Poudre à canon - Définition

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'un impact, 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 de l'époque 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 chimiques

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

Par exemple :

• 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 12,5 % de charbon, 12,5 % de soufre, 75 % de salpêtre pour la poudre dite de guerre.

Dans les pièces d'artifices, on trouve plutôt 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. 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).

Risques et dangers

La fabrication, le stockage, le transport et la manipulation de poudre à canon ont été source de nombreux accidents. En 1456, un chargement a explosé et a causé la mort d'un peloton de 12 soldats.

Aspects thermodynamiques

La poudre noire est un explosif, ce qui signifie qu'elle 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 détonne (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 2000 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.