Amélioration d'explosifs par structuration des cristaux avec le procédé d'evaporation flash de spray

Description du sujet de thèse

Domaine

Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse

Amélioration d'explosifs par structuration des cristaux avec le procédé d'Evaporation Flash de Spray

Contrat

Thèse

Description de l'offre

De nouvelles voies de formulation de matériaux énergétiques sous forme de granulés de RDX enrobés d'ONTA et d'aluminium enrobé d'ONTA ont été identifiées dans la littérature chinoise et coréenne. La vitesse de détonation annoncée pour un explosif formulé à partir de granulés ONTA-HMX en rapport 1:1 molaire est supérieure à celle de l'octogène avec une sensibilité au choc proche de celle de l'ONTA, ce qui est prometteur dans l'optique de nouveaux explosifs à usage conventionnel.
Nous avons réalisé des simulations thermochimiques de compositions HMX-ONTA-Al à différents taux d'HMX qui montrent une nette amélioration des performances balistiques et de brisance par rapport à l'octogène et la composition PBXN109, sans dégrader les effets de souffle. Ces travaux mettent en exergue une nouvelle voie de formulation permettant d'allier une performance accrue des explosifs et une faible sensibilité (celle de l'ONTA).

La technique d'Evaporation Flash de Spray (SFE en anglais) développée par le laboratoire NS3E (Nanomatériaux pour des Systèmes Sous Sollicitations Extrêmes) sous tutelle de l'ISL, du CNRS et de l'Université de Strasbourg (UAR 3208) permet d'obtenir une structuration de l'explosif à l'échelle micrométrique à nanométrique. La thèse de Maxime Blanchon (2021-2024) a permis de produire les premières structures cœur-coquilles HMX-ONTA avec un ratio molaire 1:1. Les poudres obtenues présentent une sensibilité intermédiaire entre le HMX et l'ONTA avec des performances détoniques en accord avec la thermochimie, tout en conservant la capacité à détoner sous forme de charges de 3 mm de diamètre.
Ce travail constitue un sujet de thèse novateur et en rupture technologique avec ce qui se fait actuellement. Il est proposé de poursuivre ces travaux par une nouvelle thèse pour compléter la caractérisation des matériaux obtenus et les améliorer en jouant sur la nature des constituants et les balances en oxygène, en mesurant les caractéristiques détoniques à petite échelle sur des charges de dimensions centimétriques, en fonction de la densité, puis en étudiant leur comportement détonique (transition vers la détonation) via des expériences de laboratoire et des simulations.

Le travail est réalisé en collaboration entre le centre de Gramat (46) et l'institut de Saint Louis.
1. 1ère année : analyse des expérimentations réalisées sur les structures de Maxime Blanchon, réflexion sur des améliorations des produits
2. 2ième année : réalisation de nouvelles structures et caractérisation
3. 3ième année : Rédaction du manuscrit

Université / école doctorale

Sciences Chimiques
Université de Strasbourg

Localisation du sujet de thèse

Site

Gramat

Critères candidat

Formation recommandée

Chimie, cristallographie, techniques d'analyse optique, RAMAN et RX

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

OSMONT Antoine antoine.osmont@cea.fr
CEA
DAM/DEA//DEA
BP 80200
46500 Gramat
05 65 10 54 32

Tuteur / Responsable de thèse

COMET Marc marc.comet@isl.eu
Institut Saint-Louis
UNISTRA
Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis (ISL)
5 rue du Général Cassagnou
68300 Saint-Louis

En savoir plus

https://fondation.unistra.fr/projet/nanomateriaux-pour-systemes-sous-sollicitations-extremes-ns3e-umr-3208/
https://isl.eu/ #J-18808-Ljbffr