Pyrotechnie
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La pyrotechnie est la science des matériaux du point de vue de leur combustion et de ses effets. C’est également l’art d’utiliser le feu.
Elle trouve une application festive dans les feux d'artifice mais elle est également utilisée pour faire la Guerre.
Elle permet la conception d'engins pyrotechniques, pour le fonctionnement des airbags dans les véhicules ou pour les sièges éjectables dans l’aviation, ils sont également utilisés comme moyen de signalisation lumineux ou sonore en cas de détresse.
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[modifier] Historique
L'usage des fusées a été connu de tout temps en Chine et dans l'Inde, il pénétra au VIIe siècle chez les Grecs byzantins, au XIIIe siècle, chez les Arabes, qui s'en servirent pour lancer le feu grégeois, puis enfin chez les chrétiens occidentaux.
Le plus ancien titre où il en soit fait mention en Occident est de l'année 1379 :
il nous apprend que les Padouans employèrent ces fusées contre la ville de Mestre.
Les Italiens les appelaient rochete, mot que les Français traduisirent par rochette, devenu ensuite roquette, et les Anglais par rocket.
[modifier] Notions de base
- Oxydoréduction : une oxydoréduction est une double réaction chimique, l’oxydation c’est l’oxydant qui capte un électron sur le corps qui s’oxyde et la réduction c’est le réducteur qui cède un électron au corps qui est réduit.
- Combustion : le composé pyrotechnique contient un corps oxydant, en général les nitrates, chlorates ou perchlorates qui libère de l’oxygène, et un corps réducteurs, par exemple le soufre, le carbone, les premiers sont des comburants les seconds des combustibles. En utilisant le principe du triangle de feu, pour provoquer la combustion il faut un troisième élément : le feu. Une fois les trois éléments en présence, la combustion à lieu mais dans le cas des artifices, l’oxygène n’est pas fournit par l’air mais par le mélange lui-même. Ce qui permet de concentrer dans un très petit volume une forte chaleur et une forte pression.
- Vitesse : plus le composé pyrotechnique est homogène et l’espace restreint plus la réaction sera rapide, il faut rajouter l’augmentation de la température et de la pression qui sont deux facteurs d’accélération des réactions chimiques. Pour voir la différence de vitesse il suffit d’allumer de la poudre noire à l’air libre et la même poudre dans un espace clos, par exemple comme dans les pétards, dans le premier cas la poudre va se consumer, dans le second cas elle va exploser.
- Les Couleurs : l’attrait principal des feux d’artifices sont leurs couleurs. Les couleurs perceptibles par l’œil vont d’une longueur d'onde comprise entre 380 nm ( Violet ) et 780 nm ( Rouge ). C’est l’addition dans le mélange pyrotechnique de composés métalliques qui permet la création d’effets lumineux. ( Rouge : Strontium, Violet : Potassium, Bleu : Cuivre ou Zinc, Vert : Baryum, Jaune : Sodium, Blanc : Magnésium, Argent : Titane )
- La Forme : est le deuxième attrait le plus important. En fonction du type d’artifice et de la disposition des pièces d’artifices sur la zone de tir on peut obtenir une multitude d’effets c’est la qu’intervient le savoir faire de l’artificier. Dans les bombes, bombette et comètes c’est la disposition des artifices d’effet dans la charge d’effet qui permet d’obtenir des formes différentes dans le ciel. ( palmier, tournesol, papillon, pivoine )
[modifier] Technique : artifice de divertissement, différents systèmes pyrotechniques
- La Bombe :
Il en existe plusieurs types, les sphériques ou les cylindriques, simples ou à répétitions, elles peuvent être aériennes ou aquatiques.
- La bombe sphérique comme son nom l'indique à la forme d'une sphère posé sur un cone tronqué renversé qui contient la chasse pour la propulsion.
- La bombe cylindrique à la forme d'un cylindre lui aussi posé sur un cone tronqué qui contient la chasse.
- La bombe simple ne comportent qu'un étage alors que la bombe à répétition contient plusieurs étages séparé par des chasses, une chasse pour propulser chaque étage.
- La bombe nautique comporte moins de chasse que la bombe aérienne puisqu'elle est réalisé pour tomber rapidement à l'eau et y exploser contrairement aux bombes aériennes qui sont fabriquées pour exploser en altitude. L'inclinaison du mortier doit être de 45° vers le plan d'eau.(jamais vers le public !!! )
Pour être tirées, les bombes sont inserées dans des tubes appelés Mortier ( en papier, carton, plastique, acier ) qui peuvent être rassemblé entre eux pour réaliser des batteries de mortier.
