Présentation de l’explosif utilisé à SAMINE

La mine de SAMINE utilise les gels encartouchés type SIGMA 5 avec détonateurs électriques, et les trous de mines sont remplis d’une poudre Nitrate-fuel de type AMONIX D7.
1) Détonateurs électriques :
L’énergie thermique nécessaire pour leur initiation est fournie par une perle d’allumage échauffée par un courant électrique (figure a).
Les appareils conçus pour alimenter électriquement les circuits de tir sont des exploseurs. Ils sont, aujourd’hui, tous à condensateurs. Pour multiplier les possibilités de « départ » des trous, ou séries de trous de mines, des exploseurs « séquentiels » sont disponibles.







1) Fonctionnement :
L’action de l’explosif se caractérise par la succession, voire la superposition, de plusieurs phénomènes (figure b). Lors de la détonation, une onde de choc (onde de contrainte) se développe dans l’explosif et se propage, associée à la production d’une très grande quantité de gaz à très hautes température et pression.
Le transfert de l’énergie de choc de l’explosif vers le milieu connexe est d’autant plus efficace que le matériau est peu déformable (module d’Young ou vitesse de propagation des ondes sismiques élevés). L’onde émise est, pour l’essentielle, une onde de compression radiale à la source (cas d’une onde sphérique correspondant à une source ponctuelle). Cette onde directe peut excéder la résistance mécanique du matériau, notamment au niveau de zones de moindre résistance (points d’initiation des fissures). L’onde de compression s’accompagne d’une onde transversale en traction : la résistance en traction des matériaux étant très inférieure à celle en compression, l’onde transversale crée une fissuration radiale souvent importante. Lorsque l’onde de compression directe rencontre une surface de réflexion, par exemple une interface roche-air, elle se réfléchit en une onde de traction. Cette dernière peut également créer une fissuration si la contrainte est suffisante. L’ensemble des discontinuités du matériau réfléchissent partiellement l’onde et accroissent son absorption, donc limitent l’efficacité de cette « pré fracturation ». La répartition de la fracturation par onde de choc est alors modifiée, localisée entre la charge et les discontinuités « barrières ».
La fracturation générée par les ondes de choc correspond principalement à une rupture du matériau, créant des fissures d’extension limitée, non connectées, sans déplacement. Elle est donc généralement très insuffisante pour rompre totalement les matériaux, mais elle est fondamentale dans les matériaux peu fracturés.
Lorsque l’explosif est confiné au moment de la détonation, les gaz produits par la réaction à très haute température créent des gradients de pression considérables au sein du milieu connexe, qui développent des contraintes suffisamment importantes pour continuer la fissuration. La fracturation de l’ensemble des matériaux est d’autant plus efficace que l’énergie de gaz est importante, entraînant par la suite leur déplacement.
Dans un massif rocheux, toutes les discontinuités internes vont donc jouer un rôle dans le fonctionnement des produits explosifs, de sorte que l’effet réel des explosifs corresponde aux interactions entre un massif donné et les produits mis en œuvre. Si les caractéristiques de la roche, comme sa texture, sa densité ou le type de sa porosité, impliquent un comportement mécanique particulier, les discontinuités du massif rocheux ont un rôle primordial dans le couple « massif-explosifs » : les structures sédimentaires, les altérations chimiques plus ou moins développées, les fractures, leur remplissage variable, leur orientation et leur pendage par rapport au tir sont susceptibles d’avoir des influences très contrastées sur le fonctionnement des tirs.

3) Conception des plans de tir :
La conception d’un plan de tir, correspond à la définition de la géométrie de foration, du chargement des mines et des dates d’initiation. Fondamentalement, elle consiste à assurer :
Ø Le fonctionnement normal des charges : pour leur offrir une surface libre et un volume de dégagement adaptés : il s’agit de la maîtrise du fonctionnement du tir, mine par mine : à ce principe correspondent des règles dites d’efficacité. Les processus de fragmentation (propagation des ondes de chocs et des gaz) et de déplacement de la roche (gonflement du massif) doivent avoir le temps de se réaliser
Ø Le fonctionnement correct des produits : en évitant les problèmes de désensibilisation de l’explosif (incapacité à s’amorcer) ;
Ø La sécurité de fonctionnement de la totalité du tir : le fonctionnement théorique des produits explosifs et de chaque charge, dans les conditions d’amorçage données, ne garantit pas le fonctionnement de la totalité du tir mis en œuvre. D’autres facteurs peuvent être à l’origine d’anomalies ou de dysfonctionnements graves des tirs. Ces risques sont plus difficiles à appréhender et correspondent en général à des arrachements de charges, des projections, ou a coupure du réseau d’amorçage de surface avant l’initiation de tout le tir.
À ces trois principes fondamentaux s’ajoute désormais fréquemment la gestion des impacts sur l’environnement ; il faut notamment :
Ø Minimiser les vibrations et la surpression aérienne. Pour des raisons de productivité, les chantiers de travaux publics ou les carrières sont amenés à mettre en place des tirs comportant de nombreuses rangées. Le respect des règles de fonctionnement des charges et des tirs et le contrôle des effets dans l’environnement impose une adaptation des plans de tir.En plus du bon rendement du tir (déterminé par les contraintes d’exploitation ou de maîtrise d’œuvre), la conception veille donc à s’affranchir des risques spécifiques aux produits et aux aléas du massif.