Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'allumage de charges pyrotechniques, et plus spécialement ceux faisant intervenir un dispositif chauffant. Les dispositifs d'allumage selon l'invention sont particulièrement adaptés aux charges pyrotechniques de petite taille comme, par exemple, celles qui sont impliquées dans les microvannes ou micropompes et qui sont décrites dans le brevet FR 2 774 684. Ces charges pyrotechniques de petite taille peuvent également se retrouver dans d'autres domaines d'application tels que la micro-propulsion pour le positionnement de satellites, les piles à combustibles, ou les micro-réchauffeurs.
Ces types de dispositifs d'allumage ont déjà fait l'objet de brevets. On peut citer le brevet US 4213392 qui décrit un obus pouvant être initié au moyen d'un dispositif d'allumage électrique faisant intervenir une couche semi conductrice déposée sur une couche de matériau pyrotechnique ce document couvre les caractéristiques du préambule de la revendication 1. Le courant électrique chauffe la couche semi conductrice qui initie la couche pyrotechnique par transfert de chaleur. Le brevet EP 0949479, quant à lui, se rapporte à un initiateur comprenant une couche semi conductrice, un support et une couche d'isolation thermique, ladite couche d'isolation étant constituée par une cavité creusée dans le matériau support.
Les dispositifs d'allumage de charges pyrotechniques comprenant un dispositif chauffant existent déjà et ont fait l'objet de nombreux brevets. L'un des plus couramment utilisés est le dispositif impliquant un élément résistif chauffant conventionnel, comme un fil chaud alimenté par un courant électrique. Mais actuellement, il n'existe pas de dispositifs d'allumage réalisés à partir du dépôt d'un fluide conducteur directement sur la charge pyrotechnique. Il faut entendre par fluide conducteur des matériaux tels que encre conductrice, peinture ou vernis.
L'un des problèmes rencontrés lors de l'allumage de charges pyrotechniques de petite taille est celui lié aux pertes thermiques par conduction. En effet, les charges et le fil chaud sont généralement au contact d'un support solide et une partie de la chaleur dégagée par le fil, est dissipée dans le support, rendant difficile voire impossible l'allumage desdites charges. La fourniture d'un surcroît d'énergie est alors requise, avec pour conséquence, un réchauffement significatif du support, non systématiquement recherché.
Le dispositif d'allumage selon l'invention reste efficace à faible énergie, sans entraîner de dommages particuliers aux pièces ou parois constituant l'environnement immédiat de la charge.
L'objet de la présente invention concerne un dispositif d'allumage d'une charge pyrotechnique solide, comprenant une piste conductrice constituée par un fluide conducteur déposé au moins partiellement sur la charge pyrotechnique, en sorte que le dispositif d'allumage est intimement lié à la charge pyrotechnique et demeure totalement indépendant de l'environnement immédiat de ladite charge.
La demande envisage un dispositif suivant les caractéristiques de la revendication 1.
Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention le fluide conducteur est déposé par sérigraphie.
Selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, le fluide conducteur est une encre conductrice et la piste conductrice est réalisée par jet de ladite encre. Ces deux techniques sont largement éprouvées dans le domaine de la microélectronique et notamment dans l'élaboration de microcircuits conducteurs. Avantageusement, la charge pyrotechnique est déposée sur un support solide et la piste conductrice n'est au contact que de ladite charge. Ainsi, toute l'énergie dissipée par effet joule est intégralement transmise à la charge pyrotechnique sans échanges thermiques avec le support. De façon préférentielle, le support comporte une cavité et la charge pyrotechnique, qui se présente sous la forme d'un film, recouvre ladite cavité. Préférentiellement, la charge pyrotechnique est à base de nitrocellulose. La cavité constitue un espace libre entre la charge pyrotechnique et le support, réduisant encore un peu plus tout échange thermique par conduction entre ces deux éléments. Cette configuration est particulièrement adaptée aux objets de très petite taille n'excédant pas quelques millimètres, puisqu'à ces ordres de grandeur, la charge pyrotechnique peut être déposée sur la cavité sous la forme d'une goutte qui va s'étaler grâce à la capacité filmogène de ladite charge.
L'invention porte également sur un procédé de réalisation d'un dispositif d'allumage d'une charge pyrotechnique, caractérisé en ce que le dépôt du fluide conducteur est réalisé directement sur la charge pyrotechnique. Selon un premier mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, le dépôt est réalisé par sérigraphie. Selon un deuxième mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, le fluide conducteur est une encre conductrice et le dépôt est réalisé par jet de ladite encre.
Les dispositifs d'allumage selon l'invention présentent l'avantage de pouvoir être fabriqués en grande série grâce à leur grande simplicité de mise en oeuvre. De plus, ils octroient une grande souplesse d'utilisation en fonction des caractéristiques de la charge pyrotechnique, que ce soit au niveau de sa composition ou au niveau de sa géométrie. En effet, en fonction de la texture de la charge, le fluide conducteur peut être plus ou moins épais et suivant le type d'allumage recherché, la piste conductrice peut revêtir une forme particulière et être plus ou moins étalée. Enfin, la charge pyrotechnique et la piste conductrice forment un ensemble monobloc et autonome, qui peut être intégré tel quel dans un microcircuit préexistant.
On donne ci-après la description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif d'allumage selon l'invention en se référant aux figures 1 et 2.
La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif d'allumage selon l'invention pour un support présentant une cavité.
La figure 2 est une vue du dessus du dispositif d'allumage de la figure 1.
En se référant aux figures 1 et 2, la charge pyrotechnique 1, qui contient de la nitrocellulose est déposée sur une cavité 4 cylindrique de 1,5mm de diamètre, creusée dans un support 3 en polycarbonate. La charge 1 se retrouve sous la forme d'un film discoïdal dont l'épaisseur de 5µm pourrait être comprise entre 1 et 100µm. La piste conductrice 2 résulte du dépôt d'une encre conductrice par jet d'encre directement sur la charge 1 et, idéalement, ladite charge 1 qui recouvre intégralement la cavité 4, s'insère entre le support 3 et ladite piste 2. La piste conductrice 2 a la forme d'une fine lamelle de quelques µm d'épaisseur, traversant la charge 1 selon l'un de ses diamètres. Une telle configuration permet de minimiser les pertes thermiques par conduction à travers le support 3.
Le mode de fonctionnement de ce type d'allumage reste conventionnel. Un courant électrique est délivré dans la piste conductrice 2 qui s'élève aussitôt en température. La chaleur ainsi libérée par effet joule est directement transmise à la charge 1 qui s'enflamme et génère des gaz pouvant actionner des micropyromécanismes.