Explosif
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Un explosif est défini par un mélange de corps susceptibles lors de leur transformation, de dégager en un temps très court, un grand volume de gaz porté à haute température, ce qui constitue une explosion.
Histoire
La poudre à canon, seul explosif connu jusqu'au XVIIIe siècle, contenait du salpêtre, du soufre et du charbon de bois. En 1846, on utilisa le fulmicoton, de la nitrocellulose stabilisée synthétisée par Christian Schönbein.
Classification
De l'explosion résulte la création d'un front d'onde de pression. La vitesse de ce front d'onde détermine la classification des explosifs.
Il existe deux grands groupes d'explosifs :
- les poudres (régime de déflagration) ;
- les explosifs brisants (régime de détonation).
La différence entre les régimes de déflagration et de détonation n'est pas toujours simple. Selon les conditions d'utilisation, un explosif normalement déflagrant peut détoner, et un explosif normalement détonant peut déflagrer. Les poudres sont conçues pour un régime de déflagration, c’est-à-dire une onde subsonique (de 10 à 400 m·s−1). Les explosifs progressifs se situent entre les poudres et les brisants. Ils suivent le régime de détonation supersonique (de 2 000 à 3 500 m·s−1). Les explosifs brisants détonent également (de 4 000 à 9 000 m·s−1).
Les explosifs peuvent aussi être utilisés pour la propulsion de projectiles ou fusées sous forme de poudre ou propergol. Le régime est alors la combustion qui doit être très bien maîtrisée (exemple, les 2 boosters à poudre de chaque côté de la fusée Ariane).
Explosif déflagrant
Un explosif soufflant est un explosif qui provoque lors de son explosion une pression dans les directions de moindre résistance. Si on place une petite charge d'explosif soufflant sur un mur, lors de l'explosion la pression va s'appliquer à l'opposé du mur, le mur restera intact. Au contraire, si on avait placé une charge d'explosif brisant, le mur aurait été endommagé ou perforé.
- La poudre noire, surtout utilisée pour les canons d'autrefois, les feux d'artifices et les pétards.
- La poudre blanche (nitrocellulose), utilisée aussi dans certains propulseurs à réaction.
- Les mélanges « faciles à réaliser » : mélanges à base de produits courants comme le fuel, engrais ou lessive sont parfois utilisés par des terroristes pour perpétrer des attentats.
Explosif brisant
Un explosif brisant est un explosif qui applique, lors de son explosion, une pression sur la zone la plus résistante. Un exemple simple : si on place une petite charge d'explosif brisant sur un mur, lors de l'explosion la pression va s'appliquer sur le mur et provoquer la perforation du mur. Au contraire, si on avait placé une charge d'explosif soufflant, le mur n'aurait pas été perforé, mais il y aurait eu un fort effet de souffle dans la direction opposée au mur.
Les explosifs brisants ont une vitesse de détonation qui dépasse 6 050 m/s. Le plus puissant connu (l'octanitrocubane) atteint la vitesse de détonation de 10 100 m/s. On peut citer parmi eux les groupes -nitros et nitrates, les peroxydes organiques, les chlorates et les perchlorates, les halogénures d'azote, les azotures et les fulminates.
Ils sont généralement utilisés dans le domaine militaire ou dans le bâtiment. Pour la pyrotechnie, on préférera les explosifs déflagrants, car les brisants sont trop complexes à manipuler. De plus, ils sont souvent très toxiques et même parfois cancérigènes.
En génie civil, la nitroglycérine, trop instable, est inutilisable sous sa forme liquide courante. Celle-ci a son utilisation la plus répandue en médecine, car c'est un puissant vaso-dilatateur. On lui préfère le plus souvent la dynamite, qui est de la nitroglycérine stabilisée par ajout d'un stabilisant (le plus souvent de la cellulose). Au XXIe siècle, les explosifs dits plastiques, composés d'explosif et de gélatinisant (afin de « flegmatiser » la matière active), sont les plus utilisés.
En génie militaire, plusieurs explosifs sont utilisés :
- La mélinite pure (connue sous le nom d'acide picrique ou bien encore de 2,4,6-trinitrophénol) n'est plus utilisée de nos jours, mais sert d'étalon pour donner le coefficient d'utilisation pratique (CUP) d'un explosif, mesurant sa puissance.
- Le TNT ou trinitrotoluène a été largement utilisé pendant la Seconde Guerre mondiale.
- L'hexolite ou RDX, dont la composition C-4 est un dérivé.
- L'octolite (usage militaire exclusif) est dans les années 1980 l’explosif le plus puissant.
- La donarite (nom commercial, de l'allemand Donner, « tonnerre ») est un explosif contenant 70 à 80 % de nitrate d'ammonium, 15 à 25 % trinitrotoluène, et 5 % de nitroglycérine[1]. Sa vitesse de détonation est de 4 100 m/s. Utilisé par le génie militaire de la Wehrmacht, il est toujours employé dans l'exploitation minière.
- Le tetrytol.
De la poudre d'aluminium est parfois ajoutée au TNT pour augmenter la puissance du souffle (ex : ammonal).
Formation et réglementation
Pour des raisons de sécurité des utilisateurs et de lutte contre le terrorisme, la mise en œuvre d'explosifs nécessite de suivre une formation et de respecter la réglementation en vigueur dans le pays[2],[3],[4].
Il faut disposer d'autorisations et être titulaire d'un permis ou d'un certificat. Ces diplômes se préparent lors d'une formation par un organisme agréé. Ils sont obtenus après réussite à un examen.
