FR2804503A1 - Module d'allumage de detonateur pour charge explosive. procede et outillage de fabrication d'un detonateur equipe d'un tel module - Google Patents

Abstract

Module électronique pour détonateur comportant un circuit électronique (4, 5, 6) encapsulé dans une masse de résine durcie (7) à laquelle aboutit au moins un conducteur d'entrée (8) et de laquelle sont issus deux conducteurs formant la ligne d'allumage (9) d'un détonateur, la masse de résine (7) étant logée dans un boîtier tubulaire (1) avec le conducteur d'entrée s'étendant au-delà d'une extrémité (2) de ce boîtier, ce dernier s'étendant au-delà de la masse de résine (7) du côté des conducteurs d'allumage (9) pour délimiter une cavité (11) de logement de ces derniers et d'accueil d'un bouchon (12) amovible équipé de moyens (14) de maintien du détonateur.

Description

Habituellement un détonateur standard se présente sous la forme d'un bâtonnet tubulaire rempli d'une composition détonante et d'une matière inflammable dans laquelle est noyé un dispositif d'allumage destiné à réagir lorsqu'il est alimenté par une énergie électrique. Ce dispositif d'allumage peut être une résistance qui transforme l'énergie électrique en chaleur, deux électrodes entre lesquelles l'énergie électrique est transformée en arc à travers la matière inflammable ou un diélectrique adapté.... Le bâtonnet cylindrique comporte donc à l'une de ses extrémités deux conducteurs électriques permettant la connexion à une source extérieure d'énergie.

Aujourd'hui l'usage de la pyrotechnie, par exemple pour l'exploitation des mines et des carrières, pour la destruction d'un obstacle naturel, pour la démolition d'un ouvrage<B>...</B> fait appel à des plans de tirs de plus en plus élaborés, établis et exécutés par des ordinateurs et microprocesseurs de traitement de données.

Pour ce type d'application, on utilise des détonateurs dits à retard électronique, qui comportent un circuit électronique avec un micro-contrôleur permettant un échange d'informations avec l'unité centrale de commande des tirs et au travers duquel un accumulateur d'énergie électrique est chargé et est déchargé dans la matière inflammable avec un certain retard programmé.

De tels détonateurs à retard électronique existent depuis de nombreuses années. Ils se présentent sous la forme de produit en une seule pièce, la partie électronique étant reliée dès la fabrication à la partie explosive.

Ce caractère monobloc engendre des contraintes très importantes tenant à la matière explosive du détonateur. En effet, une réglementation stricte régit toutes les étapes de la vie d'un tel produit, ce qui exige pour la satisfaire, de mettre en oeuvre des procédures coûteuses de fabrication, de manutention et de transport (emballages spéciaux). En outre, le transport aérien de ces produits n'est autorisé qu'avec des conditionnements particuliers très coûteux ayant été agréés par l'autorité nationale compétente.

Le document canadien No 2 132 148, publié le 16 mars 1996, décrit un détonateur avec pilote électronique en deux parties qui peuvent être fabriquées séparément et qui possèdent des moyens de leur assemblage final par simple emmanchement de la partie explosive dans la partie électronique. Le dispositif décrit dans ce document présente cependant de nombreux inconvénients pour ce qui concerne d'une part la fabrication du pilote électronique et d'autre part l'assemblage final - notamment sur chantier - de cette partie électronique à la partie explosive. En effet le module électronique est noyé dans une résine qui présente au moins une cavité ouverte vers l'extérieur au fond de laquelle est ménagé un connecteur femelle de très petite dimension dont il est difficile d'assurer en fabrication la conductivité électrique. En outre, la nature des conducteurs disponibles à la sortie des détonateurs standards du marché ne permet pas d'être certain d'un enfichage correct de l'extrémité dans ledit connecteur, sans une adaptation de ces conducteurs, ce qui requiert une intervention sur ces détonateurs devant être réalisée dans les conditions requises et donc coûteuses de la réglementation applicable en présence d'explosifs.

