💥 Onde de choc — souffle et surpression

C'est une solution autosimilaire des équations de la dynamique des fluides décrivant une onde de choc forte propulsée vers l'extérieur par un dégagement d'énergie soudain et localisé dans un gaz uniforme. Elle prédit que le rayon du choc croît comme R(t) ∝ (E·t²/ρ₀)^(1/5), un résultat dérivé indépendamment par G. I. Taylor et L. Sedov et plus tard confirmé par des photographies réelles d'essais d'explosion.

En champ lointain, la surpression latérale de crête d'une explosion à source ponctuelle décroît approximativement comme l'inverse du cube de la distance (Δp ∝ R⁻³), car la même énergie totale se répartit sur un front de choc sphérique toujours plus grand. Cette simulation utilise une courbe simplifiée avec cette asymptote correcte en champ lointain, lissée près de la source pour éviter une singularité non physique.

C'est la forme idéalisée standard utilisée en ingénierie des explosions pour l'historique pression-temps en un point fixe : la pression bondit brutalement à son maximum à l'arrivée du choc, puis décroît de manière approximativement exponentielle pendant une phase positive et descend brièvement sous la pression ambiante avant de revenir à la normale.

Non — car le rayon de choc évolue selon la racine cinquième de l'énergie (R ∝ E^(1/5)), chaque ordre de grandeur supplémentaire d'énergie ne produit qu'une augmentation relativement modeste de la portée du front de choc à un instant donné, ce qui explique pourquoi la distance de sécurité domine tellement plus la conception structurelle résistante aux explosions que l'énergie brute.

L'air environnant est le milieu contre lequel le choc pousse ; un air plus dense (altitude plus basse, température plus froide) résiste davantage au choc en expansion, si bien que pour un même dégagement d'énergie, le front de choc croît plus lentement et reste plus petit à un instant donné, exactement comme le prédit le terme ρ₀ dans la formule de Sedov–Taylor.