La poudre noire est un explosif qui brûle très rapidement, se transformant en gaz et résidus. Cette transformation fait que la poudre prend environ 280 à 290 fois son volume initial.
Sa température de combustion atteint 2400° centigrades. Cette explosion est une déflagration, c'est-à-dire une combustion dont le front de flammes atteint plusieurs dizaines de mètres par seconde, mais est inférieur au kilomètre par seconde.
Attention, elle ne peut pas servir de mèche répandue au sol, car elle brûle trop rapidement, contrairement à ce que l’on nous montre dans les films (effets spéciaux réalisés avec des poudres spéciales à combustion lente). Répandue par terre non tassée, elle brûle à une vitesse minimum de 2 mètres par seconde.
La poudre noire est sensible aux chocs. Elle peut exploser suite à un choc violent, à cause entre autres de charges électrostatiques qui peuvent se produire entre les grains de poudre et le contenant brutalement frottés sous l’effet du choc.
La poudre noire est sensible à la chaleur. Elle ne brûle pas si elle est mouillée, mais retrouve ses caractéristiques une fois sèche. Humide, elle brûle quand même, mais moins vite, et provoque des longs feux.
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La PNF4 est celle qui brûle le plus rapidement. Elle permet donc un dosage moins élevé (moitié moins), et ne nécessite pas de fort tassement pour exploser.
Il est crucial de stocker la poudre noire correctement pour éviter les accidents. Voici quelques recommandations de stockage:
La manipulation de la poudre noire exige le respect strict de certaines mesures de sécurité afin de prévenir les accidents :
Les mesures de sécurité du code du travail sont applicables aux associations et travailleurs salariés ou bénévoles. Les compagnies d’assurance ne couvrent pas la responsabilité pénale. Donc il faut impérativement décrire par écrit vos mesures de sécurité pendant vos démonstrations, et les soumettre à votre compagnie d’assurance pour accord. Bien entendu, il faut les respecter sur le terrain.
La fabrication se fait par trituration, en milieu humide (5% d’eau), au moyen de meules, pendant un temps pouvant varier de 30 minutes à 5 heures. Pour éviter tout risque d’étincelles, les cylindres sont en bronze.
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Ensuite, les galettes obtenues sont transformées en grains dans un broyeur à billes de bois puis triées par grosseurs dans des tamis calibrés. Ces grains sont lissés au tonneau et graphités pour un aspect plus lisse et séchés.
On emploie généralement 4 grosseurs de grains, de 4FG, la plus fine à FG, la plus grosse. Les grains les plus fins sont pour les petits calibres et les armes courtes. On distingue le pulvérin, encore plus fin, pour l’amorçage des armes à silex.
Les poudres noires s’altèrent à l’humidité ou suite à des manipulations trop fréquentes.
Comparaison des caractéristiques entre la poudre noire et la nitroglycérine :
| Caractéristique | Nitroglycérine | Poudre noire |
|---|---|---|
| Potentiel (Kcal/kg) | 850 | 700 |
| Volume spécifique (L/kg) | 710 | 250 |
| Force (kg/cm²) | 11 000 | 3 000 |
D'après les données ci выше, on remarque que la nitroglycérine a un potentiel énergétique et une force significativement plus élevés que la poudre noire, mais produit également un volume de gaz plus important.
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Parmi les grands noms qui ont illustré les sciences physiques entre 1775 et 1885, d'assez nombreux savants se sont intéressés à la poudre noire. Les propriétés et les effets de cette « poudre à canon », comme on l'appelait généralement, constituaient un sujet digne d'attention pour Lavoisier, Charles Hutton, Rumford, Berthollet, Gay-Lussac, Chevreul, Graham, Favre, Bunsen, Abel, Sarrau, Berthelot,...
Certains firent des mesures de chaleurs d'explosion. En 1828, dans son cours de chimie, Gay-Lussac (1778-1850 ; X 1797) fut amené, à propos des nitrates, à parler de la poudre noire et de ses effets qui, nous précise le rédacteur du cours (1), sont très aisés à expliquer : ils résultent de la grande quantité de gaz libérée par l'explosion et de la chaleur que celle-ci dégage. Gay-Lussac estimait que la température des gaz pouvait atteindre trois ou quatre mille degrés.
Jusque vers l'année 1830, la poudre noire fut pratiquement la seule substance explosive connue. En dehors d'elle, on ne peut citer que l'or fulminant, déjà mentionné au xive siècle, le fulminate de mercure que Charles Howard découvrit en 1799 et le chlorure d'azote (cf. 3.3 et 6.4). Après 1830, de nouveaux explosifs furent découverts : les nitrocelluloses (Braconnot, 1833 ; Pelouze, 1838 ; Schönbein, 1846), la nitroglycérine (Sobrero, 1847) puis de nombreux esters nitriques et des dérivés nitrés. Grâce, principalement, à Noble et Abel, à Sarrau et à Berthelot, une science des explosifs se développa, dans laquelle la thermochimie joue un rôle important.
En effet, si l'on retient la définition de l'explosif donnée par Sarrau (2) : « On appelle explosif tout corps capable de se transformer rapidement en gaz à haute température », on conçoit que la quantité de chaleur dégagée au cours d'une explosion doive être une grandeur très caractéristique de celle-ci : la plupart des laboratoires ou stations d'essais où l'on étudie les explosifs comprennent donc une section de calorimétrie chimique. Les traités concernant ces substances contiennent de nombreuses données thermochimiques.
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