Par la présente invention on entend remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire offrir un module électronique apte à être équipé du bâtonnet explosif afin que l'assemblage réalisé soit opérationnel de manière certaine et que cet assemblage soit réalisable de manière simple à partir de tous les détonateurs standards du marché.

A cet effet l'invention a pour premier objet un module électronique pour détonateur comportant un circuit électronique encapsulé dans une masse de résine durcie à laquelle aboutit au moins un conducteur d'entrée et de laquelle sont issus deux conducteurs formant la ligne d'allumage d'un détonateur. Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, la masse de résine est logée dans un boîtier tubulaire avec le conducteur d'entrée s'étendant au-delà d'une extrémité de ce boîtier, ce dernier s'étendant au-delà de la masse de résine du côté des conducteurs d'allumage pour délimiter une cavité de logement de ces derniers et d'accueil d'un bouchon amovible équipé de moyens de maintien du détonateur.

Ce module ne possédant aucune matière explosive peut être fabriqué, manipulé et transporté de manière banale en tout cas sans qu'il soit nécessaire de satisfaire aux exigences de la réglementation relative aux matières explosives.

Dans un mode de réalisation préféré, les conducteurs de sortie forment un court-circuit de la ligne d'allumage à la sortie de la masse de résine. En d'autres termes les conducteurs ne constituent qu'un seul fil qui se referme sur le circuit électronique, ce qui est avantageux à plusieurs titres. D'abord la sortie du circuit électronique étant en court-circuit, on réalise une continuité électrique qui permet de procéder à divers tests en cours de fabrication sans qu'il soit nécessaire de refermer ce circuit d'allumage. En deuxième lieu, ce court circuit réalisé à la sortie du circuit électronique est la garantie de la décharge complète de la capacité que comporte ce circuit électronique de manière connue qui forme accumulateur d'énergie électrique nécessaire à l'allumage du détonateur. Cette garantie de la décharge complète de l'accumulateur d'énergie permettra d'opérer en toute sécurité la connexion du module électronique au détonateur proprement dit.

Egalement de manière préférée, le bouchon du module selon l'invention est réalisé sous forme d'un tampon en matière élastiquement déformable et les moyens de maintien du détonateur sont formés simplement par un orifice central dans le bouchon qui permet d'y emmancher à force l'extrémité d'un détonateur. L'usage d'un bouchon en élastomère assure en même temps que le maintien du détonateur l'étanchéité de l'assemblage du bâtonnet explosif avec le module électronique et la protection des connexions électriques entre elles.

Toujours de manière préférée, le bouchon comporte une portion de tête dont au moins une dimension transversale extérieure est supérieure à la dimension transversale intérieure correspondante de la cavité du boîtier tubulaire. En d'autres termes si le boîtier tubulaire est cylindrique, le bouchon possédera une portion de tête de diamètre plus important que le diamètre intérieur du cylindre de manière à venir en appui sur l'extrémité de ce cylindre par cette tête débordante. La section du boîtier tubulaire peut, sans sortir du cadre de l'invention, être polygonale.

Un second objet de l'invention est un procédé de réalisation d'un détonateur à retard électronique consistant à assembler un détonateur standard à un module possédant les caractéristiques ci-dessus, procédé qui consiste à séparer le boîtier du bouchon, à emmancher le détonateur dans le bouchon par son extrémité pourvue des conducteurs d'allumage, à connecter les conducteurs du détonateur aux conducteurs de sortie du circuit électronique et à replacer le bouchon équipé du détonateur dans la cavité.

On comprend, à l'énoncé de ce procédé, qu'il s'agit d'opérations extrêmement simples qui peuvent être réalisées en toute sécurité sur le site même de la mise en oeuvre des détonateurs.

Bien entendu, dans la mesure où la ligne d'allumage à la sortie du circuit électronique est formée par un seul conducteur en boucle, il conviendra de couper cette boucle pour réaliser la connexion du détonateur.

