Lance thermique

Utilisation de lance thermique sur un pont du réseau ferré pour son démantèlement et préparation pour remplacement.

Lance thermique après l'allumage.

La lance thermique — ou lance à oxygène — est un outil d'oxycoupage utilisé pour forer ou découper des matériaux.

Le forage ou la découpe à la lance thermique aurait été inventée en France dans les années 1930 puis largement utilisé après la Seconde Guerre mondiale en France pour permettre le démantèlement de bunkers, d’infrastructures métalliques…^{[réf. nécessaire]}

Principe et fonctionnement

Cette technique consiste principalement en l’utilisation d’oxygène qui est injecté sous pression dans un tube métallique composé de fils en acier. L’extrémité de ce tube est allumée par chauffe, généralement par un chalumeau oxyacétylénique, un arc électrique ou une cartouche pyrotechnique]. Une fois la réaction amorcée, la lance allumée permet la découpe et le perçage rapide de presque tous les matériaux grâce à sa température de combustion élevée (supérieure à la température de fusion de beaucoup de matériaux) et car les matériaux percés servent de combustible à l’oxygène de la lance^{[réf. nécessaire]}.

Le tube et les fils peuvent être composé d’alliages métalliques divers en fonctions des matériaux sur lesquels la lance thermique est utilisée ainsi qu’en fonction de la réaction chimique souhaitée.

La température à laquelle brûle une lance thermique dépend de son environnement. Kosanke^[1] prédit une température maximale de 4 770 K (env. 4 500 °C), tandis que Haorong^[2] la calcule à 3 000 K (env. 2 730 °C).

La lance thermique lors de sa combustion génère 3 réactions:

• Une action thermique. Cette réaction permet la fluidification des oxydes puis celle du laitier. Cette action thermique est relativement limitée autour du diamètre de la barre (quelques centimètres dans le cas de bétons).
• Une action chimique. Les éléments des matériaux percés sont combinés aux apports des oxydes de la barre.
• Une action cinétique. La pression de l’oxygène pulvérise le laitier et permet de le dégager du trou.

Domaines d’application

Découpe d'un bloc d'aluminium de 2 mètres en moins de 2 minutes

• Débouchages de coulées dans les fonderies ;
• Démantèlement de ponts, de grues ou de structures en bétons précontraints ;
• Découpes de roches ;
• Intervention lors de catastrophes (tremblements de terre, décombres du World Trade Center après les attentats du 11 septembre 2001, etc.) ;
• Forces d’élites principalement pour l’ouverture rapide de portes et blindages ;
• Destructions d’ouvrages sinistrés.

Principaux avantage et inconvénients de la technique

Avantages

• Découpes et forage de matériaux multiples avec le même matériel (par exemple: bétons, inox, alliages techniques, fonte, aluminium) ;
• Relativement silencieux hormis le bruit du gaz sous pression ;
• Pas d’effet mécanique et donc de vibrations ;
• Rapidité de mise en œuvre et d’exécution ;
• Faible encombrement (bouteilles de gaz et lances).

Inconvénients

• Utilisation d’oxygène (avec les problèmes liés) ;
• Protection de l’opérateur très difficile ;
• Dégagement de fumées toxiques ;
• Très important savoir faire et connaissances nécessaires pour travaux techniques ;
• Forte énergie dégagée.

Au cinéma

Le film Braquage à l'anglaise (2008) met en scène l'utilisation d'une lance thermique pour pénétrer dans la salle des coffres d'une banque par le sous-sol. On peut également citer L'Affaire Karen McCoy (1993).

Notes et références

1. ↑ Kosanke, B. J.; Sturman, B.; Kosanke, K.; von Maltitz, I.; Shimizu, T.; Wilson, M. A.; Kubota, N.; Jennings-White, C. et al. (2004). Pyrotechnic Chemistry. Journal of Pyrotechnics. p. 124. (ISBN 9781889526157).
2. ↑ Wang, Haorong; Hlavacek, Vladimir; Pranda, Pavol (2004). Model Analysis of Thermal Lance Combustion. Industrial & Engineering Chemistry Research 43 (16): 4703. DOI:10.1021/ie030729r.