Poudre à canon

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Poudre noire.

On nomme poudre à canon, ou poudre noire (chinois  : 火药 pinyin  : huǒyào, littéralement « médicament à feu »), un mélange déflagrant de salpêtre (du latin salpetrae signifiant « sel de pierre »), de soufre et de charbon de bois.

Histoire

Certaines sources situent l'invention de la poudre noire durant la dynastie Han (206 av. J.-C. à 220 ap. J.-C), mais la plupart des historiens pensent que la poudre à canon fut inventée en Chine vers le VII^e siècle, durant la Dynastie Tang (618-907).

Au milieu de la dynastie Xixian, vers 1044, il est conseillé d'éviter ce type de mélange qui risque d'exploser. Le Wujing Zongyao (Principes généraux du Classique de la guerre) donne une méthode de fabrication de grenades à poudre noire, dont l'effet principal semble encore être le bruit. Au Xe siècle, apparaissent les premières lances à feu, au départ de simples tubes de bambou contenant de la poudre noire et un projectile, dispositif fixé sur une lance chinoise (Qiang). Il semble qu'aux alentours de 1130, des tubes de bambou remplis de poudre noire servirent de lance-flammes.

Les techniques de fabrication de la poudre auraient été transmises au monde arabo-perse entre le VIII^e siècle et le IX^e siècle, car des échanges de techniques d'alchimie existaient déjà entre le monde musulman et le monde chinois. Cependant son usage « connu » semble plutôt dater du XIII^e siècle, avec des mentions écrites de composition à base de salpêtre, lors des guerres entre la dynastie Yuan et les pays musulmans d'Asie centrale. On a longtemps dit que la poudre noire était arrivée en Europe au milieu du XIII^e siècle par l'intermédiaire de la civilisation islamique (et parfois, au mépris des attestations historiques, que Marco Polo l'avait rapportée de son voyage en Extrême-Orient^{[réf. nécessaire]}) ; en fait, il semble que les Mongols aient joué un rôle déterminant.

À partir du XIV^e siècle, la poudre noire est utilisée pour animer les spectacles équestres du Maghreb organisés par les tribus marocaines.

Roger Bacon et Albert le Grand en mentionnent la recette, en s'inspirant de celle donnée par Marcus Grœcus dans son manuscrit Liber ignium ad comburandos hostes (1230)^[1], mais le but en reste incendiaire. Selon d'autres sources, le moine allemand Berthold Schwarz est considéré comme celui qui redécouvrit ses secrets en Occident. Ibn Khaldoun mentionne un usage de la poudre pour l'artillerie en 1273 au siège de Sidjilmesa. Les premières armes à feu utilisables apparaissent environ cinquante ans plus tard.

En 1829, Samuel Colt fut le premier à faire détoner une charge de poudre sous l'action d'un courant électrique.

Poudre sans fumée

En 1886 est inventée la poudre pyroxylée, qui ne dégage aucune fumée et peu de résidus lors de sa combustion. Cette poudre est aujourd'hui utilisée dans toutes les armes contemporaines, car la quasi-absence de résidus ne les encrasse pas.

Aspects chimiques

Au XIV^e siècle et XV^e siècle, la composition était (en masses) : 6 parties de salpêtre (75 %) pour une partie de soufre (12,5 %) et une partie de carbone sous forme de charbon de bois (12,5 %). Mais ultérieurement, on trouve des compositions variables selon les usages.

Par exemple (pourcentages massiques) :

• 30 % de charbon, 30 % de soufre, 40 % de salpêtre pour la poudre de mine (lente),
• ou bien 12 % de charbon, 10 % de soufre, 78 % de salpêtre pour la poudre de chasse,
• ou encore 15 % de charbon, 10 % de soufre, 75 % de salpêtre pour la poudre dite de guerre f3.
• ou encore 33 % de charbon, 33 % de soufre, 33 % de salpêtre pour la poudre au tir sportif.

