Titre de l'invention : Composition pyrotechnique génératrice de gaz

Domaine Technique

L'invention concerne une composition pyrotechnique générant un gaz ayant un faible taux d'espèces condensables, et présentant une température de combustion limitée. L'invention vise également des dispositifs intégrant une telle composition

pyrotechnique.

Technique antérieure

La génération de gaz à partir de la combustion de compositions pyrotechniques trouve des applications variées, notamment dans le gonflage de coussins

amortissants (« airbags ») pour la protection d'occupants de véhicules, ou encore en tant que solution pour pressuriser un agent d'extinction présent dans un réservoir afin de déclencher sa distribution vers une zone de feu.

Il est néanmoins souhaitable d'améliorer les compositions pyrotechniques

génératrices de gaz existantes en stabilisant davantage dans le temps la pression de la phase gazeuse produite tout en conservant un rendement gazeux satisfaisant.

Exposé de l'invention

L'invention concerne une composition pyrotechnique génératrice de gaz, comprenant au moins :

- un agent réducteur 5-aminotétrazole présent en une teneur massique comprise entre 10% et 30%,

- un agent oxydant choisi parmi les nitrates de métal alcalin, les nitrates de métal alcalino-terreux ou leurs mélanges, ledit agent oxydant étant présent en une teneur massique comprise entre 30% et 75%, et

- un agent endotherme choisi parmi les oxalates de métal alcalin, les oxalates de métal alcalino-terreux, les oxalates de métal de transition ou leurs mélanges, ledit agent endotherme étant présent en une teneur massique comprise entre 10% et 50%.

Dans la suite, le 5-aminotétrazole sera noté 5-AT. La composition pyrotechnique selon l'invention présente lors de sa combustion un rendement gazeux satisfaisant et le maintien d'une pression de gaz élevée dans le temps du fait d'une génération réduite d'espèces condensables et d'une température de combustion limitée. Les constituants de cette composition pyrotechnique présentent une quantité d'hydrogène limitée, ce qui permet de réduire la formation d'eau laquelle constitue une espèce condensable, et une quantité d'azote et d'oxygène élevée ce qui permet de conserver un rendement gazeux satisfaisant. En particulier, le 5-AT qui forme l'agent réducteur présente une forte teneur en azote et une faible teneur en hydrogène permettant ainsi de réduire la quantité d'espèces condensables générées par rapport à l'emploi d'autres agents comme le nitrate de guanidine par exemple. L'agent endotherme permet quant à lui de diminuer la température de combustion de la composition pyrotechnique afin de limiter les effets de perte de pression liés à une baisse de température.

Dans un exemple de réalisation, l'agent oxydant est choisi parmi le nitrate de strontium, le nitrate de sodium ou leurs mélanges.

En particulier, l'agent oxydant peut être le nitrate de strontium.

Le nitrate de strontium permet avantageusement d'éviter tout risque de former des espèces caustiques comme NaO ou NaOH qui peuvent à terme corroder le dispositif dans lequel la composition pyrotechnique est utilisée.

Dans un exemple de réalisation, l'agent endotherme est choisi parmi l'oxalate de sodium, l'oxalate de strontium, l'oxalate de cuivre ou leurs mélanges.

Le choix de ces agents endothermes permet de réduire davantage encore la température de combustion de la composition pyrotechnique et donc de favoriser davantage encore le maintien d'une pression de gaz élevée dans le temps.

En particulier, l'agent endotherme peut être l'oxalate de sodium.

L'oxalate de sodium présente un pouvoir endothermique particulièrement élevé et permet donc d'abaisser particulièrement la température de combustion de la composition pyrotechnique.

Dans un exemple de réalisation, ladite composition comprend en outre un agent agglomérant présent en une teneur massique comprise entre 1% et 6%.

L'emploi d'un agent agglomérant, aussi désigné par l'expression « agent slaggant » dans la littérature, contribue à agglomérer les résidus générés durant la combustion et à retenir ces derniers. Cela permet en particulier d'éviter tout risque que la diffusion de résidus de combustion ne perturbe le processus et de simplifier la solution en rendant l'emploi d'un filtre superflu.

L'agent agglomérant est distinct de chacun de l'agent réducteur, de l'agent oxydant et de l'agent endotherme. L'agent agglomérant peut être choisi parmi l'alumine, un titanate inorganique ou leurs mélanges.

Dans un exemple de réalisation, la composition pyrotechnique est telle que :

- l'agent réducteur est présent en une teneur massique comprise entre 10% et 25%,

- l'agent oxydant est présent en une teneur massique comprise entre 35% et 55%, et

- l'agent endotherme est présent en une teneur massique comprise entre 30% et 50%.

La présence des différents constituants dans ces teneurs permet avantageusement d'améliorer davantage encore le compromis entre obtention d'un rendement gazeux élevé et maintien de la pression du gaz généré dans le temps.

La composition pyrotechnique peut se présenter sous diverses formes, par exemple sous la forme d'un ensemble de grains ou de pastilles, ou d'un bloc monolithique. L'invention vise également un générateur de gaz comprenant une composition pyrotechnique génératrice de gaz telle que décrite plus haut, et un initiateur apte à initier la combustion de ladite composition.

L'invention vise également un dispositif de gonflage comprenant un générateur de gaz tel que décrit plus haut et un objet à gonfler définissant un volume intérieur en communication avec une sortie du générateur de gaz.

L'objet à gonfler peut être un coussin amortissant destiné à la protection

d'occupants de véhicules. L'objet à gonfler peut en variante être un objet gonflable de secours, comme un toboggan gonflable pour l'évacuation des passagers d'un aéronef.

L'invention vise également un extincteur d'incendie comprenant un générateur de gaz tel que décrit plus haut et un corps renfermant un agent d'extinction, le générateur de gaz étant apte à pressuriser l'agent d'extinction de sorte à provoquer sa distribution à l'extérieur du corps. L'extincteur d'incendie peut comporter un piston configuré pour se déplacer sous l'effet du gaz généré suite à la combustion de la composition pyrotechnique et pour pressuriser ainsi l'agent d'extinction afin de déclencher sa distribution. En variante, le gaz généré peut barboter dans l'agent d'extinction et déclencher ainsi sa

pressurisation et sa distribution.

Description des modes de réalisation

Les inventeurs ont évalué les caractéristiques thermodynamiques de diverses compositions pyrotechniques à l'aide du code de calcul Ophélie. Les formulations des compositions pyrotechniques évaluées et les résultats associés sont fournis dans le tableau ci-dessous.

[Table 1]

La composition selon l'exemple 1 correspond à une composition hors invention. Les compositions des exemples 2 à 5 correspondent à des compositions selon

l'invention. Les compositions selon l'invention présentent un plus faible taux de H ₂ 0 condensable ainsi qu'une plus faible température de combustion par rapport à celle de l'exemple 1 tout en conservant un rendement gazeux satisfaisant. L'expression « compris(e) entre ... et ... » doit se comprendre comme incluant les bornes.