Dynamite

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Contexte et matières premières

La dynamite est un explosif commercial utilisé principalement pour la démolition et l'exploitation minière. Inventé en 1866 par Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), il est plus précisément décrit comme l'emballage de la nitroglycérine, un liquide explosif hautement toxique, ou d'autres composés volatils tels que le nitrate d'ammonium sensibilisé. Les dynamites peuvent être emballées dans des charges mesurées, transportées facilement et, avec le détonateur approprié, exploser en toute sécurité. Parce qu'une explosion de dynamite crée une "flamme froide", qui est moins susceptible d'enflammer les mélanges de méthane et de poussière de charbon présents dans les mines, les dynamites sont fréquemment utilisées dans les opérations d'extraction de charbon.

Historique

Alfred Nobel, son père Immanuel et son frère cadet Emil ont commencé à expérimenter la nitroglycérine près de Stockholm en 1862. Découverte par le chimiste italien Ascario Sobrero en 1846, la nitroglycérine était très instable et difficile à manipuler, et les explosions accidentelles n'étaient pas rares. Un de ces accidents a tué Emil, entre autres, dans une usine en 1864. Malgré la tragédie personnelle, Alfred a continué son travail avec ce liquide dangereux, travaillant sur un bateau au milieu d'un lac avant de mener ses expériences dans une usine. En 1866, il découvrit que le mélange de nitroglycérine avec kieselguhr (terre de diatomées) stabilise et réduit la volatilité de l'explosif. La terre de diatomées est formée par les restes fossiles d'un plancton unicellulaire appelé diatomées, et le résultat est un matériau absorbant qui "absorbe" la nitroglycérine. Alfred a nommé le produit "dynamite" - dérivé du grec "dynamis" qui signifie "pouvoir" - et a reçu un brevet pour le processus en 1867. Nobel a continué à développer plusieurs autres explosifs et propulseurs, y compris la balistite en poudre sans fumée. Il détenait plus de 355 brevets et sa fortune considérable a fourni la base financière du prix Nobel, qui est décerné « à ceux qui, au cours de l'année précédente, auront conféré le plus grand bénéfice à l'humanité ».

La dynamite est classée comme explosif secondaire puissant, ce qui signifie qu'un détonateur d'explosif primaire ou d'amorçage (fulminate de mercure, par exemple) est utilisé pour déclencher la charge principale. La dynamite est considérée comme un explosif commercial, par opposition aux explosifs TNT (trinitrotoluène), qui sont considérés comme des explosifs pour munitions militaires. La première utilisation à grande échelle de la dynamite à des fins de construction a eu lieu lors de la création du tunnel Hoosac, achevé en 1876.

Conception de processus et
Installations

La fabrication de la dynamite est hautement réglementée et le processus strictement contrôlé pour éviter les détonations accidentelles. L'équipement utilisé est spécialement conçu pour réduire l'exposition du mélange à la chaleur, aux forces de compactage ou aux sources d'inflammation. Les paliers des mélangeurs de produits, par exemple, sont montés à l'extérieur du châssis de l'appareil pour éviter tout contact avec le mélange explosif. Les bâtiments et les zones de stockage (appelés magasins) sont construits à de grandes distances des autres structures et avec des systèmes spécialisés de chauffage, de ventilation et d'électricité. Ces bâtiments sont « durcis » avec des pare-balles La fabrication de dynamite peut être décrite comme l'emballage sûr de la nitroglycérine, un liquide explosif hautement toxique. les toits et les murs et des systèmes de sécurité étendus. D'autres précautions importantes comprennent des systèmes d'inspection approfondis qui assurent un mélange, un classement, un emballage et un contrôle des stocks corrects. Les employés sont également hautement qualifiés pour travailler avec les explosifs, et des précautions sanitaires spéciales sont nécessaires. L'exposition à la nitroglycérine produit généralement des maux de tête lancinants, bien qu'une immunité aux effets toxiques puisse se développer. Fait intéressant, la nitroglycérine est également utilisée en médecine pour traiter certaines formes d'angine de poitrine et d'autres affections. Dans le corps, il agit comme un vasodilatateur et détend les tissus musculaires.

