poudre à canon

Chimie

2022

Nous expliquons ce qu'est la poudre à canon, comment elle a été inventée et les conséquences qu'elle a eues. Les types de poudre à canon, la composition et les utilisations.

La poudre à canon est le premier explosif connu de l'histoire.

Qu'est-ce que la poudre à canon ?

La poudre à canon est un mélange de substances aux propriétés déflagrantes. La déflagration est un type de combustion rapide (oxydation rapide) qui produit une flamme, qui se propage lentement (mais plus rapidement que dans la combustion ordinaire) par diffusion thermique (phénomène qui consiste en la mouvement à partir de particules en raison de la variation de la Température).

La déflagration est une explosion subsonique, qui se développe à une vitesse inférieure à celle de la sonner (343,2 m/s). D'autre part, il existe des explosions supersoniques (détonations), qui génèrent une onde expansive, c'est-à-dire une onde de pression qui se déplace plus vite que le son et laisse un décalage de réactions chimiques.

Il existe différents types de poudre à canon, mais généralement par ce nom, nous nous référons à la poudre noire, le premier explosif connu au monde. l'histoire. Il existe aujourd'hui d'autres formes dotées d'une faible production de fumée et de performances supérieures, car le type de réactions chimiques à partir de la combustion qui les caractérisent.

Invention de la poudre à canon

Paradoxalement, la poudre à canon a été inventée en Chine, mais comme une conséquence accidentelle de la recherche par les taoïstes d'une potion d'immortalité. Diverses théories sur la combustion du salpêtre (mélange de nitrate de potassium (KNO3) et de nitrate de sodium (NaNO3)) et sur le soufre dans les textes Alchimie chinoise de 492 après JC. C. les a proposées comme éventuelle substances purifiant (d'où son nom : pinyin, « Médecine du feu »), même si ce sont ses propriétés incendiaires qui ont vraiment fait la différence.

Dans leur combat contre les Mongols, les troupes chinoises ont brandi des armes à feu : des roquettes, des bombes et des lance-flammes primitifs, dont beaucoup sont passés entre les mains des Mongols victorieux et finalement d'autres peuples du Moyen-Orient et d'ailleurs. L'Europe . La première bataille au cours de laquelle les peuples occidentaux ont affronté une armée mongole portant des armes à feu a été la bataille de Mohi au cours de laquelle le royaume de Hongrie a été vaincu par les envahisseurs tatars et mongols.

Conséquences de la découverte de la poudre à canon

Le premier canon de l'histoire a été utilisé par les Mamelouks ottomans en 1260.

La découverte de la poudre à canon allait changer à jamais les arts militaires de la être humain, donnant au monde un nouvel équilibre de pouvoir, car les troupes armées de poudre à canon étaient bien plus efficaces que celles munies d'armes de mêlée, et possédaient une capacité de dégâts bien supérieure à celle des flèches, lances et autres armes de jet.

En effet, l'utilisation de la poudre à canon et des explosifs a permis l'apparition d'une toute nouvelle gamme d'outils de guerrecomprenant des canons, des escouades de démolition, des bombes, des mines et un arsenal gigantesque et diversifié de fusils et de pistolets. Par exemple, le premier canon de l'histoire a été utilisé par les Mamelouks ottomans lors de la bataille d'Ain Jalut en 1260.

Types de poudre à canon

On peut identifier les types de poudre à canon suivants :

  • Poudre noire. C'est la plus ancienne et la première à avoir été inventée. En général, lorsqu'on parle de poudre à canon, il s'agit de poudre noire. Il a une réaction rapide et puissante et il produit beaucoup de fumée. Après avoir réagi, il a laissé beaucoup de résidus dans les tuyaux des armes à feu, ce qui a causé une détérioration.
  • Poudre brune. Inventé en 1880 à partir de l'utilisation de charbon rouge et d'une plus grande quantité de salpêtre, il obtenait une combustion plus lente et avec moins de résidus corrosifs. Cependant, il n'a jamais été beaucoup utilisé car la poudre blanche est sortie peu de temps après.
  • Poudre blanche. Aussi appelée poudre à canon sans fumée ou poudre à canon pyroxylée, elle contient principalement des composants gazeux résultant de la combustion (un produit de la nitrocellulose), elle ne laisse donc pas la même quantité de résidus que la poudre noire. Pour cette raison, il le remplaçait dans les armes à feu. Quand vous dites poudre sans fumée, cela ne veut pas dire qu'absolument aucune fumée n'est produite lors de l'explosion, mais c'est beaucoup moins qu'en utilisant de la poudre noire.
  • Poudre éclair. Récemment inventé, il a été créé pour générer le lumière nécessaire pour La photographie primitive (d'où son nom), car elle contient des additifs d'aluminium qui, lors de la combustion, s'oxydent et génèrent plus de lumière.

