GENERALITES SUR LES TECHNIQUES D’ABATTAGE A L’EXPLOSIF

GENERALITES SUR LES TECHNIQUES D’ABATTAGE A L’EXPLOSIF

LES EXPLOSIFS

Un explosif est une substance ou un mélange de substances qui, par un apport d’énergie (thermique ou mécanique par exemple) est susceptible de se décomposer très rapidement en libérant brutalement une grande quantité d’énergie. II. Composition des explosifs Les explosifs sont constitués essentiellement par des comburants ou oxydants (nitrates minéraux, nitrate d’ammonium, nitrate de sodium, etc) et des combustibles ou réducteurs (fiouls, les huiles diverses, les tourbes, la farine de bois, l’aluminium, etc). Certains d’entre eux ont un rôle annexe ; par exemple comme celui de diminuer la sensibilité aux chocs par l’absorption de la nitroglycérine ou celui d’apporter de l’énergie complémentaire à l’explosif. Le rôle des comburants est d’apporter de l’oxygène nécessaire à la combustion des composés organiques explosifs et celle des ingrédients non explosifs. Les explosifs renferment également des composés chimiques explosifs et des matières inertes et des additifs. III. Classification des substances pyrotechniques Les substances pyrotechniques peuvent être classées en trois grandes catégories selon leur domaine d’utilisation et leurs effets : – les explosifs qui sont des substances explosives dont le régime de décomposition normal est la détonation ; – les poudres ou propergols à régime déflagrant ; – les compositions pyrotechniques qui peuvent selon l’effet recherché détoner, déflagrer ou brûler (fig. 7). 18 Fig. 7 – Classification des substances pyrotechniques (Source EXPLO – TECH)

Mode de décomposition

Parmi les explosifs civils, plusieurs sous-familles d’explosifs existent. Elles se distinguent les unes des autres par la formulation chimique du composé explosif et par sa structure, et sont en général classées selon leur rapidité de décomposition (vitesse de détonation). De la nature et la rapidité de leur décomposition dépendent la puissance de l’explosion et l’énergie totale libérée lors de la réaction ce qui permet de distinguer les explosifs détonants des explosifs déflagrants (annexe I). – Les explosifs déflagrants, se décomposent à une vitesse de l’ordre de 400 à 2000 m/s, le plus connu de cette famille est la poudre noire. – Les explosifs détonants quant à eux, se décomposent à une vitesse comprise entre 2000 et 7000 m/s. Substances pyrotechniques Explosifs Poudres ou Propergols Compositions pyrotechniques Poudre pour armes Propergols pour autopropulsion Explosifs primaires Explosifs secondaires Explosifs militaires Explosifs industriels 19 Tous les explosifs utilisés dans les travaux publics, mines et carrières sont du type détonant sauf la poudre noire comprimée, explosif déflagrant utilisé dans les carrières de granite. V. Les différents types d’explosifs industriels

Les explosifs déflagrants

Le seul explosif industriel autorisé pour le traitement des roches est la poudre noire comprimée qui est constituée d’un mélange de salpêtre (nitrate de sodium), de charbon de bois et de soufre, finement pulvérisés. Elle se présente en cartouches cylindriques. On emploiera les explosifs déflagrants lorsqu’on voudra simplement obtenir des blocs sans fissures. La poudre noire est très sensible à la flamme et craint l’humidité. 

Les explosifs détonants Ils sont dans l’ordre de leur apparition 

Les dynamites (1860-1870) Ce sont des explosifs dont le principal constituant est un mélange de nitroglycérine et de dinitroglycol absorbé par un support tel que le coton azotique. Elles contiennent 10 à 90 % en masse de nitroglycéroglycol (NGL). La nitroglycérine est très sensible aux chocs et également très toxique. Les dynamites résistent bien à l’humidité et à l’eau. Grâce à leur vitesse de détonation très élevée (4 000 à 6 000 m s-1), elles sont utilisées dans les travaux publics et au niveau des carrières des roches dures et très dures. Mais actuellement leur usage est très réduit. 

Les nitratés (1920-1930)

Ce sont des explosifs dont le constituant essentiel est le nitrate d’ammonium (environ 80% en masse) associé à un explosif pur (TNT, pentrite) pour rendre le mélange sensible à l’amorçage. Ils sont d’une consistance pulvérulente. Ils sont livrés en cartouches et les deux variétés les plus utilisées sont le N 31 R et N 40 R. Leur vitesse de détonation varie de 4 000 à 5 000 m s-1 . Ils sont peu sensibles aux chocs mais par contre, ils sont sensibles à l’humidité.  Les nitrates-fiouls ou ANFO (1956-1960) Les nitrates-fiouls sont des explosifs en vrac utilisés dans la charge de colonne pour l’abattage des roches tendres et dures, en carrière et sur chantier, en l’absence d’eau. L’emploi du nitratefioul permet un bon couplage entre l’explosif et la roche à abattre et limite les risques de discontinuité de la charge. – Les ANFO ordinaires ou binaires Ces explosifs appartiennent à la famille des explosifs nitratés. Cependant, il convient d’en faire une catégorie à part compte tenu de leur propriété explosive et de leur mode d’utilisation. 20 Ils sont composés de 94% en masse de nitrate d’ammonium et de 6% de fuel domestique. Ils s’agissent de l’ANFOTITE N° 1+ et l’ANFOTITE 2+ de couleur blanche rosée. La réaction de la combustion s’effectue de la manière suivante : 37NH4NO3 + C12H26 12 CO2 + 87 H2O + 37 N2 Si les proportions stœchiométriques associées (94% en masse de nitrate d’ammonium et 6% en masse de fuel) sont mal respectées, la combustion peut être incomplète (déficit d’O2, production de CO) ou trop riche en oxygène, ce qui a pour effet principal la production de gaz toxiques (NOx principalement) (Fig. 8).