Poudre à canon ou poudre explosive

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

Histoire

La poudre est généralement reconnue comme ayant été inventée en Chine vers le IX^e siècle, durant la Dynastie Tang (618-907). Le chercheur du début de la dynastie Tang, Sun Simiao (孫思邈 sūn sīmiǎo) décrit déjà dans danjing nei fu liuhang fa (《丹经内伏硫磺法》pinyin : dānjīng nèi fú liúhuáng fǎ, signifiant à peu près, classique de la poudre analysant le procédé du salpêtre), dans lequel il explique que si l'on mélange du souffre et du carbone au salpêtre, on peut obtenir une combustion violente en y mettant le feu. au milieu de la dynastie Tang, dans le Zhen yuan miao dao yaolu (《真元妙道要路》pinyin:zhēn yuán miào dào yàolù signifiant : Route importante, voie vers les merveilleuse principales vérités), 1044, il est conseillé d'éviter ce type de mélange qui risque d'exploser. D'autres citent le Wujing Zongyao (武经总要 pinyin: wǔjīngzǒngyào, Wade-Gille :Wu ching tzung yao) qui daterait également des alentours de 1044. Cet ouvrage dont le titre peut se traduire par 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. Il semble qu'aux alentours de 1130, des tubes de bambou remplis de poudre noire servirent de "lance-flammes". Marco Polo a exporté la poudre à canon jusqu'en occident lors de son voyage en Extrême-Orient. Des flèches enfoncées dans un tel dispositif auraient constitué l'étape suivante vers les "armes à feu".

Gustave Le Bon estime en 1884 dans son ouvrage La Civilisation des Arabes que Roger Bacon comme Albert le Grand, qui en mentionnent la recette, s'inspirent de celle donnée par Marcus Gracchus dans son manuscrit Liber ignium ad comburandos hostes (1230), mais que le but en reste incendiaire. Il cite également Ibn Khaldoun dans son Histoire des Berbères :

« Abou-Youzef, sultan du Maroc, mit le siège devant Sidjilmesa, en l'an de l'hégire 672 (1273). Il dressa contre elle les instruments de siège, tels que des medjanik (mangonneaux), des arrada et des hendam à naphte, qui jettent du gravier de fer, lequel est lancé de la chambre du hendam, en avant du feu allumé dans du baroud, par un effet étonnant, et dont les résultats doivent être rapportés à la puissance du créateur. Un certain jour, une portion de la muraille de la ville tomba par le coup d'une pierre lancée par un medjanik et l'on donna l'assaut. »

Il s'agit clairement d'un usage de la poudre pour l'artillerie. Par comparaison, ce même emploi se verra à la Bataille de Crécy en 1346, donc 73 ans plus tard.

Au XIII^e siècle, apparurent les grenades à corps de fonte. Et les premiers canons/mortiers métalliques chinois (bronze) remonteraient au XIV^e siècle. Des fusées semblent avoir été développées dès la fin du XIV^e, début du XV^e siècle. De telles fusées ne semblent avoir été « sérieusement » utilisées en Europe qu'à partir du XVIII^e, XIX^e siècle, entre autres par les Anglais durant les guerres napoléoniennes (fusées de "Congreve").

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 des techniques d'alchimie existant 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.

Il semble que cette région du monde ait surtout développé les grenades métalliques, et le feu d'artifice (avec adjonction de nombreux adjuvants pour colorer les flammes). L'usage de cendres pour purifier le salpêtre, développé dans la péninsule arabique, permit de multiplier considérablement la puissance des poudres.

La poudre noire arrive en Europe au milieu du XIII^e siècle par l'intermédiaire de la civilisation islamique.

Le frère Roger Bacon, moine franciscain d'Ilchester dans le Somerset, la décrit au milieu du XIII^e siècle. L'ouvrage De Secretis Operibus Artis et Naturæ et de Nullitate magiæ du frère Bacon exprime en 1257 la formule sous forme d'anagrammes, probablement pour s'épargner une enquête de l'Inquisition. Albert Le Grand, plus connu sous le nom de saint Albert, en revendique la paternité dans De mirabilibus mondi (Les merveilles du monde). La légende populaire l'attribuera pour sa part au moine Berthold Schwartz dont le nom montre clairement le côté symbolique (schwarz signifie noir en allemand).

Les premières armes à feu utilisables apparaissent environ cinquante ans plus tard. La première certitude de leur existence se trouve dans un manuscrit anglais de 1326 intitulé De Notabilitatibus, Sapientia, et Prudentia Regum, rédigé par Walter de Milemete, chapelain du roi Édouard II d'Angleterre, à l'intention et pour l'éducation du futur roi Édouard III.

Poudre sans fumée

En 1886 est inventée la poudre pyroxylée, dite poudre sans fumée, qui comme son nom l'indique 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 n'encrasse pas les armes contrairement à 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 3 500 °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).

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.

À noter qu'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 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.

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 français. Vendue dans des bidons de plastique contenant 500 g ou 1 kg de poudre, son utilisation est très règlementée. La législation n'autorise pas de posséder plus que 2kg chez soi.

Les tireurs utilisant la poudre noire en France utilisent deux types de poudre : la "française" et la "suisse". La poudre noire française (PNF) est réputée moins intéressante pour le tir que la poudre noire suisse, mieux dosée et plus régulière.

Liens externes

• La ferme des poudres et salpêtres création et approvisionnement en poudre en France (1664 – 1765) Site Stratisc.org (site dédié à la stratégie militaire), article dans la section histoire.
  • Chapitres I - Les composants de la poudre (ce chapitre contient en autre une description de la problématique de la production de salpêtre, et des droits très particulier accordés au salpêtrier pour qu'une production soit possible)
  • Chapitres II - La fabrication de la poudre
  • Chapitres III - Une conservation problématique

• Turgot, Anne Robert Jacques (1727-1781). Œuvres de Turgot. Tome second. 1995. Sur le site de la Bibliothèques nationale de France (BNF Gallica)
  • 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)

• Portail de la chimie
• Portail de l’histoire militaire