La poudre noire est un explosif constitué de trois éléments principaux : le salpêtre (nitrate de potassium KNO3), le soufre et le charbon de bois. C'est le premier explosif découvert par les hommes.
L'origine de la poudre noire est très obscure. 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. Elle est restée le seul explosif connu jusqu'au XIXe siècle. Intimement associés au soufre et au charbon, les nitrates alcalins constituent la poudre noire qui fut longtemps le seul explosif connu.
La plus ancienne recette détaillée de cette substance apparaît dans un manuel militaire chinois imprimé en 1044. La plupart des historiens des sciences attribuent aux Chinois la découverte de cette dernière. 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.
Revenons un instant sur les origines en Europe pour signaler qu’on est souvent convenu d’attribuer l’invention (ou la découverte) de la poudre à BERCHTOLD SCHWARTZ moine franciscain de GOSLAR dans la région de BRUNSWICK en 1320, dit BARTEL le NOIR, faisant profession d’alchimiste.
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Il existe plusieurs variétés de poudre noire, ayant des caractéristiques explosives un peu différentes. Les proportions des trois constituants varient dans les limites suivantes :
Le salpêtre apporte l'oxygène, le soufre régularise la combustion et facilite l'allumage. Le nitrate de potassium est parfois remplacé par le nitrate de sodium, moins coûteux (poudre brune).
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. Pour les travaux de mine, on utilise la poudre noire sous forme de cylindres comprimés de densité 1,55 et percés d'un trou pour le passage de la mèche.
Les trois composants sont des produits solides réduits en poudre et intimement mélangés, la réaction chimique est provoquée par une élévation locale de température, elle se traduit par une oxydation exothermique du charbon et du soufre, l’oxygène étant fourni par le salpêtre (nitrate de potassium). Il est à noter que cette réaction d’oxydation ne nécessite pas d’apport d’oxygène gazeux.
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Il y a explosion si le produit est confiné. La mise à feu d’un tas de poudre à l’air libre ne produit qu’une combustion vive fusante. Lors de la réaction chimique d’un tel mélange en milieu confiné, les produits gazeux subissent une très rapide expansion de volume ; cela provoque la création d’un front d’onde de pression (onde de Friedlander).
Aujourd'hui, la poudre noire a évidemment perdu tout intérêt militaire. Néanmoins, elle reste utilisée dans divers domaines:
Deux types d’effets sont à l’origine des particularités et usages de la poudre, tout d’abord l’effet de brisance résultant de l’action de l’onde de choc suivi ensuite de l’effet de poussée, conséquence de l’expansion du volume gazeux produit.
Selon les principes suivant, les conditions de mise en œuvre de la poudre et les caractéristiques du contenant déterminent les principes des divers usages dont on peut retenir huit cas principaux.
Dans ce cas, le confinement et la résistance de l’enveloppe conduisent à un échappement de projectile vers la zone de moindre résistance. Le contenant est fabriqué en matière résistante à l’onde de choc et à la poussée et un projectile est utilisé. L’effet de brisance doit être contré. La poussée des gaz est recherchée et utilisée comme énergie propulsive.
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Ici, le confinement est important. Le contenant est fabriqué en matière métallique résistante à l’onde de choc et à la poussée et aucun projectile n’est utilisé. L’effet de brisance et l’effet de poussée sont recherchés ; le contenant doit être stable et résister à la poussée. L’orifice est dimensionné afin de produire l’effet maximum. L’arme est appliquée contre une paroi (porte) qui doit correspondre à la zone de faiblesse et sur laquelle l’effet doit être concentré.
Il est très probable que des charges de poudre noire aient été utilisées vers 1450 à des fins militaires, si l’on se réfère aux croquis de Jacopo Mariano, l’ingénieur toscan connu sous le nom de Taccola.
Consommation de poudre lors de travaux de démolition, exemple de la destruction de la forteresse de Châtel: Des informations très utiles sont rassemblées dans un manuscrit conservé à la bibliothèque d’Épinal, étudié et publié en 1861.
Une arme à poudre noire est une reproduction fidèle d’un modèle ancien, utilisé entre les XVIe et XIXe siècles. Chaque modèle évoque une époque différente. La poudre noire est un mélange explosif utilisé comme propulseur dans les armes à feu anciennes. Lorsqu’elle est enflammée par une amorce, elle produit une détonation qui propulse la balle hors du canon.
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. Cela s’applique uniquement aux répliques d’armes conçues avant 1900 (sauf si elles sont modifiées ou modernisées). Dans certains pays européens, la législation est plus stricte.
Même si une arme à poudre noire est en vente libre, sa possession implique des responsabilités, surtout en matière de stockage à domicile. La poudre noire est inflammable, elle doit être stockée dans un récipient sécurisé et à l’abri de l’humidité et de la chaleur.
| Usage | Effet Recherché | Effet à Éviter | Conditions |
|---|---|---|---|
| Armes à feu | Poussée (propulsion) | Brisance | Confinement, résistance de l'enveloppe |
| Artillerie | Poussée (propulsion) | Brisance | Confinement, résistance de l'enveloppe |
| Démolition | Brisance, poussée | - | Confinement, résistance de l'enveloppe |
| Mines | Brisance, poussée | - | Confinement, résistance de la roche |
ATTENTION DANGER: la poudre noire est une substance extrêmement instable, très sensible, hautement explosive et dangereuse à manipuler. Cet article est rédigé seulement à des fins d’instruction théorique, afin d’expliquer le principe chimique. Nous déconseillons vivement de mettre en œuvre cette recette, et conseillons aux lectrices et lecteurs d’acheter leur poudre noire manufacturée en armurerie.
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