Enfin, dans l'optique d'améliorer la sécurité du personnel devant assembler le module électronique et le détonateur, l'invention a pour troisième objet un outillage pour mettre en oeuvre le procédé d'assemblage lorsque le bouchon comporte une partie de tête comme énoncé ci-dessus, outillage qui est constitué par une cloche d'emmanchement de la partie de tête du bouchon, cette cloche étant pourvue d'une poignée de préhension située à l'opposé de son ouverture. Ainsi, l'opérateur qui a retiré le bouchon du module électronique emmanche le bâtonnet de détonateur dans ce bouchon et ensuite emmanche le bouchon par sa partie de tête dans cette cloche qui enferme le détonateur dans un volume calculé pour que si, de manière intempestive le détonateur explose, cette explosion se passe à l'intérieur de la cloche et protège la main et l'avant-bras de l'opérateur. L'opérateur procédera aux connexions après avoir placé le bouchon dans la cloche et cette cloche lui permettra de remettre en place le bouchon à force dans le boîtier contenant le circuit électronique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation.

I1 sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un module électronique conforme à l'invention, - la figure 2 illustre l'extrémité de ce module à connecter au détonateur, - la figure 3 est un schéma en coupe du détonateur logé dans le bouchon du module, - la figure 4 est un schéma illustrant l'utilisation de l'outillage selon l'invention au moment de l'assemblage du détonateur et du module électronique, - les figures 5 et 6 sont deux vues respectivement en coupe longitudinale et en bout d'une réalisation particulière du bouchon selon l'invention.

Le module électronique représenté à la figure 1 comporte un tube cylindrique 1, de préférence métallique, ouvert à ses deux extrémités 2 et 3. A l'intérieur de ce tube une carte électronique 4 avec ses composants 5 et une capacité accumulatrice d'énergie 6 est maintenue dans le tube au moyen d'un bloc de résine durcie 7. Cette résine peut être coulée dans le tube équipé du circuit électronique et durcie dans ce dernier qui fait office de moule. Ce bloc de résine, affleurant à l'extrémité 2 du tube, encapsule la totalité du circuit électronique à l'exception d'un conducteur d'entrée 8 et d'une ligne de sortie 9 destinée à l'allumage d'un détonateur. Ce bloc de résine solidarise le circuit électronique au boîtier tubulaire 1 et assure l'étanchéité de ce circuit. A l'opposé de son extrémité affleurante avec l'extrémité 2 du tube, le bloc de résine est terminé par une surface 10 qui est distante de l'extrémité 3 du tube 1. La partie de tube qui s'étend entre la surface 10 et son extrémité 3 délimite une cavité 11 dans laquelle est logé le circuit d'allumage 9 et constitue une cavité d'accueil pour un bouchon 12 réalisé en matériau élastomère donc élastiquement déformable. Le bouchon 12 est introduit à force dans cette cavité 11. I1 possède une partie de tête 13 qui, de diamètre plus important que le diamètre intérieur du tube, vient buter par un épaulement sur l'extrémité 3 de ce tube. Ce bouchon est pourvu d'un orifice central 14 qui le traverse de part en part tout en débouchant du côté de la cavité il par une partie de moindre diamètre.

A la figure 3 on a représenté le bouchon 12 dans l'orifice 14 duquel on a introduit à force un détonateur 15 avec ses conducteurs d'alimentation 16 enfilés dans la partie rétrécie de l'orifice 14.

Lorsqu'on a retiré le bouchon 12 de la cavité 11, il est possible de déployer le circuit d'allumage 9 qui s'y trouvait lové et, si ce circuit d'allumage est constitué d'un seul fil, de couper ce fil pour déterminer deux conducteurs 9a et 9b à connecter aux conducteurs 16 du détonateur 15.

La connexion des conducteurs 9a et 9b aux conducteurs 16 se fera au moyen de connecteurs connus en eux-mêmes 17 (voir figure 4) qui sont notamment d'usage courant dans le domaine de la téléphonie. Il s'agit de connecteurs qui agissent comme des agrafes pontant les conducteurs au travers de leur isolant par pression et encapsulant la connexion ainsi réalisée dans un produit pâteux pour en assurer l'étanchéité.

