L'usage des explosifs est extrêmement varié, même dans chaque domaine particulier. Dans le civil (90 % des usages), ils sont utilisés pour les travaux publics (terrassement, percement de tunnels) et les carrières, et il suffit de longer les routes de montagne pour voir sur les flancs les restes des tubes percés dans la montagne pour y introduire les bâtons de dynamite. A titre indicatif, la construction de la ligne du TGV Tours-Bordeaux a nécessité de déplacer 38 millions de m3 de déblai à creuser/remblai, et la mise en place de 3 millions de tonnes de cailloux pour le ballast (sur lequel repose la voie) extraits de diverses carrières.
De même le percement de tunnels, même avec un tunnelier, se fait en faisant exploser la roche par des bâtons de dynamite dans des trous forés. C'est la principale utilisation des bâtons de dynamite, dont le format standard aide à normaliser les outils de percement, et le pouvoir explosif bien connu et régulier aide les artificiers dans leur dosage. Auparavant, on faisait un trou qu'on bourrait de poudre explosive (au début, poudre noire), et on allumait le tout par une mèche avec un briquet, en priant le Ciel d'avoir le temps de fuir avant l'explosion.
Une importante application de ces explosions maîtrisées est la démolition contrôlée des bâtiments en milieu urbain. Là, il ne s'agit pas de casser n'importe comment, mais avec une précision d'horlogerie. Des explosifs minutieusement dosés sont disposés à des endroits bien précis de la structure à démolir, et un délai chronométrique entre les explosions fait que l'immeuble s'effondre sur lui-même. On imagine bien qu'un déséquilibre entre les zones d'explosion ferait basculer l'immeuble, ou un mauvais dosage le détruirait en morceaux trop gros pour être déblayés aisément.
Dans le milieu militaire et tous autres domaines où le but est de tuer par l'impact d'un paquet d'énergie, la guerre, la chasse ou le grand banditisme, ce paquet d'énergie peut être produit par des explosifs selon divers modes. Le plus ancien, le boulet des bombardes. La bombarde, canon très primitif qu'on bourre de poudre noire par la gueule, est supposé envoyer un boulet (de pierre au début) par allumage de la poudre via un petit orifice. La dose de poudre était approximative, l'explosion peu maîtrisée finissait souvent par l'explosion de la bombarde... et de ses artilleurs.
Egalement que la trajectoire, qui serait une parabole dans le vide, est une courbe d'allure parabolique compte tenu de la résistance de l'air, mais d'équation si complexe que Napoléon a créé l'Ecole Polytechnique consacrée au départ à former des artilleurs capables de calculer la trajectoire des boulets de canon. Cette observation, valable pour toutes les armes à feu, a conduit, tant pour gagner du temps entre deux tirs que pour améliorer la reproductibilité donc la précision, à assembler le projectile (balle ou obus) et sa dose d'explosif, en créant la cartouche. Ce qui a permis également de créer des armes à répétition (Samuel Colt) puis la mitrailleuse (Richard Jordan Gatling) la terrible "faucheuse d'hommes" de la 1° guerre mondiale.
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La précision du dosage de poudre tant en quantité qu'en qualité et composition a permis d'avoir des armes de plus en plus précises malgré la précision approximative de la production industrielle de grande série. Il n'empêche que les "tireurs d'élite", capables d'atteindre du premier coup des cibles de la taille d'un ballon de handball (ou d'une tête humaine...) à 2 km à la vitesse de 1 500 m/s (soit plus de 3 secondes avant que n'arrive, très faible, le bruit du tir), utilisent des fusils de haute précision à canon très long, mais surtout ils ne font confiance qu'à eux-mêmes pour doser au mg près la poudre explosive qu'ils introduisent dans la cartouche.
Le plus simple est le dosage volumétrique, bien connu des cuisiniers qui introduisent une cuillerée à café dans 1/4 de litre. En pratique, on cueille une dose de poudre dans une sorte de godet, ce qui peut permettre une précision limitée mais est très simple, rapide et économique. Beaucoup plus précis est le dosage pondéral, qui consiste à peser avec une grande précision la poudre à introduire.
Une fois qu'on a la bonne dose, il faut la mettre en forme. La forme, ça compte beaucoup. S’il s’agit de remplir les boosters d’Ariane V, on parle de propergol solide, il doit brûler lentement à partir du bas. S’il s’agit de faire exploser un bâtiment, la flamme doit être si rapide qu’on peut considérer la réaction comme instantanée. D’où la nécessité de former des blocs extrudés pour augmenter la surface active.
