Chaque année, à l’occasion du Nouvel An ou du 14 juillet, de nombreux feux d’artifice sont lancés partout dans le monde. Les feux d'artifice sont synonymes de fête et de féérie.
L'origine de la poudre noire est très obscure. C'est le premier explosif découvert par les hommes et elle est restée le seul explosif connu jusqu'au XIXe siècle. On sait néanmoins qu'elle a été utilisée dès le Xe siècle par les Chinois pour des feux d'artifice et que les Arabes s'en servaient au XIVe siècle pour lancer des flèches à partir de sarbacanes ou de canons. Les Européens l'ont adoptée à peu près à la même époque, également à des fins militaires puis, à partir du XVIIe siècle, pour des buts « civils », notamment dans les mines et pour des travaux publics.
Depuis le XIVe siècle, la poudre noire - substance à base de salpêtre, de soufre et de charbon de bois - servait non seulement de force propulsive mais aussi d’explosif pour les mines et les bombes.
En France, le premier vrai feu a été tiré en 1615 sur la Place des Vosges, à Paris, alors Place Royale, à l’occasion du mariage d’Anne d’Autriche avec Louis XIII.
La poudre noire est un explosif constitué de trois éléments principaux : le salpêtre (nitrate de potassium KNO3), le soufre et le charbon de bois. Cette poudre est un mélange de deux éléments très combustibles (le soufre et le charbon), avec un corps très oxydant : le salpêtre. Les proportions des trois constituants varient dans les limites suivantes :
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Le salpêtre apporte l'oxygène, le soufre régularise la combustion et facilite l'allumage. La qualité de la poudre est due en grande partie au charbon utilisé.
Pour fabriquer la poudre noire, on prépare séparément deux mélanges binaires, le charbon de bois et le soufre d'une part, le charbon de bois et le salpêtre d'autre part, en broyant les deux composants pendant plusieurs heures. Les mélanges binaires sont ensuite triturés et humidifiés ensemble (8 % d'eau environ) et pressés en galettes. Celles-ci sont cassées en grains classés par grosseur, séchés et souvent polis et arrondis par frottement.
Au cours du XIXe siècle, les chimistes de l'époque mirent au point un procédé permettant d'obtenir de la poudre noire en grains, dont la taille peut être modulée selon l'usage prévu : plus les grains sont petits, plus la poudre obtenue est dite « vive », c'est-à-dire qu'elle présente une vitesse de combustion élevée.
Dans les pièces d'artifices, on trouve plutôt la composition (15 %, 10 %, 75 %). L'explosion de la poudre noire a deux effets : apporter de l'énergie et du dioxygène (allumée par la première explosion). La poudre noire est l'élément principale des pièces pyrotechniques.
Le principe de base des feux d’artifice repose sur la combustion pyrotechnique de la poudre noire contenant un composé oxydant (nitrate, chlorate, perchlorate) qui libère de l’oxygène et un composé réducteur (le soufre et le carbone en mélange avec des métaux comme le silicium, le bore, le magnésium et le titane) qui sert de combustible.
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Les multiples couleurs des feux d’artifice sont le résultat de l’utilisation de particules fines métalliques. Chaque métal, une fois chauffé lors de la combustion, dévoile une teinte spécifique et unique.
| Métal | Couleur |
|---|---|
| Cuivre | Bleue |
| Strontium ou Lithium | Rouge |
| Baryum | Vert vif ou Blanc |
| Magnésium | Blanche |
| Fer | Dorée |
Par exemple, le cuivre est responsable de la teinte bleue. Le baryum est utilisé pour produire le vert vif ou le blanc dans les feux d’artifice. Sous l’effet de la chaleur, le baryum émet une lumière verte intense.
Les feux d’artifice peuvent avoir des impacts sur la santé et sur l’environnement. La combustion des feux d’artifice libère des particules fines, des métaux lourds et des composés chimiques dans l’air. Une recherche menée aux États-Unis et publiée dans Atmospheric Environment a indiqué une augmentation de 5 μg/m3, équivalant à une augmentation de 42 % du niveau de particules fines dans l’air dans l’heure suivant un feu d’artifice.
Il existe des alternatives pour atténuer cet impact :
Informer le public sur l’impact environnemental et les risques pour la santé associés aux feux d’artifice peut encourager une utilisation plus responsable et réduire leur utilisation excessive.
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Une arme à poudre noire est une reproduction fidèle d’un modèle ancien, utilisé entre les XVIe et XIXe siècles. En France, les armes à poudre noire sont généralement classées en catégorie D, ce qui les rend accessibles sous certaines conditions. La vente est autorisée aux personnes majeures, sans besoin de permis de port d’arme. Même si une arme à poudre noire est en vente libre, sa possession implique des responsabilités, surtout en matière de stockage à domicile.
Parmi les avantages de la poudre noire, notons qu'elle est peu onéreuse, stable et qu'une faible quantité d'énergie en provoque la combustion. Ainsi, peut-on l'enflammer à l'aide d'une flamme, d'un impact, d'une friction, d'une étincelle, ou même d'un laser. Il en résulte que sa manipulation est dangereuse.
Cependant, rien dans leur préparation ni dans leur tir, ne doit être laissé au hasard. En effet, au-delà des joies procurées au cours des fêtes, les feux d’artifice peuvent être une véritable source de danger. C’est pourquoi une réglementation très stricte existe.
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