE PHYSIQUE

r é a c t i o n e x p l o s i v e . L o r s q u l o n s e p l a c e à p r e s s i o n i n i t i a l e s u f f i s a m m e n t f o r t e e t à c o n c e n t r a t i o n e n h y d r o g è n e i m p o r t a n t e , l e s v a r i a t i o n s d e c é l é r i t é e t d e t e m p s c a r a c t é r i s t i q u e s o n t f a i b l e s . A 1 5 0 T o r r p a r e x e m p l e , l a c é l é r i t é e s t d i v i s é e p a r u n f a c t e u r 1 , 2 5 l o r s q u e

v a r i e d e 1 0 0 à 1 0 % ( F i g . l ) , t a n d i s q u e l e t e m p s c a r a c t é - r i s t i q u e e s t m u l t i p l i é p a r 3 , s ( F i g . 2 ) . P a r c o n t r e , l o r s q u ' o n d i m i n u e c e r a p p o r t a j u s q u ' à 1 $, l e t e m p s c a r a c t é r i s t i q u e e s t m u l t i p l i é p a r 20. 3n met a i n s i e n é v i d e n c e l e c a r a c t è r e p r o m o t e u r d e l ' h y d r o g è n e s u r l e s d é t o n a t i o n s C O / O Z / A r , d o n t l ' a d d i t i o n p r o g r e s s i v e a u m é l a n g e p r o v o q u e u n e l é g e r e a u g m e n t a t i o n d e l a c é l é r i t é d e d é t o n a t i o n e t u n e d i m i n u t i o n t r è s i m p o r t a n t e d e l a t a i l l e d e s c e l l u l e s .

E f f e t i n h i b i t e u r d e composés h a l o g é n é s du m é t h a n e

...

T o u t c h a n g e m e n t d a n s l a c o m p o s i t i o n d u m é l a n g e e n t r a î n e u n e v a r i a t i o n d e l ' é n e r g i e g l o b a l e d u s y s t è m e c h i m i q u e . P a r l ' a d d i t i o n d e t r è s f a i b l e s q u a n t i t é s d ' h y d r o g è n e , non s e u l e m e n t l ' i n f l u e n c e s u r l a t a i l l e d e s c e l l u l e s e s t m i s e d a v a n t a g e e n é v i d e n c e , m a i s e n c o r ' e l ' é n e r g i e d u s y s t è m e e s t p e u p e r t u r b é e . L ' a d d i t i o n à l ' é t a t d e t r a c e s d e g a z , i n h i b i t e u r s ou p r o m o t e u r s d e l a r é a c t i o n c h i m i q u e , s e m a n i f e s t e a u n i v e a u d u c o u p l a g e e n t r e l ' o n d e i n i t i a t r i c e e t l a zone d e r é a c t i o n . E l l e a p o u r e f f e t d e f a i r e v a r i e r l e t e m p s d ' i n d u c t i o n à l a f o r m a t i o n d e l a r é a c t i o n e x p l o s i v e . D e s t r a c e s d e c o m p o s é s h a l o g é n é s d u m é t h a n e o u h a l o n s a j o u t é s à c e r t a i n s m é l a n g e s h y d r o c a r b u r e s - o x y g è n e , p r o v o q u e u n a c c r o i s s e m e n t s i g n i f i c a t i f d u t e m p s d ' i n d u c t i o n ( 1 1 1, d o n c u n e r é d u c t i o n d u p o u v o i r d é t o n a n t d u m é l a n g e .

L e s c a l c u l s n u m é r i q u e s d e W e s t b r o o k ( 1 2 1 , p r e n a n t e n c o m p t e un schéma r é a c t i o n n e l d é t a i l l é d e l ' o x y d a t i o n d e s h y d r o c a r b u r e s e t d e l ' i n h i b i t i o n p a r l e s c o m p o s é s h a l o g é n é s , p r é d i s e n t un e f f e t i n h i b i - t e u r t r è s f o r t

l o r s q u e 1 % d e CF3Br e s t a j o u t é à u n m é l a n g e C2H4- a i r p a r e x e m p l e , l a l o n g u e u r d'induction e s t m u l t i p l i é e p a r u n f a c t e u r s u p é r i e u r à 2. L e s c a l c u l s d e Moen e t C o l l . 1131 a r r i v e n t c e p e n d a n t à un e f f e t i n h i b i t e u r p l u s m o d é r é d e CF3Br.

