Explosions électriques

Elles sont dues à l’échauffement considérable et très rapide d’une matière traversée par un courant électrique intense ; par exemple, la décharge d’un condensateur à travers un fil électrique fin peut porter, par effet Joule, le métal à une température si élevée qu’il se transforme, dans son propre volume, en vapeur métallique à haute pression.

Explosions chimiques

Elles sont le fait d’une réaction chimique rapide dont un corps, ou un mélange de corps, appelé un explosif, est le siège. Quand on parle d’explosion sans ajouter d’épithète, il s’agit d’une explosion chimique.

Selon le processus qui les produit, on distingue les explosions homogènes et les explosions hétérogènes.

• Les explosions homogènes sont celles dans lesquelles la réaction chimique affecte simultanément la totalité de la masse en cause ; elles ont lieu soit dans un corps pur, soit dans un mélange homogène, qui est à tout moment à une température uniforme ; la vitesse de réaction (au sens de la cinétique chimique) est la même en tous les points du système ; cette vitesse va en croissant, atteignant finalement une valeur extrêmement élevée. De véritables explosions homogènes ne s’observent guère que dans les appareils de laboratoire, de dimensions de l’ordre du décimètre, où l’on peut maintenir l’uniformité de la température. Dans un appareil de grandes dimensions, comme sont en général ceux de l’industrie, la température ne peut être absolument uniforme ; s’il s’y passe une réaction qui va s’accélérant, il se trouvera un point ou une zone où l’explosion se déclenchera et, de là, s’étendra au reste de la masse ; toutefois, dans celle-ci, la matière étant sur le point d’atteindre les conditions d’explosion, l’explosion peut être dite « quasi homogène ». Les explosions accidentelles qui se produisent dans des réacteurs de l’industrie chimique appartiennent souvent à ce type d’explosion.

À partir du moment où un système chimique a été porté à une température à laquelle il commence à réagir, il s’écoule jusqu’à l’explosion homogène un temps appelé période d’induction de l’explosion, qui peut, selon les cas, aller d’une fraction de seconde à plusieurs jours ou plusieurs semaines.

• Les explosions hétérogènes sont celles qui, amorcées en un point d’un système, s’y propagent de proche en proche : la réaction s’accomplit dans une zone de faible épaisseur, de part et d’autre de laquelle se trouvent la matière qui n’a pas encore explosé et les gaz produits par l’explosion. L’explosion hétérogène se propage donc selon une onde. Il y a deux types d’explosions hétérogènes : la déflagration et la détonation. Dans les déflagrations, la réaction chimique se propage principalement par le jeu de la conductibilité thermique ; dans les détonations, elle est entretenue par l’onde de choc positive lancée dans le milieu qui n’a pas encore réagi. Il existe d’ailleurs toutes sortes de degrés dans les célérités et les intensités des déflagrations ou des détonations.

Explosions nucléaires

Elles font intervenir des transformations (fusion, fission, etc.) des noyaux d’atomes.

Toute explosion met en jeu une certaine énergie ; mais c’est à tort qu’on a voulu appeler explosion tout phénomène libérant rapidement de l’énergie ; encore faut-il, pour qu’il y ait une explosion véritable, qu’une certaine masse gazeuse serve de support à cette énergie. Quant à la quantité d’énergie mise en jeu, elle peut être fort petite en valeur absolue, comme dans les micro-explosions que A. Michel-Levy (1877-1955) et H. Muraour (1880-1954) réalisaient sur la platine d’un microscope. Dans le cas des explosions chimiques, l’énergie dégagée va de 1 200 à 8 000 kilo-joules par kilogramme de masse qui explose.

Action

Quelle que soit la nature d’une explosion, les gaz qu’elle produit ou qu’elle libère en un temps court exercent sur le milieu qui les entoure une action mécanique plus ou moins forte, éventuellement très brutale. Une explosion accidentelle entraîne des effets destructeurs, à cause, d’une part, de l’onde de choc qu’elle lance dans le milieu ambiant et, d’autre part, des éclats solides projetés à distance ; l’explosion (pneumatique) d’une chaudière et l’explosion (chimique) d’une bombe explosive ont des effets semblables. Les explosions que l’on produit intentionnellement, grâce à une mise en œuvre appropriée, peuvent produire des effets utiles, comme ceux que l’on obtient dans les travaux de minage ou lors du fonctionnement des artifices. C’est le plus souvent par une explosion chimique que l’on produit un effet utile : dislocation de roche, déblaiement de terrain, ameublissement des sols, production d’ondes sismiques en vue de travaux de prospection géologiques (prospection sismique), formage à l’explosif des métaux en tôle, lancement des projectiles, etc.

Les explosions ne sont pas seulement le fait de l’homme, mais il s’en produit aussi dans la nature. La foudre n’est autre chose qu’une explosion électrique que produit dans l’air l’éclair dans son trajet ; un coup de foudre peut mettre en jeu une énergie d’un million de kilojoules. Le 27 août 1883 eut lieu sur la Terre la plus forte explosion des temps historiques, lorsque, les parois du volcan de l’île de Krakatau ayant cédé, la lave chaude se déversant dans la mer transforma rapidement en vapeur un milliard de tonnes d’eau ; l’énergie de cette explosion pneumatique se chiffra en billions de kilojoules. Enfin, l’apparition subite au firmament d’une supernova est due à une explosion nucléaire dans une étoile, avec libération de sextillions de kilojoules.

L. M.

➙ Cinétique chimique / Déflagration / Détonation / Explosif.