Composition chimique de la poudre à canon

La composition de la poudre à canon varie selon le type de poudre à canon en question. De plus, la composition de la poudre à canon varie souvent aussi selon le pays où elle est fabriquée, c'est-à-dire qu'un même type de poudre à canon peut avoir différentes proportions de ses composants, bien qu'étant les mêmes, selon le pays qui l'a fabriqué. Ainsi, les compositions les plus populaires de différents types de poudre à canon sont :

Poudre noire : 75 % nitrate de potassium, 15 % carbone et 10 % soufre.

Poudre brune ou brune : 78 % salpêtre, 19 % carbone rouge et 39 % soufre.

Poudre blanche (poudre sans fumée). Il est composé de substances très énergétiques, principalement de la nitrocellulose ou de la nitrocellulose mélangée à de la nitroglycérine. Il existe de nombreux types :

  • Socle simple. Composé de nitrocellulose
  • Base double. Composé de nitrocellulose et de nitroglycérine.
  • Base triple. Composé de nitrocellulose, nitroglycérine et nitroguanidine.

Poudre éclair. L'une de ses variantes les plus courantes est composée de perchlorate ou permanganate de potassium et d'aluminium en poudre.

Utilisations de la poudre à canon

Avec la poudre à canon, vous pouvez fabriquer des munitions pour armes à feu.

La poudre à canon est actuellement utilisée pour :

  • Fabriquer des munitions pour armes à feu, artillerie, bombes, mines et autres instruments à caractère guerrier.
  • Fabriquer des feux d'artifice (feux d'artifice) à des fins festives et décoratives.
  • Fabriquer des détonateurs et autres instruments pour la démolition contrôlée de bâtiments et structure.

Importance de la poudre à canon

La poudre à canon a révolutionné le monde. Cela a déclenché une nouvelle ère de guerre avec les armes à feu, changeant à jamais la façon dont nous comprenons les armes à feu. guerre. De plus, elle a permis la naissance de l'étude des explosifs, qui au-delà de ses objectifs militaires immédiats, ont servi, par exemple, à nourrir l'industrie aéronautique.

Fabrication de poudre à canon

La combustion de la poudre à canon dépend directement de la taille de sa granulation.

Pour fabriquer de la poudre à canon, les ingrédients (salpêtre, charbon et soufre) doivent être broyés et mélangés uniformément, selon un procédé qui était autrefois fait à la main, mais qui pouvait plus tard être mécanisé à l'aide de presses mues par L'eau, par exemple. Les ingrédients doivent être broyés en une poudre plus ou moins fine, puisque sa combustion dépend directement de la taille de sa granulation.

Les processus, les méthodes de fabrication et de manipulation de la poudre à canon changeaient au fur et à mesure que l'on en achetait. connaissance à propos de ce mélange. Par exemple, au départ, le mélange était transporté du lieu où il était fabriqué jusqu'au lieu où il devait être utilisé, ce qui était très dangereux en raison de la risque d'explosion par des coups ou des changements de température. Mais plus tard, ils ont commencé à transporter les composants séparément et ils ont été mélangés à l'endroit où le mélange devait être utilisé (poudre à canon).

Un autre problème était la taille des grains obtenus dans le processus de broyage. Au départ, les grains étaient très fins, ce qui les rendait très unis dans le mélange (empilés comme c'est le cas avec la poussière de farine par exemple). Cela n'a pas suffi air entre les grains, car la vitesse de combustion était lente et irrégulière.

