Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ce mémoire décrit sur une nouvelle méthode pour briser la glace en utilisant les ondes de choc. Le travail effectué a consisté à concevoir, fabriquer et caractériser un dispositif pouvant focaliser des ondes de choc dans l'air. Trois réflecteurs elliptiques ont été utilisés de façon à focaliser des ondes de choc sur un disque de glace. Les ondes de choc sont générées par une décharge électrique d'environ 10 kV dans l'air à -4,5°C au foyer primaire du réflecteur. Les échantillons de glace qui ont un diamètre de 8,5 cm et une épaisseur variant de 3 à 10 mm, sont placés au foyer secondaire. L'efficacité des réflecteurs a été caractérisée dans les directions axiales et radiales à l'aide d'un capteur de pression commercial. La pression maximale enregistrée au point focal est de 400 kPa (près de quatre fois la pression atmosphérique) avec un temps de montée de 2 us. La rupture complète a été observée sur des échantillons d'une épaisseur maximale de 9,2 mm après un seul passage de l'onde de choc. Les échantillons dont l'épaisseur est comprise entre 9,2 et 10 mm se fracturent après plusieurs coups et finalement ceux dont l'épaisseur est supérieure à 10 mm ne se fracturent pas. Le processus de rupture semble être reliée à un processus de flexion en domaine fragile. Une hypothèse, reliée à la présence des bulles dans les échantillons de glace, a été proposée pour expliquer la rupture de ceux-ci par plusieurs coups successifs.