Explosion, détonation, déflagration, bruit et onde de choc

[Désopilant ancistrus 20]

Bonjour,

Depuis cette météorite Russe j'entends parler à tout bout de champ d'onde de choc, d'explosion, de déflagration... bref je viens faire un ptit tour ici pour essayer d'y voir un peu plus clair, votre aide me sera sans doute précieuse.

Je reviendrai sur la météorite un peu plus tard, je vais me concentrer sur les explosions.
Donc apparemment une explosion ne peut prendre que 2 formes:

- détonation
- déflagration

Et si je ne me trompe pas une simple bougie allumée est une déflagration, donc j'en déduis qu'une bougie est une forme d'explosion.

Une explosion est une production ou une libération sur une durée très courte d'une grande quantité de gaz ce qui conduit à une augmentation brutale de la pression.
En attendant que cette pression passe en équilibre avec le milieu extérieur elle va se propager sous la forme d'une onde, donc la vitesse est très variable (de quelques cm/s à quelques km/s)

question 1: Comment cette onde peut se déplacer plus vite que le son ? (détonation) à mon avis en lien avec le concept de front de flamme qui m'échappe.

Un son est une variation de la pression, la moyenne reste à 1 bar mais il y a une très légère variation de de pression dans le temps, si cette variation dépasse 2 bar en amplitude max et qu'elle atteint 0 bar en basse il se forme une onde de choc (194dBel je crois)

question 2: Cette notion d'onde de choc pour le son est elle différente de celle d'une onde de choc pour une explosion ?
De plus comment peut on dépasser 194dBel si en amplitude minimum on a déjà atteint 0 bar ?

Autre exemple: Un bang supersonique, si j'en entend un ce ne sera pour moi qu'un son, et même très faible si je suis loin, pourtant il est admis que c'est une onde de choc, dans ce cas pourquoi ne me fait elle pas de dégâts ? Est ce parce que "c'était" une onde de choc à la base qui est repassée dans le domaine de bruit par perte d’énergie ?

De même pourquoi un explosif qualifié de brisant doit il avoir une vitesse supérieur à près de 10 fois ce qui le fait entrer dans la catégorie de la détonation ?

Bon revenons maintenant à la météorite:

Apparemment plusieurs témoins ont sentis une forte chaleur lors de la fragmentation de celle ci, était ce du tout simplement à sa forte luminosité ou y aurait il eu un autre transfert thermique ?

Il est apparement admis que le bruit entendu est du à une déflagration, donc :

- pourquoi déflagration et non pas détonation ?
- le mur du son franchis par tous les morceaux n'a donc pas été entendu ?
- le gaz émis en grande quantité est du à la vaporisation de la météorite en un temps très court, la pression a donc augmenté en flèche et c'est ce qui a cassé les vitres, mais dans ce cas pourquoi n'y a il eu aucun barotraumatisme ?

[Desmoulins 120]

Avec mes maigres connaissances.
Déflagration : gaz qui s'enflamme, retour de flamme, essence qui prend feu brutalement... Bref, création d'un front de flammes.
Explosion : dynamite, grenade, toute charge explosive... Onde de choc.

Il me semble que la libération d'énergie de départ se fait dans un milieu comprimé pour l'explosion et est plus grande par rapport au volume initialement occupé par le corps inerte.

Il me semble qu'une onde de choc se déplace à la vitesse du son. Pas plus vite. C'est une vibration acoustique "asymétriquement comprimée du côté d'où elle vient".

Un avion de chasse qui génère un bang supersonique passant à 10m au dessus de ta maison fera exploser toutes tes vitres. A 10km d'altitude l'énergie libérée par l'avion, le bang supersonique, s'est dilué, il ne reste plus que la vibration acoustique.

Pour les témoins et la chaleur il me parait évident qu'ils ont ressentit le rayonnement produit par la combustion de la météorite dans l’atmosphère. Comme tu ressens le rayonnement du soleil.

Les météorites sont relativement peu denses. Elles sont souvent constituées d’agglomérats avec une faible cohésion (gravité très faible). Pour qu'il y ait eu explosion il aurait fallut que la météorite explose au sens littéral du terme. Par exemple que des gaz se forment en son sein, et soient emprisonnés sous une croute solide. Bref c'est pas possible.
La météorite en question à heurté violemment les hautes couches de l'atmosphère ce qui l'a fragmenté (elle n'est pas prévue pour ça ) et tous ses fragments se sont "enflammées" par frottement avec les couches les plus denses de notre atmosphère. D'où la déflagration. L’énorme bang vient à mon avis de la collision entre la météorite et l'atmosphère.

Le mur du son franchi par tout les morceaux est parfaitement audible par la multitude de bang que l'on entend au cours des vidéos.

Trop éloigné pour ressentir les effets d'un barotraumatisme.