Le processus de fabrication

Le processus commence avec le liquide composé tel que la nitroglycérine (huile explosive), une substance « dope » et un antiacide. Le dinitrate d'éthylène glycol, composant environ 25 à 30 % de l'huile explosive, est utilisé pour abaisser le point de congélation de la nitroglycérine. Cela permet à la dynamite d'être utilisée en toute sécurité à basse température. En fait, la nitroglycérine à l'état semi-congelé avec à la fois du liquide et du solide est en réalité plus sensible et instable que l'état congelé ou liquide seul. Dans cet état semi-solide, la nitroglycérine est extrêmement dangereuse à manipuler.

Mélanger l'huile

• 1 L'huile explosive est soigneusement ajoutée à un mélangeur mécanique, où elle est absorbée par la « dope », qui peut être soit de la terre de diatomées (désormais plus utilisée), de la pulpe de bois, de la sciure de bois, de la farine, de l'amidon et/ou autres substances carbonées et combinaisons de substances.

Acidité neutralisante

• 2 Environ 1% d'antiacide tel que le carbonate de calcium ou l'oxyde de zinc est ajouté pour neutraliser toute acidité présente dans le dope. Le mélange est soigneusement contrôlé et lorsque le niveau d'ingrédient correct est atteint, le mélange est prêt à être conditionné sous les différentes formes. Ce processus produit ce qu'on appelle la " dynamite droite ", dans laquelle la dope ne contribue pas à la force explosive de la dynamite. Par exemple, 40 % de dynamite droite contiennent 40 % de nitroglycérine et 60 % de dope ; 35% de dynamite droite contient 35% de nitroglycérine et 65% de dope. Dans certains cas, du nitrate de sodium est mélangé à la dope, qui agit comme un oxydant et donne une résistance supplémentaire à l'explosif.

Dynamite d'emballage

• 3 L'apparence de la dynamite ressemble généralement à une cartouche ronde d'environ L'apparence de la dynamite ressemble généralement à une cartouche ronde d'environ 1,25 pouce de diamètre et 8 pouces de long. L'enceinte en paraffine protège la dynomite de l'humidité et, étant un hydrocarbure combustible, contribue à la réaction explosive. 1,25 pouces (3,2 cm) de diamètre et 8 pouces (20 cm) de long. Ce type est produit en pressant le mélange de dynamite dans un tube en papier scellé avec de la paraffine. L'enceinte en paraffine protège la dynamite de l'humidité et, étant un hydrocarbure combustible, contribue à la réaction explosive. La dynamite peut également exister sous de nombreuses autres formes, des cartouches de plus petite taille pour les travaux de démolition spécialisés aux grosses charges de 10 pouces (25 cm) de diamètre utilisées pour les grandes opérations d'extraction à ciel ouvert. La réglementation limite la longueur de ces grosses charges à 30 pouces (76 cm) et le poids à 50 livres (23 kg). La dynamite est également disponible sous forme de poudre en sachet et sous forme gélatinisée pour une utilisation sous-marine.

  Les dynamites sont également fabriquées en utilisant d'autres substances que la nitroglycérine. Par exemple, le remplacement d'une plus grande partie de l'huile explosive par du nitrate d'ammonium peut augmenter la force explosive de la dynamite. Cette forme de dynamite est appelée dynamite d'ammoniac.

Contrôle qualité

Une mesure précise de la résistance de la dynamite et des tests par détonation garantissent des performances sûres de l'explosif. La force relative de la dynamite est évaluée par rapport à la dynamite droite et par le pourcentage de poids de l'huile explosive. Par exemple, la dynamite à l'ammoniac est comparée à la dynamite simple et est classée en conséquence. Cinquante pour cent de dynamite à l'ammoniac ont une force explosive égale à 50 % de dynamite droite. Dans ce cas, le « 50 % » reflète la comparaison de la force plutôt que le contenu explosif.

