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Faits et histoire de la poudre à canon

Faits et histoire de la poudre à canon

Poudre à canon ou poudre noire a une grande importance historique en chimie. Bien qu'il puisse exploser, son utilisation principale est le propulseur. La poudre à canon a été inventée par les alchimistes chinois au 9ème siècle. À l'origine, il était fabriqué en mélangeant du soufre élémentaire, du charbon de bois et du salpêtre (nitrate de potassium). Le charbon de bois provenait traditionnellement du saule, mais on a utilisé des pommes de vigne, de noisetier, de sureau, de laurier et de pin. Le charbon de bois n'est pas le seul combustible pouvant être utilisé. Le sucre est utilisé à la place dans de nombreuses applications pyrotechniques.

Lorsque les ingrédients ont été soigneusement moulus ensemble, le résultat final a été une poudre appelée "serpentine". Les ingrédients nécessitaient généralement un remixage avant utilisation. Il était donc très dangereux de fabriquer de la poudre à canon. Les personnes qui fabriquaient de la poudre à canon ajoutaient parfois de l'eau, du vin ou un autre liquide pour réduire ce risque, car une seule étincelle pouvait provoquer un incendie enfumé. Une fois que le serpentin a été mélangé à un liquide, il peut être passé à travers un tamis pour produire de petites pastilles, qui sont ensuite laissées à sécher.

Comment fonctionne la poudre à canon

En résumé, la poudre noire consiste en un carburant (charbon ou sucre) et un oxydant (salpêtre ou niter) et du soufre pour permettre une réaction stable. Le carbone du charbon plus l'oxygène forme du dioxyde de carbone et de l'énergie. La réaction serait lente, comme un feu de bois, à l'exception de l'agent oxydant. Le carbone dans un feu doit puiser de l'oxygène dans l'air. Le salpêtre fournit de l'oxygène supplémentaire. Le nitrate de potassium, le soufre et le carbone réagissent ensemble pour former des gaz d'azote et de dioxyde de carbone et du sulfure de potassium. Les gaz en expansion, l'azote et le dioxyde de carbone, assurent l'action propulsive.

La poudre à canon a tendance à produire beaucoup de fumée, ce qui peut nuire à la vision sur un champ de bataille ou réduire la visibilité des feux d'artifice. Changer le rapport des ingrédients affecte le taux de brûlure de la poudre à canon et la quantité de fumée produite.

Différence entre la poudre à canon et la poudre noire

Bien que la poudre noire et la poudre à canon traditionnelle puissent toutes deux être utilisées dans les armes à feu, le terme "poudre noire" a été introduit à la fin du XIXe siècle aux États-Unis afin de distinguer les nouvelles formulations de la poudre à canon traditionnelle. La poudre noire produit moins de fumée que la formule originale de la poudre à canon. Il est intéressant de noter que la poudre noire au début était en réalité de couleur blanc cassé ou beige, pas de noir!

Charbon de bois et carbone en poudre à canon

Le carbone amorphe pur n'est pas utilisé dans la poudre noire. Le charbon de bois, bien qu'il contienne du carbone, contient également de la cellulose provenant d'une combustion incomplète du bois. Cela donne au charbon une température d'inflammation relativement basse. La poudre noire faite de carbone pur brûlerait à peine.

Composition de la poudre à canon

Il n’existe pas de "recette" unique pour la poudre à canon. En effet, la variation du rapport des ingrédients produit des effets différents. La poudre utilisée dans les armes à feu doit brûler rapidement pour accélérer rapidement un projectile. En revanche, une formulation utilisée comme propulseur de fusée doit brûler plus lentement car elle accélère le corps sur une longue période. Les canons, comme les roquettes, utilisent une poudre dont le taux de combustion est plus lent.

En 1879, les Français préparèrent de la poudre à canon à 75% de salpêtre, 12,5% de soufre et 12,5% de charbon. La même année, les Anglais utilisaient de la poudre à canon composée de 75% de salpêtre, 15% de charbon et 10% de soufre. Une formule de fusée consistait en 62,4% de salpêtre, 23,2% de charbon et 14,4% de soufre.

Invention de la poudre à canon

Les historiens pensent que la poudre à canon est originaire de Chine. À l'origine, il était utilisé comme un incendiaire. Plus tard, il a été utilisé comme propulseur et explosif. Il est difficile de savoir quand, exactement, la poudre à canon s'est rendue en Europe. Cela tient essentiellement au fait que les enregistrements décrivant l’utilisation de la poudre à canon sont difficiles à interpréter. Une arme générant de la fumée aurait peut-être utilisé de la poudre à canon ou une autre formulation. Les formules qui sont entrées en vigueur en Europe correspondent étroitement à celles utilisées en Chine, ce qui suggère que la technologie a été introduite après avoir été développée.

Sources

  • Agrawal, Jai Prakash (2010). Matériaux à haute énergie: propulseurs, explosifs et pyrotechniques. Wiley-VCH.
  • Andrade, Tonio (2016). L'âge de la poudre à canon: Chine, innovation militaire et essor de l'Ouest dans l'histoire du monde. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13597-7.
  • Ashford, Bob (2016). "Une nouvelle interprétation des données historiques sur l'industrie de la poudre à canon dans le Devon et les Cornouailles".J. Trevithick Soc43: 65-73.
  • Partington, J.R. (1999). Une histoire de feu grec et de poudre à canon. Baltimore: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-5954-0.
  • Urbanski, Tadeusz (1967),Chimie et technologie des explosifsIII. New York: Pergamon Press.