Condition de Chapman-Jouguet
# Condition de Chapman-Jouguet

La condition de Chapman-Jouguet décrit approximativement les ondes de détonation dans les explosifs brisants. Elle établit que la détonation se propage à une vitesse telle que les gaz réagissants atteignent juste la vitesse du son (sur le front de l'onde de choc) lorsque la réaction cesse.

Chapman et Jouguet ont établi à l'origine (vers 1890) cette condition pour une détonation infiniment mince. Une interprétation physique de cette condition est généralement basée sur la modélisation plus tardive (vers 1943) de Zeldovich, von Neumann et Döring (voir le modèle de détonation de Zeldovich-von Neumann-Döring).

De manière plus détaillée (dans le modèle ZND) dans le cadre de l'onde de choc de la détonation, les gaz atteignent une vitesse supersonique et sont comprimés par le choc à une haute densité, et l'écoulement devient subsonique. Ce changement soudain de la pression déclenche la réaction chimique (ou parfois, comme dans les explosions de vapeur, la réaction est physique) et libère de l'énergie. La libération d'énergie re-accélère à nouveau le flux à la vitesse du son locale. On peut montrer assez simplement, à partir des équations des gaz à une dimension, pour les flux constants, que la réaction doit cesser dans le plan sonique ("plan CJ"), où il y aurait de grandes discontinuités de gradients de pression sur ce plan.

Le plan sonique constitue un "point de passage obligé" qui permet à l'onde de choc et à la zone de réaction, de se déplacer à une vitesse constante, sans être perturbées par l'expansion des gaz dans la région de basses pressions au-delà du plan de Chapman-Jouguet.

Ce modèle unidimensionnel, simple, permet d'expliquer les détonations. Toutefois, les observations de la structure des détonations chimiques réelles montrent une structure tridimensionnelle complexe, avec des parties de l'onde progressant plus rapidement que la moyenne, et d'autres plus lentes.