Selon une procédure préférée de réalisation d'un détonateur à retard électronique conforme à l'invention, avant de réaliser la connexion entre les conducteurs 9a, 9b et 16, et après avoir emmanché le détonateur 15 dans le bouchon 12, on aura placé ce dernier dans une cloche 18 de préhension, par emmanchement de la tête 13 du bouchon dans l'ouverture de celle-ci dimensionnée à cet effet. Le volume intérieur 19 de la cloche constitue un volume de détente des gaz du détonateur qui viendrait à exploser intempestivement si, de manière tout-à-fait surprenante, la capacité 6 du circuit électronique était encore chargée au moment de la connexion du détonateur à ce circuit. La cloche 18 constitue alors une protection efficace de l'opérateur qui la manipule au moyen d'une poignée 20 située à l'opposé de l'ouverture de la cloche. Cette poignée peut prendre toute forme, comme celle d'un manche d'un tournevis ou celle d'un bouton de porte. Une fois la connexion réalisée, l'opérateur peut réintroduire le bouchon 12 dans la cavité 11 au moyen de la cloche de manutention, le bouchage du tube 1 laissant libre au-dessus de la surface 10 du bloc de résine 7 un espace nécessaire au logement des conducteurs 9a, 9b, 16 et des connecteurs 17. On aura prévu que l'espace résiduel entre le bloc de résine et le bouchon 12 soit suffisamment important pour que l'effet de la pression qui y règne en fin d'enfoncement du bouchon ne soit pas supérieur aux forces de friction retenant le bouchon dans le tube et aux forces de friction retenant le détonateur 15 dans le bouchon.

Afin cependant d'éviter de ménager un volume trop important qui allongerait inutilement le dispositif, on peut prévoir un bouchon 12 comme représenté aux figures 5 et 6, c'est-à-dire évidé dans son épaisseur par trois logements 21 cloisonnés par des entretoises 22 reliant une chemise intérieure 23 délimitant l'orifice 14 et une chemise extérieure 24 venant au contact du tube 1.

Claims (6)

<U>REVENDICATIONS</U>

1. Module électronique pour détonateur comportant un circuit électronique (4, 5, 6) encapsulé dans une masse de résine durcie (7) à laquelle aboutit au moins un conducteur d'entrée (8) et de laquelle sont issus deux conducteurs formant la ligne d'allumage (9) d'un détonateur, caractérisé en ce que la masse de résine (7) est logée dans un boîtier tubulaire (1) avec le conducteur d'entrée s'étendant au-delà d'une extrémité @(2) de ce boîtier, ce dernier s'étendant au-delà de la masse de résine (7) du côté des réducteurs d'allumage (9) pour délimiter une cavité (11) de logement de ces derniers et d'accueil d'un bouchon (12) amovible équipé de moyens (14) de maintien du détonateur.

2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs de sortie forment un court-circuit de la ligne d'allumage (9) à l'extérieur de la masse de résine.

3. Module selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le bouchon (12) est réalisé sous forme d'un tampon en matière élastiquement déformable pourvu d'un orifice central (14) d'emmanchement à force de l'extrémité d'un détonateur (15).

4. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bouchon (12) comporte une portion de tête (13) dont au moins une dimension transversale extérieure est supérieure à la dimension transversale intérieure correspondante de la cavité du boîtier tubulaire (1).

5. Procédé de réalisation d'un détonateur à retard électronique consistant à assembler un détonateur standard à un module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à séparer le boîtier (1) du bouchon (12), à emmancher le détonateur (15) dans le bouchon (12) par son extrémité pourvue de ses conducteurs d'allumage (16), à connecter les conducteurs (16) du détonateur aux conducteurs (9a, 9b) de sortie du circuit électronique (4, 5, 6) et à replacer le bouchon (12) équipé du détonateur (15) dans la cavité (11).

6. Outillage pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 5 appliqué au module selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est constitué par une cloche (18) d'emmanchement de la partie de tête (13) du bouchon (12) pourvue d'une poignée (20) de préhension située à l'opposé de l'ouverture de la cloche (ï8).