Il est en général interdit de fabriquer des explosifs. On peut se procurer ces derniers auprès de fabricants qui ne commercialisent que des produits ayant reçu un agrément technique[5],[6].
L'utilisateur devra aussi respecter les règles concernant le transport et le stockage des explosifs.
Par ailleurs, le code pénal français propose une peine de trois ans d'emprisonnement et 45 000 euros d'amende pour diffusion à un public non professionnel de modes de fabrication d'engins explosifs. La peine peut aller jusqu'à cinq ans d'emprisonnement et 75 000 euros, lorsque la diffusion de cette information circule sur un média de type Internet[7].
Risques et dangers pour l'environnement ou la santé
Les explosifs agréés sont des produits sûrs, mais peuvent présenter des dangers si les consignes de sécurité ne sont pas respectées lors de leur utilisation :
- activation accidentelle d'éléments sensibles comme les détonateurs à la suite d'un choc, d'une perturbation électromagnétique
- certains composants de certains explosifs sont toxiques, et peuvent être source d'intoxication due aux gaz dégagés par l'explosif dans un milieu mal ventilé
- intoxication par contact avec la peau en manipulant les produits
- périmètre de sécurité non respecté
- projection ou déstabilisation de roches et autres matériaux
- incident lors d'un tir nécessitant une intervention de l'artificier sur un dispositif endommagé
- effet cancérigène ou de perturbateur endocrinien, pour certains explosifs (perchlorates par exemple)
- eutrophisation, ou dystrophisation induite par les explosifs riches en azote quand ils sont solubilisés dans l'eau (y compris pour des explosifs modernes très stables dans l'air et réputés peu agressifs envers l'environnement car photodégradables), ou partiellement biodégradables, tels que le FOX-12 (N-guanylurea-dinitramide) ; ce dernier libère dans l'eau une grande quantité d'azote, dont sous forme d'ion nitrate (NO3-)[8],[9].
Remarque : les explosifs primaires comme les poudres sont tellement sensibles qu'ils peuvent réagir avec la seule électricité statique générée par le corps humain ou par frottements.
Dangers spécifiques des explosifs faits maison
Les feux d'artifices, explosifs faits maison, ou engin explosif improvisé (EEI), peuvent présenter des dangers pour l'utilisateur lors de leur fabrication, leur transport ou leur utilisation. Certains mélanges sont instables, ils détonent ou s'enflamment spontanément à des températures basses (40 °C), ou lors d'un faible choc, ou après un certain laps de temps. L'opérateur peut être blessé (main arrachée, brûlures, œil crevé, perte de l'audition, intoxication, eviscération partielle) ou tué. Ces engins ou mélanges peuvent provoquer des blessures à d'autres personnes et causer des dégâts matériels importants (parois et vitres soufflées, incendie).
Détection
Des détecteurs électroniques sont peu à peu mis au point, mais on a beaucoup utilisé et on utilise encore le flair de certains animaux comme les chiens, capables de détecter des soupçons de certains produits sous forme d'explosif préparé ou même sous forme de composant primaire (mercure, Baryum, Chlorates…) non sans risque parfois pour leur santé[10]
Plusieurs méthodes (dont par analyse chimique et/ou signature isotopique) permettent de détecter la provenance de certains explosifs ou de leurs composants, dans le cadre d'enquêtes par exemple[11].
Notes et références
- ↑ D'après U.S. Bureau of Mines, Dictionary of Mining, Mineral, and Related Terms, , CD-ROM.
- ↑ En Suisse : Loi fédérale sur les substances explosibles 941.41
- ↑ En France : Décret relatif au marquage, à l'acquisition, à la livraison, à la détention, au transport et à l'emploi des produits explosifs
- ↑ Au Canada : Loi sur les explosifs (L.R., 1985, ch. E-17)
- ↑ Emploi des explosifs, guide pratique (décret du 27 mars 1987) - Édition janvier 1995, p. 12.
- ↑ En France : Loi Perben II Art. 322-6-1
- ↑ Mort d'un étudiant qui avait fabriqué un engin explosif grâce à Internet - Société, Le Monde.fr
- ↑ Perreault N, Halasz A, Thiboutot S, Ampleman G, Hawari J. (2013), A joint Photo-Microbial Process for the Degradation of the Insensitive Munition FOX-12 (N-guanylurea-dinitramide) ; Environ Sci Technol. 2013-04-17 résumé
- ↑ H Östmark, U Bemm, H Bergman, A Langlet (2002), N-guanylurea-dinitramide: a new energetic material with low sensitivity for propellants and explosives applications ; ENERGETIC MATERIALS ; Thermochimica Acta Volume 384, Issues 1–2, 25 February 2002, Pages 253–259 ; Energetic Materials Department, Swedish Defence Research Agency, FOI, SE-172 90 Stockholm, Sweden ; http://dx.doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00800-0 (résumé)
- ↑ Patti Gahagan, Tina Wismer, Toxicology of Explosives and Fireworks in Small Animals ; résumé.
- ↑ David Widory, Jean-Jacques Minet, Martine Barbe-Leborgne, Sourcing explosives: A multi-isotope approach ; Special Issue: Forensic application of isotope ratio mass spectrometry (IRMS) ; Science & Justice Volume 49, Issue 2, June 2009, Pages 62–72
Articles connexes
- Explosion
- Déflagration
- Détonation
- Séquelle de guerre
- Munition
- Toxicité des munitions
- Risque pyrotechnique
- Fire in the hole, expression anglaise utilisée aux États-Unis pour avertir de l'imminence d'une détonation explosive dans un espace confiné.
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