Dans les pièces d'artifices, on trouve généralement la composition (15 %, 10 %, 75 %). Cette poudre est un mélange de deux éléments très combustibles (le soufre et le charbon), avec un corps très oxydant : le salpêtre. La qualité de la poudre est due en grande partie au charbon utilisé. Il provient du bois d'arbres tels que le peuplier, l'aulne ou le tilleul et, par distillation à 350 °C, on obtient du charbon noir (poudre de guerre), tandis que la distillation à 300 °C donne du charbon roux (poudre de chasse).

Pour que la combustion se déroule efficacement, les trois composants doivent être moulus en poudres fines et mélangés de façon très homogène. Pour ces deux opérations délicates, on utilise souvent un moulin à billes que l'on peut isoler dans un endroit sûr afin de limiter les dégâts en cas d'explosion imprévue.

La poudre noire craint beaucoup l'humidité, contrairement à ses descendantes modernes (poudres pyroxylées).

La poudre noire, contenant du salpêtre, a un goût salé en raison de ce constituant (nitrate de potassium KNO₃). Pendant les différents conflits européens de la fin du XVIII^e et du début du XIX^e siècle, les soldats utilisaient de la poudre noire pour assaisonner et conserver leurs aliments lorsque le sel venait à manquer. Le salpêtre est encore utilisé de nos jours comme conservateur (on en trouve dans la charcuterie par exemple).

La combustion se compose d'une suite de réactions chimiques^{[Lesquelles ?]}. L'équation de la combustion de la poudre à canon est la suivante : 2 KNO₃ + 3 C + ¹/₈ S₈ → K₂S + 3 CO₂ + N₂. Deux molécules de nitrate de potassium réagissent avec trois atomes de carbone et un atome de soufre. La réaction libère beaucoup de gaz, ce qui explique que la poudre soit explosive. Les résidus solides sont appelés "calamine".

Aspects physiques

Parmi les avantages de la poudre noire, notons qu'elle est peu onéreuse, stable et qu'une faible quantité d'énergie en provoque la combustion. Ainsi, peut-on l'enflammer à l'aide d'une flamme, d'une friction, d'une étincelle, ou même d'un laser. Il en résulte que sa manipulation est dangereuse. Elle produit :

• d'abondants résidus solides, surtout composés de sulfure de potassium, abusivement nommée calamine, qui encrassent les armes. C'est l'une des raisons pour lesquelles une arme à feu ancienne présente un fort calibre qui augmente la tolérance donc réduit la fréquence des nettoyages nécessaires.
• de la fumée, gênant la visée lors des tirs répétés si le vent ne la chasse pas

Pour ces raisons on lui préfère aujourd'hui la poudre sans fumée.

Au cours du XIX^e siècle, les chimistes mirent au point un procédé permettant d'obtenir de la poudre noire en grains, dont la taille peut être modulée selon l'usage prévu : plus les grains sont petits, plus la poudre obtenue est dite « vive », c'est-à-dire qu'elle présente une vitesse de combustion élevée. Ce conditionnement permet également de mieux conserver et de mieux doser la poudre noire.

Aspects thermodynamiques

La poudre noire contient à la fois un combustible et un comburant. Le comburant est le salpêtre qui libère de l'oxygène au cours de la réaction, venant oxyder les combustibles (soufre et carbone).

Stable à température ambiante, un petit apport d'énergie localisé suffit à amorcer la réaction.

Du fait de sa vitesse de combustion à l'air libre, on dit que la poudre noire « déflagre », ce qui signifie que l'onde de combustion (front de flamme) se déplace moins vite que les gaz générés, ne produisant donc pas d'onde de choc. Placée dans un endroit confiné qui permet une élévation de la pression des gaz, elle détone (génération d'une onde de choc) et produit un effet de souffle assez important en raison du volume de gaz produit.

Considérée comme un explosif à effet de souffle, par opposition aux explosifs à effet brisant, elle a longtemps été utilisée à cette fin.

