La poudre noire, connue également sous les appellations de noir de fourneau, noir thermique, noir au tunnel, noir d'acétylène, noir de fumée ou encore noir de lampe, se présente sous la forme d’un résidu noir (granulés noirs ou poudre très fine) produit par la combustion incomplète d’hydrocarbures, d’huile végétale ou via la décomposition thermique de gaz naturel ou d’acétylène. Le noir de carbone est à distinguer de la suie, qui est une substance plus grasse, plus épaisse et plus hétérogène.
La poudre noire occupe une place particulière dans l’histoire des techniques. Apparue précocement en Chine, la composition de la poudre noire est parachevée en Europe vers 1350 avec le raffinage du salpêtre qui entre dans sa composition.
Située à cheval entre les communes de Saint-Chamas et de Miramas, la Poudrerie est un ancien site industriel du XVIIème siècle, dédié à la fabrication de poudre noire, puis à celle d’explosifs.
Appelée tour à tour Poudrerie « royale », « nationale », « impériale » ou simplement « Poudrerie », elle a marqué la vie des hommes et des femmes, civils ou militaires, qui y ont travaillé, jusqu’à sa fermeture en 1974.
En 1690, Louis XIV s’approprie un domaine d’un hectare et demi, au nord de l’étang de Berre, à Saint-Chamas, où existent moulins à blé et à huile, alimentés par les eaux de la Touloubre. Il acquiert les droits d’utilisation des eaux des canaux et implante des martinets à poudre noire. Le site est idéal pour la production de poudre.
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Il dispose de la force hydraulique - grâce à l’alimentation en eau par un canal dérivé de la Touloubre construit au XVIIe siècle. Il jouit aussi d’une situation stratégique pour l’acheminement des matières, à proximité de l’étang de Berre.
Dès lors, la Poudrerie ne cesse de se développer, passant à 135 hectares en 1917. Moulins, canaux, réservoirs, séries d’ateliers, digues de retenue pour gagner du terrain sur l’étang de Berre et même centrale hydroélectrique sont peu à peu bâtis.
Au cours de ses trois cents ans d’activité, la Poudrerie traverse plusieurs conflits mondiaux. Ses modes de production s’adaptent au fil des innovations techniques et scientifiques.
Après plusieurs accidents, dont deux graves en 1936 et 1940 et une période de moindre activité, ce pôle d’industrie militaire ferme ses portes en 1974.
La plupart de ses 250 bâtiments de production et de stockage sont alors détruits.
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La composition de la poudre résulte du mélange ternaire soufre, salpêtre et charbon de bois. La proportion de ces composants a été modifiée suivant l’époque et les usages. Le salpêtre variant de 40 % à 80 %, le soufre de 10 % à 30 % et le charbon de 12 % à 30 %, la provenance végétale de ce charbon varie selon les recettes.
Au Moyen Âge européen, la composition de la poudre noire est abordée par plusieurs auteurs. Pour Marcus Graecus la poudre noire se compose d’une partie de soufre, deux parties de charbon de bois pour six parties de salpêtre.
Roger Bacon vers 1248-57, décrit la préparation de la poudre noire. Albert le Grand décrit également cette préparation dans un manuscrit du XIIIe s. qui lui est attribué.
En Occident, l’utilisation de la poudre noire dans une arme à feu est mentionnée dans un manuscrit anglais de 1326.
Au milieu du XVIe s., la formule de la poudre se retrouve dans des ouvrages dont la Pirotechnia de Vanoccio Biringuccio.
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La production d’une poudre de bonne qualité nécessite de satisfaire à plusieurs conditions : les matières premières, le charbon de bois et le soufre doivent être de bonne qualité, le salpêtre (nitrate de potassium) doit être le plus pur possible.
Le broyage, le mélange, la granulation, le conditionnement, le stockage et l’expédition de la poudre nécessitent des conditions de sécurité. Car en raison de son instabilité, la poudre noire est susceptible d’exploser accidentellement au cours de sa fabrication ou lors de son stockage.
Jusqu’au XVIIe s., la qualité de la poudre n’était pas constante. Pour remédier à cet inconvénient, on utilisa progressivement la poudre sous forme de grains. Sous cette forme, le front de flamme se propage, non plus dans la masse de l’explosif mais dans ses interstices.