Au p l a n e x p é r i m e n t a l , d e s e f f e t s v a r i é s s o n t o b s e r v é s . CF B r a j o u t é à l ' é t a t d e t r a c e s a u x m é l a n g e s H 2 / 0 2 1141 o u C H 4 - a i r ( f i l

p r o v o q u e u n l é g e r e f f e t p r o m o t e u r . L i b o u t o n e t Van T i g g e l e n 1101 m o n t r e n t que l ' a d d i t i o n d e CF3Br a u x m é l a n g e s H 2 / 0 2 , / ~ r m o d i f i e t r è s peu l a t a i l l e d e s c e l l u l e s m a i s s u p p r i m e l a r e g u l a r i t é d e l a s t r u c t u r e . P a r

n o n p a s à u n m é l a n g e d o n t l a

c o n c e n t r a t i o n i n h i b i t e u r d e

f o n c t i o n d e l a p r e s s i o n i n i t i a l e P l d ' u n m é l a n g e H ~ / c o / o ~ / A ~ , l a v a r i a t i o n d e c é l é r i t é d e d é t o n a t i o n D p o u r d i f f é r e n t e s c o n c e n t r a - t i o n s e n CF3Br a j o u t é . L o r s q u e l e p o u r c e n t a g e m o l a i r e e n CF3Br v a r i e d e O à 5 %, l a c é l é r i t é d i m i n u e d ' e n v i r o n 2 , 3 % p o u r u n e p r e s s i o n i n i t i a l e d e 1 5 0 T o r r . D a n s l e s m ê m e s c o n d i t i o n s , l e t e m p s c a r a c t é - r i s t i q u e

s ' a c c r o î t d e 1 5 0 % ( F i g . 4 ) . Le c a r a c t è r e i n h i b i t e u r d e CF B r a é t é a i n s i m i s e n é v i d e n c e d e f a ç o n n e t t e s u r l a d é t o n a S i o n d e m é l a n g e s c o n t e n a n t u n e q u a n t i t é d ' h y d r o g è n e c o m p a r a b l e à c e l l e d e CF3Br.

I n t e r g r é t a t i o n

--- ---

L ' e f f e t p r o m o t e u r d e l ' h y d r o g è n e s u r l ' o x y d a t i o n d u monoxyde d e

c a r b o n e e t l ' e f f e t i n h i b i t e u r d u b r o m o t r i f l u o r o m é t h a n e s u r l ' o x y d a -

t i o n d ' u n m é l a n g e C O / H ~ / O ~ / A ~ o n t é t é i n t e r p r é t é s p a r L i b o u t o n e t

C o l l . 19 ( e n f a i s a n t i n t e r v e n i r d e s m é c a n i s m e s r é a c t i o n n e l s s i m p l e s .

I n f l u e n c e of i n i t i a l p r e s s u r e P o n e x p e r i m e n t a l a n d t h e o r e t i c a i d e t o n a t i o n v e l o c i t y D f o r d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s of CF B r . S t o i c h i o n e t r i c m i x t u r e C O / ~ ~ / O ~ w i t h 50% Argon.

H ~ / ( H ~ + C O )

0.1

C o u r t e s y o f J - C . L i b o u t o n a n d P.J. Van T i g g e l e n 1101.

F i g . 4

I n f l u e n c e of i n i t i a l p r e s s u r e Pl o n t h e c h a r a c t e r i s t i c t i m e t c a f o r d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s o f CF3Br.

S t o i c h i o m e t r i c m i x t u r e c 0 / H 2 / 0 2 w i t h 50% Argon.

II2/(H2 + ^{CO) = 0.1}

C o u r t e s y o f J.C. L i b o u t o n a n d P . J . Van T i g g e l e n ' ( l 0 ( .

25 50 75 1 0 0 1% 200

Pl

,

JOURNAL DE PHYSIQUE

La c o m b u s t i o n d e l ' h y d r o g è n e s e d é r o u l e a i n s i

I n i t i a t i o n

H Z + ^{0 2 2 OH}

P r o p a g a t i o n

H 2 + O H H20 + H ( 2 )

R a m i f i c a t i o n

H + O 2 OH + O ( 3 )

O + ^{H z} O H + H ( 4 )

R e c o m b i n a i s o n

H + O H + M

H20 + ^M ( 5 )

La r é a c t i o n d ' i n i t i a t i o n f o u r n i t l e s r a d i c a u x O H n é c e s s a i r e s à l ' é t a p e d e p r o p a g a t i o n q u i e l l e - m ê m e p r o d u i t l ' a t o m e H. Le p r o c e s s u s r é a c t i o n n e l s e p o u r s u i t e n s e r a m i f i a n t . Ce n ' e s t q u ' e n f i n d e p é r i o d e d l i n d u c t i o n , l o r s q u e l a c o n c e n t r a t i o n e n e s p è c e s r a d i c a l a i r e s a t t e i n t u n s e u i l c r i t i q u e , q u e l e d é g a g e m e n t b r u t a l d ' é n e r g i e d a n s l a m a s s e t o t a l e d u m é l a n g e s e p r o d u i t . Une g r a n d e p a r t i e d e l a c h a l e u r d é g a g é e l o r s d e l a c o m b u s t i o n p r o v i e n t d e l a r é a c t i o n t r è s e x o t h e r m i q u e d e r e c o m b i n a i s o n d e s r a d i c a u x H e t OH.

