L’actualité militaire relate depuis ces dernières années l’émergence de nouvelles armes et notamment de nouveaux missiles dotés de capacités exceptionnelles de vitesse et de manœuvrabilité. Les missiles hypersoniques sont ainsi annoncés à des vitesses de MACH10, soit 10 000 km/h ou 3300 m/s. A ces niveaux de vitesse, les phénomènes d’impact de projectile contre les structures sortent du cadre standard des vitesses plus « conventionnelles ». Les phénomènes physiques associés à ces impacts sont des échauffements beaucoup plus importants de la matière, pouvant conduire à des modifications de l’état de cette matière au passage des ondes de choc. Les matériaux peuvent ainsi se transformer dans des états métallurgiques différents (transformation polymorphique) ou changer d’état, c’est-à-dire passer de l’état solide à l’état liquide, voire à l’état gazeux (changement de phase).
Pour illustrer ces phénomènes physiques particuliers, nous avons réalisé au moyen du lanceur double étage HERMES de notre laboratoire un essai d’impact à 3765 m/s d’un projectile en polycarbonate contre une cible composée de 6 plaques d’aluminium espacées. La cible récupérée après l’essai est représentée sur la figure ci-contre, avec un schéma à l’échelle du projectile en matière plastique.
Pour reproduire les déformations et endommagements importants observés sur ces plaques en aluminium, nous avons réalisé une simulation numérique de cet impact avec le logiciel IMPETUS, en utilisant une équation d’état multiphase pour reproduire le comportement sous choc du polycarbonate. Ce modèle de comportement qui reproduit le passage de ce projectile de l’état solide à l’état liquide et à l’état gazeux, conduit à une reproduction fidèle des observations expérimentales, comme le montre la figure ci-contre.
Vous permettre de comprendre le fonctionnement des menaces en reproduisant leurs effets et en anticipant les comportements des structures autour : tel est le quotidien des équipes techniques et scientifiques de THIOT INGENIERIE.
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