Étant un irritant mécanique pour les voies respiratoires et les yeux et ayant été reconnu comme peut-être cancérigène par le CIRC, le noir de carbone doit être manipulé avec la plus grande précaution pour éviter tous les risques pour la santé au travail des opérateurs. Son niveau de toxicité varie en fonction du diamètre des particules en suspension de l’air.
De façon générale, ce sont des stations de vidange big bag ou de conteneurs comme la station IBCFlow® 01 qui assurent le chargement des noirs de carbone en fonction des volumes souhaités. Une fois la vidange terminée, le big bag peut être retiré grâce à un palan électrique ou une croix de manutention.
Afin de minimiser les émissions de poussières, une boîte de délaçage peut être reliée à une unité de dépoussiérage. Les big bags ou conteneurs peuvent être reliés à des systèmes de convoyage des poudres comme notre système de transfert pneumatique VFlow®.
De la même façon, nous proposons des équipements (croix de manutention, boite de délaçage avec gants en caoutchouc…) qui isolent l’opérateur des produits toxiques et/ou polluants comme le noir de carbone offrant ainsi un confinement maximum et une diminution des risques. Les parties en contact direct avec le noir de carbone sont fabriquées en inox 304.
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.
La réaction chimique exothermique est mal définie, plusieurs formulations ont été proposées :
À côté des résidus solides, les corps gazeux formés à haute température, l’oxyde de carbone, le dioxyde de carbone, l’eau et l’azote représentent un volume de 300 litres de gaz par kg pour un mélange stœchiométrique. 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. La vitesse de ce front d’onde détermine la classification des explosifs déflagrants ou brisants. La poudre noire est classée dans la catégorie des explosifs déflagrants. Plus tardivement seront inventés des explosifs brisants.
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.
Le résultat obtenu dépend de la résistance des matériaux de l’enveloppe contenant la charge vis-à-vis de ces deux effets, la pression s’exerçant de préférence vers la zone de moindre résistance. Tous les usages de la poudre sont paramétrés par ces trois données, brisance, poussée et résistance de « l’enveloppe », deux sont propres à la réaction chimique et la dernière est liée aux caractéristiques de l’environnement immédiat du milieu réactionnel.
Dans le tableau ci-contre plusieurs usages sont répertoriés, pour chacun sont envisagés les effets recherchés ou à éviter et les conditions contraignantes, en prenant en compte le principe d’effet optimum dans les directions de moindre résistance.
Il est à noter que dans tous les cas la poussée est un effet recherché, l’effet de brisance peut être souhaité ou craint.
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 :
Les feux d’artifice sont synonymes de fête et de féérie. Les artificiers mélangent des composés chimiques contenant de l’oxygène comme le nitrate ou encore le perchlorate de potassium. À ces matières chimiques, les artificiers rajoutent de l’aluminium ou du soufre qui va servir de carburant.
Les professionnels de la pyrotechnie utilisent un mélange de poudre noire avec une mèche afin de provoquer la première étape du tir d’un feu d’artifice. La deuxième étape consiste alors à faire exploser la fusée en plein ciel. La poudre noire activée par une mèche enflammée va donc propulser la fusée dans le ciel.
C’est ici que va se produire le feu d’artifice avec les sons et couleurs emblématiques de ce spectacle pyrotechnique. Dans la boite, on retrouve ainsi un mélange de produits chimiques qui va produire diverses étincelles.
La boite propulsée dans les airs va être activée par la poudre noire qui continue de bruler. Outre les couleurs, on retrouve également des formes variées. En effet, les feux d’artifice produiront des effets différents en fonction de la forme donnée à la boite.
La poudre de noir de carbone n’est pas facile à manier dans le milieu industriel. Il s’agit, en effet, d’une poudre volatile et difficile à l’écoulement.
Pour vous repondre je tiens juste a préciser que niveau législation francaise la fabrication de poudre noire n'est pas interdite mais son utilisation l'est...vive la législation francais sinon je sais que la fabrication est dangereuse.
| Usage | Effet de brisance | Effet de poussée | Conditions contraignantes |
|---|---|---|---|
| Arme à feu, artillerie à poudre | Contré | Recherché | Confinement, résistance de l’enveloppe |
| Pot à feu | Recherché | Recherché | Confinement important, résistance de l’enveloppe |
| Démolition | Recherché | Recherché | Contrôle de la direction de l’explosion |
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