Le monoxyde d e c a r b o n e , e n m é l a n g e a v e c d e l ' h y d r o g è n e e t d e l ' o x y g è n e , r é a g i t a v e c l e s r a d i c a u x O H p r o d u i t s p r é c é d e m m e n t e t c o n d u i t à l a r é a c t i o n s u i v a n t e

A i n s i l a p r é s e n c e d ' h y d r o g è n e m o l é c u l a i r e a g i t s u r l a c o m b u s t i o n d e C O e n p r o d u i s a n t d e s a t o m e s H q u i s o n t d e s p o r t e u r s d e c h a î n e s t r è s e f f i c a c e s . C e u x - c i r é a g i s s e n t à l e u r t o u r s u r O2 s u i v a n t l a r é a c t i o n ( 3 ) e t p a r t i c i p e n t à l ' a c c é l é r a t i o n d e l a r é a c t i o n . C e p e n d a n t l a m i s e e n é v i d e n c e d e l ' a c t i o n p r o m o t r i c e d e l ' h y d r o g è n e s u r l a c o m b u s t i o n d e C O n ' e s t p o s s i b l e q u e s i l a c o n c e n t r a t i o n e n H z e s t f a i b l e

s i n o n l e s a t o m e s H p r o d u i t s e n ( 6 ) s o n t m a s q u é s p a r c e u x p r o d u i t s e n ( 2 ) e t ( 4 ) e n q u a n t i t é i m p o r t a n t e .

La p r é s e n c e d ' i n h i b i t e u r CF B r m o d i f i e l e m é c a n i s m e c i - d e s s u s , e n c e s e n s q u e l a r é a c t i o n

3

H + CF3Br

CF3 + HBr (7

e n t r e e n c o m p é t i t i o n a v e c l a r é a c t i o n de r a m i f i c a t i o n ( 3 )

l ' a t o m e H r é a g i s s a n t a v e c CF3Br n ' e s t p l u s a l o r s d i s p o n i b l e p o u r l e s r é a c t i o n s d e r a m i f i c a t i o n ( 3 ) e t ( 4 ) e t d o n n e un r a d i c a l CF3 q u i e s t u n p o r t e u r d e c h a î n e s b e a u c o u p m o i n s e f f i c a c e . De p l u s , l a m o l é c u l e HBr f o r m é e r é a g i t e l l e a u s s i s u r l ' a t o m e H s u i v a n t l a r é a c t i o n ( 8 )

H + ^{HBr + Br} + Hz ( 8 )

a c c e n t u a n t a i n s i l ' e f f e t i n h i b i t e u r d e CF B r s u r l e p r o c e s s u s d e c o m b u s t i o n . L ' i n h i b i t e u r , a g i s s a n t e s s e n t i e l l e m e n t s u r l ' a t o m e H, a u n e a c t i o n d ' a u t a n t p l u s v i s i b l e q u e l a c o n c e n t r a t i o n e n h y d r o g è n e d a n s l e m é l a n g e e s t f a i b l e .

C o n c l u s i o n

---

A i n s i l ' a d d i t i o n d e t r a c e s d ' i n h i b i t e u r s ou d e p r o m o t e u r s d e l a

r é a c t i o n c h i m i q u e a p e r m i s d e m o n t r e r d e f a ç o n s i m p l e l ' i n f l u e n c e d e

l a c i n é t i q u e s u r l e p r o c e s s u s d e d é t o n a t i o n , e n m o d i f i a n t l e t e m p s

c a r a c t é r i s t i q u e e t d o n c l e t e m p s d ' i n d u c t i o n 1101. Ce d e r n i e r é t a n t

p r o p o r t i o n n e l à l a t a i l l e d e s c e l l u l e s , l e s p a r a m è t r e s d y n a m i q u e s d e

l a d é t o n a t i o n , f o n c t i o n d e A , d é p e n d e n t e u x a u s s i d e l a c i n é t i q u e

c h i m i q u e .

