Faits et histoire de la poudre à canon

Poudre à canon ou poudre noire est d'une grande importance historique en chimie. Bien qu'il puisse exploser, son utilisation principale est comme propulseur. La poudre à canon a été inventée par les alchimistes chinois au 9ème siècle. À l'origine, il était fabriqué en mélangeant du soufre élémentaire, du charbon de bois et du salpêtre (nitrate de potassium). Le charbon de bois provenait traditionnellement du saule, mais la vigne, le noisetier, le sureau, le laurier et les pommes de pin ont tous été utilisés. Le charbon de bois n'est pas le seul combustible pouvant être utilisé. Le sucre est utilisé à la place dans de nombreuses applications pyrotechniques.

Lorsque les ingrédients ont été soigneusement broyés ensemble, le résultat final a été une poudre appelée «serpentine». Les ingrédients avaient tendance à nécessiter un remixage avant utilisation, donc la fabrication de poudre à canon était très dangereuse. Les personnes qui fabriquaient de la poudre à canon ajoutaient parfois de l'eau, du vin ou un autre liquide pour réduire ce risque, car une seule étincelle pouvait provoquer un incendie enfumé. Une fois que la serpentine a été mélangée avec un liquide, elle pouvait être poussée à travers un tamis pour faire de petites boulettes, qui étaient ensuite laissées sécher.

Comment fonctionne la poudre à canon

Pour résumer, la poudre noire est constituée d'un combustible (charbon de bois ou sucre) et d'un oxydant (salpêtre ou nitre), et de soufre, pour permettre une réaction stable. Le carbone du charbon de bois plus l'oxygène forme du dioxyde de carbone et de l'énergie. La réaction serait lente, comme un feu de bois, à l'exception de l'agent oxydant. Le carbone dans un incendie doit aspirer l'oxygène de l'air. Le salpêtre fournit de l'oxygène supplémentaire. Le nitrate de potassium, le soufre et le carbone réagissent ensemble pour former des gaz d'azote et de dioxyde de carbone et du sulfure de potassium. Les gaz en expansion, l'azote et le dioxyde de carbone, fournissent l'action propulsive.

La poudre à canon a tendance à produire beaucoup de fumée, ce qui peut nuire à la vision sur un champ de bataille ou réduire la visibilité des feux d'artifice. La modification du rapport des ingrédients affecte la vitesse à laquelle la poudre à canon brûle et la quantité de fumée produite.

Différence entre la poudre à canon et la poudre noire

Alors que la poudre noire et la poudre à canon traditionnelle peuvent toutes deux être utilisées dans les armes à feu, le terme «poudre noire» a été introduit à la fin du XIXe siècle aux États-Unis pour distinguer les nouvelles formulations de la poudre à canon traditionnelle. La poudre noire produit moins de fumée que la formule originale de poudre à canon. Il convient de noter que la poudre noire au début était en fait blanc cassé ou beige, pas noire!

Charbon de bois versus carbone en poudre à canon

Le carbone amorphe pur n'est pas utilisé dans la poudre noire. Le charbon de bois, bien qu'il contienne du carbone, contient également de la cellulose provenant d'une combustion incomplète du bois. Cela donne au charbon de bois une température d'inflammation relativement basse. La poudre noire en carbone pur brûlerait à peine.

Composition de poudre à canon

Il n'y a pas de "recette" unique pour la poudre à canon. En effet, la variation du rapport des ingrédients produit des effets différents. La poudre utilisée dans les armes à feu doit brûler rapidement pour accélérer rapidement un projectile. Une formulation utilisée comme propulseur de fusée, d'autre part, doit brûler plus lentement car elle accélère un corps sur une longue période de temps. Les canons, comme les fusées, utilisent une poudre avec un taux de combustion plus lent.

En 1879, les Français préparent la poudre à canon en utilisant 75% de salpêtre, 12,5% de soufre et 12,5% de charbon de bois. La même année, les Anglais utilisaient de la poudre à canon composée à 75% de salpêtre, 15% de charbon de bois et 10% de soufre. Une formule de fusée se composait de 62,4% de salpêtre, 23,2% de charbon de bois et 14,4% de soufre.

Invention de poudre à canon

Les historiens pensent que la poudre à canon est originaire de Chine. À l'origine, il était utilisé comme incendiaire. Plus tard, il a trouvé une utilisation comme propulseur et explosif. On ne sait pas exactement quand la poudre à canon est arrivée en Europe. Fondamentalement, cela est dû au fait que les enregistrements décrivant l'utilisation de la poudre à canon sont difficiles à interpréter. Une arme qui produisait de la fumée aurait pu utiliser de la poudre à canon ou aurait pu utiliser une autre formulation. Les formules qui ont été utilisées en Europe correspondent étroitement à celles utilisées en Chine, suggérant que la technologie a été introduite après qu'elle ait déjà été développée.

Sources

• Agrawal, Jai Prakash (2010). Matériaux à haute énergie: propulseurs, explosifs et pyrotechnie. Wiley-VCH.
• Andrade, Tonio (2016). L'âge de la poudre à canon: la Chine, l'innovation militaire et la montée de l'Occident dans l'histoire du monde. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13597-7.
• Ashford, Bob (2016). "Une nouvelle interprétation des données historiques sur l'industrie de la poudre à canon dans le Devon et les Cornouailles". J. Trevithick Soc. 43: 65-73.
• Partington, J.R. (1999). Une histoire du feu et de la poudre à canon grecs. Baltimore: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-5954-0.
• Urbanski, Tadeusz (1967), Chimie et technologie des explosifs, III. New York: Pergamon Press.