Si cet exposé était limité aux explosifs nitrés auxquels on se réfère le plus souvent, il y en a un grand nombre d'autres qui entraînent les mêmes possibilités énergétiques : exemples : air / essence pour les moteurs thermiques, maintenant air / hydrogène, dont la combustion très rapide à entraîné la création du terme "moteur à explosion" ou de déflagration avec des précautions similaires (nous avons cité le nitrate d'ammonium / poussières, on peut ajouter air / sucre glace dans l'industrie pharmaceutique, air / poussières de charbon dans les mines avec le redoutable "coup de poussière", ou dans les incendies avec la très redoutée par les pompiers explosion de fumées (EF) ou contre-explosion , qui peut survenir lors d'un incendie.
Le terme "explosion" se justifie en raison de la vitesse de combustion et du dégagement de chaleur, même s'il ne s'agit pas à proprement parler d'une substance explosive créée spécifiquement dans ce but. Attention : l'explosion nucléaire (Bombes A et H) n'a de commun avec les explosions ci-dessus que le nom, le principe de l'action (énorme dégagement d'énergie en un point) mais pas du tout le principe, l'uranium enrichi utilisé n'étant pas un explosif.
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L'essentiel des applications des explosifs est dans le civil, en particulier pour les travaux publics et les destructions contrôlées d'immeubles.
En 1893, le baron von Odkolek invente et construit un modèle de mitrailleuse qui utilise les gaz de propulsion des cartouches pour mouvoir la culasse et lancer le mouvement automatique, système dit « par emprunt des gaz ». Le gouvernement français, désireux d’équiper son armée de mitrailleuses, achète une série limitée de modèles Hotchkiss 1900 mais préfère faire produire ses mitrailleuses par ses arsenaux d’Etat. À sa demande, l'atelier de construction de Puteaux (APX) produit donc un modèle national, le modèle de Puteaux 1905 qui bénéficie de deux innovations : un système de récupération des gaz vers l'avant (qui s’affranchit des brevets Hotchkiss) et un mécanisme qui permet de régler la cadence de tir de 8 à 650 coups par minute.
Toutefois, ce modèle souffre de problèmes de refroidissement, son canon ne résistant pas à des cadences de tir soutenues. Le gouvernement commande alors une version améliorée et simplifiée. Le système de récupération de l’énergie des gaz à la bouche est abandonné au profit de celui de la récupération des gaz sous le canon, qui manœuvre un piston. En 1907, le modèle dit de Saint Etienne est adopté. Malheureusement, la complexité de son mécanisme est incompatible avec l'environnement boueux et poussiéreux des tranchées. À partir de juillet 1917, il est progressivement remplacé par la mitrailleuse Hotchkiss modèle 1914.
La précision de la mitrailleuse Saint Etienne est jugée comme excellente. (10cm à 100 mètre de distance). Elle dérive de la mitrailleuse de Puteaux. le mécanisme d'emprunt des gaz et la hausse. 1914 (ou avant ?), les mitrailleuses 1907 ont été modifiées pour devenir 1907 T.
En août 1914, les généraux français comptaient surtout sur le corps à corps et la baïonnette. Jean-Yves Le Naour rappelle ce qu’en disait le général Foch, en février 1914 : « Les lauriers de la victoire flottent à la pointe des baïonnettes ennemies. C’est là qu’il faut aller les prendre, les conquérir par une lutte au corps à corps si on les veut. Se ruer, mais se ruer en nombre et en masse » (1914, éd. Perrin, éd. 2013, p.
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« Même si l’invention n’est pas nouvelle, la mitrailleuse va bouleverser les théories sur le champ de bataille. Sa puissance de feu va rendre obsolètes les assauts à la baïonnette et les charges en terrain découvert. Mais la tactique française est l’opposé de l’allemande. En effet, chez ces derniers, les mitrailleuses sont utilisées en groupe, ce qui permet par des tirs croisés de stopper toute offensive terrestre. Les bilans meurtriers des premières semaines de guerre sont là pour en témoigner. Dans l’armée française, les mitrailleuses sont utilisées isolées et sans mission définie, d’où une moins grande efficacité. » (Yvan Thomas, Le fantassin français, OREP éditions, 2008, p.
Les Français disposaient d’une mitrailleuse fabriquée en France à Saint-Denis et à Lyon par les Établissements Hotchkiss et Cie. « Elle fut adoptée par l’armée française et mise en service dans les troupes coloniales et les chasseurs alpins.
