La caractérisation des ondes de choc est un enjeu majeur dans l’étude des phénomènes transitoires à forte énergie (arcs électriques, explosions locales, décharges plasma, etc.). Ces ondes peuvent générer des contraintes mécaniques importantes sur les structures, susceptibles de provoquer des déformations, fissurations ou ruptures.   C’est le cas notamment sur les dispositifs de protection électrique utilisés pour protéger les circuits électriques contre les dommages causés par les surintensités ou les courts-circuits.

L’objectif du projet proposé est d’étudier la faisabilité technique d’évaluer le signal de surpression généré par une décharge électrique en milieu confiné, pour permettre, le cas échéant, de redimensionner certains éléments du dispositif.

La génération de ces ondes de choc sera réalisée dans un premier temps par un allumage traditionnel au moyen d’un fil explosé, qui repose sur la vaporisation d’un filament de cuivre par décharge capacitive d’un courant de très forte intensité dans une charge gazeuse, puis éventuellement par claquage électrique de type étincelle pour se rapprocher du mode réel d’ouverture de contacts. La principale difficulté réside dans le fait de caractériser correctement la part de l’énergie déposée dans le milieu réactif, et celle mécanique de l’onde de choc.

Parmi les différentes méthodes expérimentales disponibles, les techniques d’imagerie à haute vitesse (ombroscopie, imagerie interférentielle) constituent une approche particulièrement efficace, car elles permettent d’obtenir une visualisation directe de la propagation des fronts d’onde ainsi qu’une quantification de leurs paramètres dynamiques (vitesse, surpression, énergie). Ces ondes de choc peuvent ainsi être mis en évidence par les modélisations en traçant les gradients des densités.

(Cf compléments dans fichier joint)