Explosion - Définition

Introduction

Série d'explosions.

Cratère de « mine » en Flandre lors de la Première Guerre mondiale.

Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la matière résultante se trouve en surpression ; en se détendant jusqu'à l'équilibre avec la pression atmosphérique, elle crée un souffle déflagrant ou détonant, selon sa vitesse.

Classification

Les explosions peuvent être classées en fonction de la vitesse de l'onde qu'elles engendrent :

• on emploie le terme déflagration lorsque le front de décomposition se déplace à une vitesse inférieure à la vitesse du son dans le milieu local,
• on parle de détonation lorsque le front de flamme dépasse la vitesse du son des gaz brûlés, ce qui engendre une onde de choc. C'est ce qui se produit lors de l'utilisation d'un détonateur ou d'un explosif brisant, le front de décomposition peut se propager à des vitesses qui dépassent 10 km/s.

Traumatologie

Explosion et effondrement en l'espace d'environ six secondes d'une cheminée industrielle à Francfort-sur-le-Main (Allemagne, 2006)

Il y a quatre effets d'une explosion sur l'homme :

• le blast : c'est un barotraumatisme, c’est-à-dire un traumatisme créé par la surpression de l'air ; il comprend notamment :
  • le blast des tympans, pouvant aller jusqu'à la déchirure des tympans : surdité passagère ou définitive, acouphènes ;
  • le blast pulmonaire : l'onde de choc frappe la poitrine et provoque des dégâts à l'intérieur ;
• la chute consécutive à la différence de pression entre le devant (partie face à l'explosion) et l'arrière de la surpression ;
• projection d'objets, de débris (shrapnels) ;
• choc psychologique.

Il peut aussi y avoir un effondrement de structure (bâtiment, mur), ainsi que des brûlures dans le cas d'une expansion de gaz chauds ou d'un rayonnement intense.

Causes

Une explosion peut résulter d'une réaction chimique : le volume occupé par les gaz produits par la réaction est supérieur au volume des réactifs (Si la réaction est exothermique, la chaleur provoque une dilatation des gaz de réaction) :

- les réactifs solides (par exemple poudre) ou liquides sont donc plus denses que les gaz produits ;

- les réactifs peuvent être aussi des gaz, mais la quantité de gaz produite (nombre de moles) est supérieure à la quantité de gaz initiale ;

• Une explosion peut aussi résulter d'une vaporisation très violente, comme dans le cas de l'ébullition-explosion ou bleve ; il s'agit alors d'une transformation physique, un changement de phase.
• Une explosion peut aussi résulter d'une augmentation brutale de température quand un procédé dégage plus de chaleur (par réaction chimique, frottement, compression, chauffage par micro-ondes...) que le système peut en évacuer et perdre vers l’extérieur. Il y a alors « explosion thermique » due à une libération brutale et massive d’énergie, souvent (mais pas toujours) avec émissions importantes de gaz et vapeurs inflammables ou toxiques.

Utilisation

• On utilise la pression des gaz pour produire un travail dans un moteur à combustion interne (déflagration) ou un moteur à réaction.
• On utilise aussi les propriétés de transformation hyper rapide de certains matériaux pour fabriquer des explosifs à des fins de génie civil, génie militaire ou pour fabriquer des munitions et des armes.