Pour résoudre ce problème, de l'eau a été ajoutée au mélange afin d'obtenir une pâte homogène qui a ensuite été séchée et découpée en grains de différentes tailles. Ensuite, à l'aide d'un tamis, les grains ont été séparés selon leurs différentes tailles. Les grains les plus petits étaient utilisés pour les armes de plus petit calibre (car la combustion est plus rapide) et les plus gros pour les armes de plus gros calibre (comme les canons).

La poudre noire, par exemple, était consommée trop rapidement dans les armes européennes des XVe et XVIe siècles, une autre raison pour laquelle elle a commencé à être fabriquée en grains uniformes mais plus gros.

Les poudres à canon actuelles sont fabriquées à partir de nitrocellulose (monobasique) ou de nitrocellulose et de nitroglycérine (bibasique), ce qui nécessite l'azotation de la cellulose végétale et son traitement avec solvants jusqu'à l'obtention d'une feuille mince qui est ensuite coupée en petits morceaux qui sont ensuite séchés et préparés pour la combustion.

Risques liés à la poudre à canon

La poudre à canon, malgré ses utilisations pyrotechniques, est une matière dangereuse. Sa combustion, selon la taille de ses grains, peut se produire par étincelle, par friction ou par percussion, ce qui nécessite une manipulation soigneuse, surtout en grande quantité. Les explosions de poudre à canon peuvent causer des blessures, décès et les dommages matériels, notamment lorsqu'ils surviennent de manière incontrôlée.

De plus, de nombreux composants sous-produits de la combustion sont de nature polluante, de sorte que l'abus de poudre à canon peut influencer l'apparition de pluies acides ou détériorer la qualité de l'air.

Les feux d'artifice

La pyrotechnie a été inventée par les Chinois à des fins pacifiques.

La pyrotechnie est aussi une invention des Chinois, qui utilisaient la poudre à canon à des fins pacifiques, pour le divertissement, jusqu'à ce qu'ils soient contraints d'inventer des armes à feu pour repousser les envahisseurs mongols. Même aujourd'hui, la poudre à canon est utilisée à ces fins, en particulier à des dates importantes, telles que la fin de l'année.

Les dispositifs pyrotechniques sont généralement composés d'un mélange de poudre à canon et d'autres substances qui sont responsables de la production de certaines couleurs, bruits et fumées. Par exemple, dans les feux d'artifice, le couleurs Ils sont produits par la présence de sels qui, selon le cation qu'ils contiennent, auront une certaine couleur :

  • Jaune. Sels de sodium (Na).
  • Orange. Sels de fer (Fe).
  • Vert. Sels de cuivre (Cu).
  • Rouge. Sels de strontium (Sr).
  • Blanc. Sels d'aluminium (Al) et de magnésium (Mg).
  • Pomme verte. Sels de baryum (Ba).
  • Rouge doux. Sels de lithium (Li).

Cependant, il existe également des formes spécialisées de pyrotechnie, comme les fusées éclairantes utilisées dans les missions de sauvetage ou de signalisation, ainsi que dans la lutte contre la grêle ou dans l'éclairage de certains espaces.

Armes à feu

L'invention des armes à feu n'aurait pas été possible sans la découverte de la poudre à canon, et elle remonte aux dynasties chinoises des Xe et XIe siècles, qui ont adapté des tuyaux de bambou renforcés de fer pour le tir. pièces de métal aux envahisseurs mongols. Auparavant, ils avaient déjà développé un nombre important d'armes similaires, telles que des bombes, des roquettes et des lance-flammes.

Les armes à feu sont arrivées en Occident au cours des siècles suivants et ont fourni nations Les Européens ont l'avantage sur les autres peuples ennemis, comme c'est le cas de l'invasion de Amérique durant le XVe siècle. Depuis lors, son développement et son amélioration n'ont pas cessé, pas plus que son utilisation dans la guerre à travers le monde.

De plus, ils sont utilisés à la chasse, car cela facilite le travail et permet une plus grande distance de tir, et en disciplines sports de tir à la cible.

Il ne doit pas y avoir dans l'histoire de l'humanité une invention aussi mortelle que les armes à feu.

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