[edubois3 116]

Bonjour Désopilant ancistrus,

Je ne peux t'aider que sur un point:
.../...
Un son est une variation de la pression, la moyenne reste à 1 bar mais il y a une très légère variation de de pression dans le temps, si cette variation dépasse 2 bar en amplitude max et qu'elle atteint 0 bar en basse il se forme une onde de choc (194dBel je crois)

De plus comment peut on dépasser 194dBel si en amplitude minimum on a déjà atteint 0 bar ?
.../...

Pourquoi chercher à dépasser 194dB si le modèle théorique que tu prends ne le permet pas ? Soit ton modèle théorique est faux, puisqu'il ne permet pas de décrire la réalité, soit cela veut simplement dire que 194dB est l'intensité sonore la plus forte que l'on puisse entendre sur Terre.

Et c'est cette 2nde explication qui est la bonne. Aucun phénomène sur Terre ne peut générer une intensité sonore supérieure à 194dB. Une limite asymptotique et infranchissable, comme les -273°C / 0°K pour la température.

Eric

[ChiCyg 0]

Une explosion est une brusque variation de pression dans un gaz. Déflagration et détonation concernent des transformations chimiques qui dégagent de l'énergie et provoquent une augmentation de température et de pression du gaz.

Quand on parle de son en décibel il ne s'agit pas d'une brusque augmentation de pression du gaz comme dans une explosion mais d'une variation périodique genre sinusoïde. Comme la pression oscille autour de la pression moyenne (1 bar) l'amplitude max est de 2 bar.

Une onde de choc est différente d'une onde sonore : elle n'est pas périodique, elle ne se propage qu'une fois à partir du lieu de l'explosion. Elle peut avoir au départ une pression très importante, qui n'est limitée que par la puissance de l'explosion. En se propageant, elle se "dilue" son pic de pression diminue à mesure que la surface du front d'onde augmente.

[Desmoulins 120]

En voilà une d'explosion http://www.youtube.com/watch?v=uGyjZVtOUwM

[George Black 5 897]

[ChiCyg 0]

quote:

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question 1: Comment cette onde peut se déplacer plus vite que le son ?

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Une onde de choc ne se déplace pas plus vite que le son, elle se déplace à la vitesse du son. On peut comparer une onde de choc à un tsunami qui se déplace à la vitesse des vagues.

quote:

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question 2: Cette notion d'onde de choc pour le son est elle différente de celle d'une onde de choc pour une explosion ?

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Un son est une oscillation périodique de pression qui se propage ... à la vitesse du son (comme des vagues après la chute d'un caillou). C'est une variation de pression continue dans le temps.
Une onde de choc est une "discontinuité" de pression qui se propage (comme un tsunami). Juste devant l'onde de choc la pression est basse. Cette pression augmente très brutalement quand on traverse l'onde de choc.

quote:

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Un bang supersonique, si j'en entend un ce ne sera pour moi qu'un son, et même très faible si je suis loin, pourtant il est admis que c'est une onde de choc, dans ce cas pourquoi ne me fait elle pas de dégâts ?

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Il n'y a pas d'intensité minimale pour une onde de choc. Dès qu'il y a discontinuité de pression (de vitesse et de densité) il y a onde de choc. Mais en se propageant une onde de choc se "dilue", son énergie se répartissant sur une surface de plus en plus grande.

quote:

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Apparemment plusieurs témoins ont sentis une forte chaleur lors de la fragmentation de celle ci, était ce du tout simplement à sa forte luminosité ou y aurait il eu un autre transfert thermique ?

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Vu l'intensité lumineuse du phénomène tel qu'il apparaît sur les videos en ville (les caméras sont saturées), ce serait étonnant de ne ressentir aucune chaleur.

quote:

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pourquoi déflagration et non pas détonation ?

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A priori ce n'est ni une déflagration ni une détonation, vu que ce n'est pas une réaction chimique (genre poudre à canon).

quote:

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le mur du son franchis par tous les morceaux n'a donc pas été entendu ?

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Le mur du son a toujours été franchi vu que le bolide a abordé l'atmosphère à une vitesse estimée à 17 km/s bien au delà de la vitesse du son (autour de 0,3 km/s).

quote:

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le gaz émis en grande quantité est du à la vaporisation de la météorite en un temps très court, la pression a donc augmenté en flèche et c'est ce qui a cassé les vitres, mais dans ce cas pourquoi n'y a il eu aucun barotraumatisme ?

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C'est bien cette brusque augmentation de pression qui est à l'origine de l'onde de choc (j'ose pas parler d'explosion, y en a que ça défrise ). L'onde de choc était suffisante pour briser des vitres mais insuffisante pour projeter les gens au sol ou provoquer des traumatismes directs, on peut ne pas le regretter .