Le diametre des bombes peut varier entre 30 mm et 1 200 mm, mais en France les plus grosse bombes utilisées varient aux environs de 300 mm. Plus une bombe est grosse plus elle doit exploser en altitude pour étendre ses effets. Plus une bombe est large plus les distances de sécurité sont importantes.
La plus grosse bombe jamais tirée était une bombe de 1200 mm au festival "Katakai-Matsuri" dans la ville de Katakai à Ojiva au japon, deux exemplaires sont lancés les 9 et 10 septembre. Son nom Yonshakudama, son poids 450 Kg, son diamètre 1200 mm. L'effet de la 1ère bombe est un filet d'or suivi de petites fleurs colorées. La seconde offre des multi-bouquets à double changement de couleur. Galerie photo sur http://pyroraph.free.fr/bigbang.htm
Fonctionnement théorique :
1 : Allumage de la mèche rapide.
2 : Allumage de la chasse par la mèche rapide.
3 : Propulsion de la bombe et allumage des espolettes.
4 : Allumage des effets et de la mèche rapide interne par les espolettes , la mèche rapide provoque l'allumage de la charge d'éclatement.
5 : Eclatement de l'artifice qui permet la dispersion des effets pyrotechniques.
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- La Chandelle :
C'est un tube en général en carton dans lequel des bombettes ou comètes sont inserées l'une au dessus de l'autre. D'un diametre variant de 20 à 60 mm, on peut y retrouver les effets équivalent à ceux des bombes. L'allumage du premier étage ( celui qui se trouve au sommet du tube ) provoque l'allumage succésif des étages inférieurs d'une manière synchronisée et automatique. Le nombre de pièces d'artifices présentes dans le tube peut fortement varier en fonction du diamètre et de la hauteur du tube.
Fonctionnement théorique :
1 : Allumage de la mèche lente.
2 : Allumage de la poudre de propulsion sous la première bourre, celle-ci allume l'espolette.
3 : La bombette monte poussée par la bourre et est éjectée hors du tube.
4 : La première espolette enflamme les effets et la mèche rapide qui va faire éclater la bombette.
5 : Pendant ce temps la mèche lente continue de se consummer et allume la poudre sous la deuxième bourre.
6 : La deuxième espolette s'allume et le processus continue jusqu'à la dernière bombette.
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- Le Compact :
Le compact est un assemblage de tube ( sorte d'assemblage de petites batteries de mortiers ) d'un diamètre variant de 15 mm à 150 mm ( maximum en Chine ). Le compact a la forme d'un losange ou d'un rectangle. Il peut comporter de huit tubes à plusieurs centaines, chaque tube ne comportant qu'un coup. Ils partent automatiquement et d'une manière synchronisée aprés l'allumage du premier tube. Chacun des tubes contient au fond de la poudre qui sert de chasse et au dessus une bombette, des comètes, des bombes. Les compacts peuvent être droits ou évantaillés en fonction des effets recherchés.
Fonctionnement théorique :
1 : Aprés l'allumage de la mèche, celle-ci allume la bombette tout en allumant la chasse qui propulse l'artifice hors du tube.
2 : La combustion se transmet de tube en tube. Chaque tube part l'un à la suite de l'autre.
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- La Fusée :
Elle se compose d'une tige stabilisatrice et d'un tube cylindrique contenant à la base, la poudre pour la propulsion et au sommet la poudre avec les effets. Lorsque la combustion de la poudre de propulsion se termine elle met le feu aux effets.
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- Le feu de bengale :
C’est un tube en carton ou en métal dans lequel on dispose un mélange pyrotechnique qui va se consumer lentement et générer un fort dégagement de lumière et de fumée.
- Le soleil :
C’est un mécanisme rotatif avec un point fixe composé d’un cadre sur lequel sont disposés des sortes de petites fusées fixe ( des jets ), l’inflammation des jets provoque la rotation de l’ensemble et une gerbe de feu en forme de soleil.
- La cascade :
C’est un assemblage de jet disposé tête en bas qui donne l’impression d’une cascade d’étincelles tombantes.
- Le pot à feu :
Le pot à feu est très semblable à la bombe à un détail prés, il n’y a pas d’espolettes, la chasse enflamme directement le composé pyrotechnique destiné aux effets. Le pot à feu sort du mortier déjà en combustion, ce qui provoque une gerbe de lumière à la manière de la lave des volcans en éruptions.
[modifier] Lien externe
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