La température de la réaction est assez élevée (plus de 2 000 K) mais reste nettement inférieure à celle obtenue avec des explosifs modernes (TNT, dynamite, poudres pyroxylées), limitant les risques de brûlures. L'ajout de certains composés chimiques ou de corps simples (particules métalliques, oxydes, etc.) permet de modifier la couleur de la flamme obtenue pour les feux d'artifice par exemple. La fumée dégagée par la réaction chimique est blanche, assez dense, en raison de nombreuses particules issues de la combustion.

Granulation

La poudre noire se trouve en plusieurs granulations :
1f ou Fg
La plus grosse granulation. Utilisée anciennement pour les gros calibres.
2f ou FFg ou (Mousquet Tir - grise grains anguleux 0,6-1,2mm)
De granulation plus fine que la 1f, utilisée pour les armes de calibre .50 et les fusils à canons juxtaposés de calibre.10 et.12.
3f ou FFFg ou (PNF2 - noire brillante grains anguleux 0,25-0,70mm)
Granulation la plus courante. Utilisée pour les calibres .31 .36 et .44.
4f ou FFFFg ou (PNF4 - noire brillante grains anguleux 0,1-0,25mm)
Granulation la plus fine, conseillée pour pistolets et revolvers de calibre 31 à 36 maxi., et pour amorcer les armes à silex.

Risques et dangers

La fabrication, le stockage, le transport et la manipulation de poudre à canon ont été source de nombreux accidents.
En outre, la poudre à canon sous forme aggloméré assure de mauvais groupements et engendre des risques supplémentaires lors de l'utilisation.

Une boite de poudre noire de type PNF2

Législation

La poudre noire est vendue exclusivement en armurerie pour les particuliers. Les quantités admises à la vente sont limitées et c'est la SNPE qui fournit le marché allemand. Vendue dans des bidons de bois contenant 500 g ou 1 kg de poudre, son utilisation est très réglementée. La loi n'autorise pas de posséder plus de 2 kg chez soi. En France, les lois sont similaires, vendue en bidon généralement en plastique (antistatique), les quantités sont similaires à l'Allemagne.

Catégories de poudre noire

Les tireurs utilisant la poudre noire en Allemagne utilisent deux types de poudre : l'« allemande » et la « suisse ». La poudre noire allemande (PNA) est réputée moins intéressante pour le tir que la poudre noire suisse « Poudrerie d'Aubonne (Vaud) », mieux dosée et plus régulière.

En France, les tireurs utilisent également deux types de poudre : la « française » et la « suisse ». Les poudres noires françaises (PNF1, PNF2 et PNF4P) sont différentes des poudres noires suisses, en dosage et en granulométrie, à l'usage. La poudre suisse « Poudrerie d'Aubonne (Vaud) » est moins salissantes (moins de résidu) et légèrement plus puissante (moins de salepêtre (26 %), plus de charbon de pin (37 %) et de souffre (37 %))^{[réf. souhaitée]}

Notes et références

Voir aussi

Bibliographie

• Anne Robert Jacques (1727-1781) Turgot, Œuvres, t. second, Bibliothèques nationale de France (BNF Gallica),‎ 1995.
• Michel Rival, Grandes Inventions de l'humanité, Paris, Larousse,‎ 2005.

Articles connexes

• Poudre pyroxylée
• Explosif
• Munition
• Poudrerie
• Poudrière
• Société nationale des poudres et explosifs

Liens externes

• La ferme des poudres et salpêtres création et approvisionnement en poudre en France (1664 – 1765) sur le site Stratisc.org
• Extrait de l'arrêt du Conseil d'État, qui convertit en une régie, pour le compte du roi, le bail des poudres passé à Alexis Demont le 16 juin 1772. (Mai 1775 (page 418))
• Extrait du résultat du Conseil du roi, contenant règlement pour l'exploitation de la régie des poudres et salpêtres. (Mai 1775.) (page 419)

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