La guerre de sécession fut le premier vrai conflit moderne qui vit l'emploi du télégraphe des chemins de fer, des navires cuirassés, des sous-marins et de la première mitrailleuse. Inventée en 1862 par l'ingénieur Richard Gatling, cette arme à tir multiple consistait en 6 canons pivotants de calibre 0.58 autour d'un axe central, chaque canon possédant son propre système de mise à feu. L'alimentation en munitions se faisait au moyen d'un cylindre qui faisait tomber les balles par gravité dans les tubes. Une manivelle permettait le mouvement circulaire qui fermait alternativement les chambres, éjectait une douille, verrouillait la culasse ou tirait la munition. Chacune de ces opérations se faisait sur chacun des canons mais, bien entendu, pas en même temps. Ainsi l'arme pouvait atteindre entre 200 et 400 coups à la minute.
L'avantage du système rotatif était que les canons pouvaient refroidir un court laps de temps entre chaque tir et que si l'arme tirait 600 balles, en fait chaque canon n'en avait tiré que 100. Au vu de l'usure des canons et de la fatigue du métal engendrée par des cadences de tir trop importantes, Gatling jugea que 150 coups minute permettraient un tir prolongé sans risque de casse pour l'arme.
Peu intéressé par cette arme novatrice, le gouvernement américain en acquit 12 pour 1000 dollars chacune pour effectuer un test au combat en 1864. Les militaires craignaient qu'une telle arme consomme bien trop de munitions pour un résultat relativement modeste au vu de la puissance d'impact de l'arme. Utilisée comme une pièce d'artillerie cela était vrai, mais mélangée au sein d'un bataillon d'infanterie son impact sur une ligne ennemie aurait été dévastateur.
Manœuvrée par 4 hommes, il était essentiel de maintenir un rythme identique dans l'utilisation de la manivelle sous peine d'enrayer l'arme, ce qui arrivait assez souvent. Employées lors du siège de Petersburg, des Gatling furent fixées sur des canonnières, une douzaine d'autres furent livrées au premier corps du général Hancock. Mais au final l'arme ne vit que peu de combats.
Cette arme était fixée sur un affût d'artillerie standard ce qui augmentait considérablement son gabarit, la rendant moins maniable que les mitrailleuses plus modernes. Employée comme une pièce d'artillerie, son utilisation au combat fut épisodique et son emploi fut limité. De plus, intégrée aux formations d'artillerie elle perdait sa capacité tactique de frapper au plus près des lignes ennemies et était facilement contrebattue par l'artillerie adverse. Les Français autres grands inventeurs de la mitrailleuse commirent la même erreur de doctrine d'emploi lors de la guerre franco-prussienne de 1870.
La Gatling connut le succès après la guerre de sécession et fut employée de plus en plus et par différentes armées. Les Anglais qui furent impressionnés par les qualités de cette arme les utilisèrent contre les Zoulous, puis les Boers, les Boxers chinois et dans la plupart de leurs conflits coloniaux.
Si bien d'autres mitrailleuses ont été inventées par la suite et notamment la Maxim 1908 des Allemands, la Gatling est considérée aujourd'hui comme l'arme ayant la plus grosse cadence de tir du monde. Les derniers modèles de Gatling peuvent tirer jusqu’à 6000 coups par minute. Tous les avions de chasse de l'US AIR FORCE sont aujourd'hui armés d'un canon vulcain rotatif descendant du système de Gatling tout comme le monstrueux A10 warthog et son canon rotatif à 7 tubes de 30mm capable de percer le blindage d'un char.
Paradoxalement cette arme dont les différents successeurs furent les principaux pourvoyeurs de morts des conflits modernes avait été inventée par Gatling pour réduire le nombre de tireurs nécessaires au combat et réduire ainsi la taille des armées et donc le nombre de morts.
La mitrailleuse Hotchkiss Mle 1914 se divise en quatre parties principales :
Le canon comprend quatre parties :
La boîte du culasse (16) contient les pièces constituant les mécanismes de culasse et d'alimentation et une partie du mécanisme moteur. Elle est organisée de façon à assurer le guidage de ces- i pièces. Elle est fermée : en dessus et à l'arrière par le couvre-culasse à poignée (76), et en dessous par le pistolet (79)
L'appareil moteur est actionné par les gaz de la poudre s'échappant par l'évent, il est ainsi poussé en arrière en comprimant un ressort de rappel qui réagit ensuite. Il en résulte un mouvement longitudinal de va-et-vient déterminant le fonctionnement automatique de l'arme.
L'appareil moteur comprend 4 parties :
Le mécanisme de culasse comprend :
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