L ' a u t e u r r e m e r c i e v i v e m e n t M o n s i e u r l e P r o f e s s e u r P.J. V a n T i g g e l e n , d e l t U n i v e r s i t é C a t h o l i q u e d e L o u v a i n , p o u r s a r e l e c t u r e d u m a n u s c r i t e t s e s s u g g e s t i o n s .

Références

LEE J.H., KNYSTAUTAS R. a n d G U I R A O C., t t F u e l - A i r E x p l o s i o n s t t . E d i t é p a r J.H. L e e e t C. G u i r a o , SM S t u d y

1 6 , U n i v e r s i t y o f W a t e r l o o P r e s s ( 1 9 8 2 ) 1 5 7 .

STREHLOW R . A . , A s t r o n a u t i c a A c t a 14 ( 1 9 6 9 ) 5 3 9 .

MITROFANOV V.V. a n d SOLOUKHIN R.I., S o v i e t P h y s i c s - D o k l a d y 9 ( 1 9 6 5 ) 1 2 .

KNYSTAUTAS R., LEE J.H. a n d GUIRAO C.M., C o m b u s t i o n a n d F l a m e 4 8 ( 1 ) ( 1 9 8 2 ) 6 3 .

PEDLEY M.D., BISHOP C.V., BEN2 F.J., KNYSTAUTAS R., LEE J.H.,

PERALDI 0 . a n d DUPRE G . ( à p a r a î t r e d a n s P r o g r e s s i n A s t r o n a u t i c s a n d A e r o n a u t i c s ) .

BENEDICK W.B., GUIRAO C.M., KNYSTAUTAS R. a n d LEE J.H.,"Dyna- m i c s o f E x p l o s i o n s 1 ' . E d i t é p a r J . R . B o w e n , J - C . L e y e r e t R . I . S o l o u k h i n . P r o g r e s s i n A s t r o n a u t i c s a n d A e r o n a u t i c s v o l . 1 0 6 ( 1 9 8 6 ) 1 8 1 .

KNYSTAUTAS R. , G U I R A O C., LEE J.H. a n d SULMISTRAS A., t t D y n a m i c s o f S h o c k Waves, E x p l o s i o n s a n d D e t o n a t i o n s t t . E d i t é p a r J.R.

Bowen, N. Manson, A.K. O p p e n h e i m e t R . I . S o l o u k h i n . P r o g r e s s i n A s t r o n a u t i c s a n d A e r o n a u t i c s Vol. 9 4 ( 1 9 8 4 ) 23.

DUPRE

KNYSTAUTAS R. a n d LEE J.H., " D y n a m i c s o f E x p l o s i o n s u . E d i t é p a r J.R.Bowen, J - C . L e y e r e t R . I . S o l o u k h i n . P r o g r e s s i n A s t r o n a u t i c s a n d A e r o n a u t i c s V o l . 1 0 6 ( 1 9 8 6 ) 244.

LIBOUTON J . C . , DORMAL M . a n d V A N TIGGELEN P.J., 1 5 t h S y m p o s i u m ( I n t e r n . ) o n C o m b u s t i o n . The C o m b u s t i o n I n s t i t u t e ( 1 9 7 5 ) 79.

LIBOUTON J.C. a n d V A N TIGGELEN P.J.. A c t a A s t r o n a u t i c a 3 1 9 7 6

. .

7 5 9 .

1111 SKINNER

t t H a l o g e n a t e d F i r e S u p p r e s s a n t s " . E d i t é p a r R.G.

Gann, ACS S y m p o s i u m S e r i e s

1 6 , A m e r i c a n C h e m i c a l S o c i e t y ( 1 9 7 5 ) 2 9 5 . -

1 1 2 ) WESTBROOK C.K., 1 9 t h S y m p o s i u m ( I n t e r n . ) o n C o m b u s t i o n . T h e C o m b u s t i o n I n s t i t u t e ( 1 9 8 2 ) 1 2 7 .

113) MOEN I . O . , W A R D S.A., THIBAULT P.A., LEE J.H., KNYSTAUTAS R., DEAN T . a n d WESTBROOK C.K., 2 0 t h S y m p o s i u m ( I n t e r n . ) o n C o m b u s t i o n . The C o m b u s t i o n I n s t i t u t e ( 1 9 8 4 ) 1 7 1 7 .

1141 MACEK

J o u r n a l

( 1 9 6 3 ) 1 9 1 5 .

1151 BULL D . C . , " F u e l - A i r E x p l o s i o n s t t . E d i t é p a r J.H. L e e a n d C.

G u i r a o , SM S t u d y

1 6 , U n i v e r s i t y o f W a t e r l o o P r e s s ( 1 9 8 2 )

1 3 9 .