Today is dimanche, 20th août 2017

Archive pour la categorie ‘Sciences’

Les armes à surpression thermobarique

Les bombes classiques lorsqu’elles explosent sont mortelles et destructrices en combinant deux effets : un phénomène de surpression capable d’écraser les organes internes d’un être vivant ou de détruire un bâtiment (onde de choc), et un important dégagement de chaleur à l’origine de graves brûlures de la peau ou d’incendies.

Les armes à surpression thermobariques, également nommées armes à effet de souffle, fonctionnent quant à elles en trois temps : une détonation initiale disperse tout d’abord un fin nuage de gaz ou de poudre qui, de par sa consistance, peut se diffuser sur un large périmètre et s’infiltrer dans la moindre cavité, pénétrant à l’intérieur d’une construction ou d’un véhicule blindé non hermétique. Puis une seconde explosion embrase ce nuage dans une énorme boule de feu, engendrant un niveau de surpression beaucoup plus élevé que celui d’une bombe conventionnelle. La troisième étape est la dépression toute aussi brutale résultant de la combustion rapide du mélange vaporisé.

Les effets combinés de la surpression/combustion/dépression sur un être humain sont dévastateurs. Les personnes situées près de l’épicentre sont instantanément désintégrées. Celles situées plus loin pourront être tuées soit par le blast provoquant de graves lésions internes, soit par brûlure en contact direct ou par inhalation du combustible brûlant. La dépression ainsi que la raréfaction de l’oxygène l’accompagnant provoqueront quant à eux invariablement un traumatisme pulmonaire majeur et une lente asphyxie.

Les explosifs à effet de souffle peuvent être utilisé de manière native, ou bien combinés dans des systèmes plus élaborés servant à propulser des fragments de métal par exemple. Ils peuvent être également intégrés dans des cônes de charge en tandem avec une charge creuse, cette dernière perforant blindage ou béton pour laisser passer la charge thermobarique qui explose à l’intérieur de l’objectif.

Dans un espace confiné cette arme voit son potentiel destructeur décuplé car l’onde de choc se propage très loin, s’engouffrant dans le moindre interstice, remplissant les volumes, changeant de direction,montant ou descendant les niveaux. Le gilet pare-balles ou les sacs de sable ne sont alors d’aucune protection.

Les munitions utilisant ce type d’effet de souffle sont multiples : obus, roquettes ou bombes. Pour ce dernier vecteur la Russie a testé en septembre 2007 une bombe à implosion (ou bombe à vide) utilisant 7 tonnes d’explosif et faisant appel aux nanotechnologies pour disperser un nuage de carburant sur 300 mètres de rayon. Cette arme de destruction massive est d’une puissance équivalente à 44 tonnes de TNT, soit celle d’une petite arme nucléaire.

Selon toute vraisemblance des armes à surpression thermobarique ont sans nul doute été utilisées dans les derniers conflits modernes en Bosnie, en Tchétchénie, en Afghanistan, en Irak ou au Liban…





Le radiomètre de Crookes

Sir William Crookes (1832-1919) est un chimiste et physicien britannique et l’un des plus grands savants de l’ère moderne. On lui doit notamment deux découvertes majeures : celle du Thallium, un élément chimique métallique, ainsi que celle des rayons cathodiques qui seront utilisés par la suite dans les tubes des téléviseurs.

Mais il mena également des recherches dans des domaines nombreux et variés comme la médecine et l’hygiène (traitement des eaux d’égouts, rapport sur la prévention et la guérison de la peste bovine…), l’astronomie (étude du spectre solaire, photographie céleste…) en passant par la fabrication du sucre de betterave, la teinture des textiles, la séparation de l’or et de l’argent de leurs minerais par un procédé d’amalgamation.

Cependant, ses travaux scientifiques les plus importantes portent sur la conductivité électrique des gaz. Pour cela Crookes a mis au point de nombreux instruments : le tube de Crookes utilisé dans la technique des rayons X, le photomètre de polarisation, le microscope spectral, le spinthariscope (détecteur de particules utilisé ensuite en génie atomique)…

Dispositif plus ludique le radiomètre est également son invention. Le mécanisme est constitué d’une ampoule dans laquelle on a fait le vide partiel et qui possède un axe sur lequel sont fixées des ailettes de couleur noire d’un côté et réfléchissante de l’autre.

Simple en apparence, l’explication du phénomène s’avère en fait très complexe (même Einstein s’y est collé). La première idée qui vient à l’esprit est que le flux de photons constituant la lumière est absorbé par les faces noires des ailettes et rebondit sur les faces brillantes en leur transférant de la quantité de mouvement et en exerçant ainsi une pression dite de radiation.

Deux faits démentent cette hypothèse : primo la lumière générée par des lampes néon ou économique ne déclenche pas cette rotation, tandis que la seule chaleur de la main est suffisante faire pour fonctionner lentement radiomètre. Secundo si cette explication était la bonne le moulin tournerait dans le sens inverse.

Car on oublie un peu vite que l’énergie transportée par la lumière peut se transformer en chaleur. C’est donc un principe thermodynamique qui est ici à l’œuvre : les surfaces noires absorbent le rayonnement et s’échauffent plus vite que les surfaces brillantes qui le réfléchissent. Les molécules de gaz chauffées près de la face noircie percutent de biais le bord de l’ailette plus fortement que les molécules proches de la face réfléchissante. Il y a dilation du gaz et les molécules se déplacent du côté froid vers le côté chaud (du brillant ou noirci) et provoquent une différence de pression au niveau des bords (et non pas des faces) sensiblement égale à la racine carrée de la différence des températures.

Et cela suffit pour faire tourner l’ensemble.





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