Après la fabrication et les tests par lots de la dynamite, elle est distribuée sur le chantier conformément à des réglementations strictes en matière de transport et de stockage.

Candidature

Le bref exemple suivant est l'un des nombreux scénarios pour l'application correcte de la dynamite. Il faut noter que personne d'autre qu'un expert certifié en dynamitage possédant les procédures et l'équipement appropriés ne devrait jamais tenter de faire exploser de la dynamite.

Dans cet exemple, une formation rocheuse doit être dynamitée pour faire place à un projet de construction. La première étape de la procédure de dynamitage consiste à déterminer la taille de la charge par divers moyens, notamment des graphiques, des calculs et l'expérience du dynamiteur. Un examen attentif de la zone touchée et du terrain environnant est effectué pour déterminer la zone de sécurité. Des panneaux sont placés à au moins 1 000 pieds (305 m) à l'extérieur de la zone de sécurité pour avertir le public du dynamitage. Les émetteurs radio sont éteints et verrouillés pour empêcher le déclenchement accidentel des détonateurs électriques. La charge est ensuite retirée du magasin et transportée jusqu'au site de dynamitage à l'aide de camions fermés et sécurisés. Les détonateurs sont amenés sur le chantier dans un véhicule séparé.

Les charges sont déchargées et placées dans les trous de mine forés dans la formation rocheuse. Ils glissent dans le trou de mine par pression d'air ou par bourrage avec des tiges de bois ou de plastique. Le blaster veille à ce que les fils conducteurs des détonateurs soient court-circuités jusqu'à ce que toutes les charges aient été placées. Cela fournit un chemin de court-circuit pour le câblage qui empêche un allumage accidentel. Seul le blaster est autorisé à effectuer les dernières connexions électriques à l'interrupteur de mise à feu principal.

Pendant ce temps, un espace de 5 pieds (1,5 m) dans le câblage juste devant l'interrupteur principal est utilisé comme « espace de foudre », une autre pratique de sécurité pour éliminer la possibilité que l'électricité statique déclenche les charges. Une fois que tous les préparatifs de l'explosion sont terminés, un avertisseur sonore retentit pendant une minute avant le signal de détonation. A ce moment, les connexions finales à l'interrupteur de mise à feu sont faites. Une minute avant la détonation, une série de coups de klaxon courts retentissent. Le blaster déverrouille alors l'interrupteur principal et fait exploser les charges. Après l'explosion, tous les circuits électriques de l'équipement de dynamitage sont à nouveau verrouillés dans des positions sûres, et la zone est inspectée pour les charges ratées et la sécurité générale. Un coup de klaxon prolongé signale le feu vert.

Sous-produits/Déchets

La fabrication et l'utilisation d'explosifs contribuent dans une certaine mesure à des déchets dangereux pour l'environnement. La nitroglycérine produit plusieurs sous-produits toxiques tels que des acides, des caustiques et des huiles contaminées par des métaux lourds. Ceux-ci doivent être éliminés correctement par neutralisation ou stabilisation et transportés vers une décharge de déchets dangereux. L'utilisation d'explosifs crée de grandes quantités de poussière et de particules lors de l'explosion et, dans certains cas, libère de l'amiante, du plomb, et d'autres matières dangereuses dans l'atmosphère. De plus, des explosions incontrôlées ou mal calculées peuvent rompre les réservoirs et les pipelines à proximité, libérant également leur contenu dans l'environnement.

Le futur

Depuis leur développement dans les années 1950, des formes avancées d'explosifs plastiques et de charges creuses ont remplacé la dynamite. Ces explosifs sont maintenant appelés agents de sautage, car leur stabilité est améliorée et nécessitent une amorce plus puissante pour exploser. L'un des agents de sablage les plus courants est l'ANFO, ou nitrate d'ammonium et mazout. L'ANFO est facilement disponible, considérablement moins cher que la dynamite et peut être mélangé sur place. Cependant, les équipes de démolition de béton nécessitant des charges relativement faibles utilisent encore de la dynamite comme agent de dynamitage.