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La passion du feu d'artifice

La pyrotechnie (métier ou art du feu) est la science de la combustion des matériaux sans participation de l'oxygène de l'air.

Historiquement, elle trouve une application festive dans les feux d'artifice mais elle est également utilisée dans les secteur de la Défense, de l'Espace, des Mines et carrières ainsi que dans la sécurité automobile ou les signaux de détresse marins.

Cette science permet notamment la conception d'engins pyrotechniques, pour le fonctionnement des coussins gonflables de sécurité (« airbag ») 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.

Des applications de production d'oxygène médical en situation d'urgence, ou, de manière générale, de composant de sécurité de haute fiabilité sont également utilisatrices de solutions pyrotechniques.


L'histoire du feu d'artifice

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 qui s'en servirent pour lancer le feu grégeois; au XIIIe siècle chez les Arabes, puis enfin chez les chrétiens occidentaux.

La plus ancienne mention manuscrite en Occident remonte à l’année 1380 : 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. L'une des compositions de base est la poudre noire.

La poudre noire a été rapportée en Europe au XIIIe siècle par Marco Polo, de son long voyage en Chine. Elle a été depuis lors parallèlement utilisée pour la guerre et les fêtes. Jusqu'au XIXe siècle et l'avènement de la chimie moderne, les feux d'artifice étaient principalement jaunes ou blancs. Un livre d'Adrien Romain les évoque en 1611.

En France, le premier vrai feu a été tiré sur la Place des Vosges, à Paris, alors Place Royale, pour le mariage d’Anne d’Autriche avec Louis XIII en 1615. Un traité est alors consacré au sujet par l'ingénieur Francis Malthus.

C'est à partir des années 1970-80, que de nombreux groupes de rock commencèrent à utiliser des feux d'artifice lors de leurs concerts en plus des autres effets pyrotechniques. Kiss, surtout, est souvent reconnu comme le premier groupe à avoir utilisé ce genre de feux d'artifice.


Comment ça marche

Les feux d'artifice font du bruit lorsqu'ils explosent, mais c'est principalement leur lumière et leur mouvement qui les rendent si attrayants. Le principe de base des feux d'artifice repose sur la combustion pyrotechnique, dérivé de la poudre noire originelle contenant un composé oxydant — nitrate, chlorate, perchlorate — qui libère de l'oxygène et un composé réducteur — le soufre et le carbone en mélange avec des métalloïdes comme le silicium, le bore ou des métaux comme le magnésium et le titane — qui sert de combustible.

Il y a tout d'abord l'incandescence des particules d'oxyde métallique, formées lors de la combustion, dont l'incandescence va du blanc rouge (aux alentours de 1 000 °C) jusqu'au blanc éblouissant (vers 3 000 °C). Cette explosion porte à haute température les composés métalliques qui donnent les couleurs.

La technique liée aux feux d'artifice s'appelle donc la Pyrotechnie comme vu plus haut dans cette page.

Les pyrotechniciens créent à chaque fois une mise en scène de couleurs et de rythme sous la forme de tableaux, d'intermèdes de bombes et de fresques, avec de plus en plus souvent de la musique, un thème précis, le tout parfaitement synchronisé. On ajoute parfois des jets d'eau, de l'éclairage architectural, des lasers, des chandelles romaines ou des feux de Bengale pour donner une dimension encore plus forte au spectacle pyrotechnique.On utilise alors le terme de spectacle son et lumières.


Les bombes d'artifice

Il en existe plusieurs types : sphériques, cylindriques, simples ou à répétitions, elles peuvent être aériennes ou aquatiques.

  • La bombe sphérique, comme son nom l'indique, a la forme d'une sphère posée sur un cône tronqué renversé, qui contient la chasse pour la propulsion.
  • La bombe cylindrique a la forme d'un cylindre, lui aussi posé sur un cône tronqué qui contient la chasse.
  • La bombe simple ne comporte qu'un étage, alors que la bombe à répétition contient plusieurs étages séparés par des chasses (une chasse pour propulser chaque étage).
  • La bombe nautique comporte moins de chasse que la bombe aérienne puisqu'elle est réalisée 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 15° à 45° vers le plan d'eau, et, pour des raisons de sécurité, jamais en direction du public. Ce produit dit « ARP » (à risque particulier) ne peut être tiré que par des artificiers qualifiés.
  • 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. Éclatement de l'artifice qui permet la dispersion des effets pyrotechniques.

Pour être tirées, les bombes sont insérées dans des tubes appelés mortiers (en fibre de verre, carton, plastique, acier) qui peuvent être rassemblés entre eux pour réaliser des batteries de mortiers.

L'allumage peut être manuel ou électrique. Seul l'allumage électrique permet d'obtenir le maximum de sécurité.

Bombe artifice

Les bombes de type  pot à feu : Le pot à feu est très semblable à la bombe, à un détail près : 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 éruption.


Les chandelles

C'est un tube en carton, dans lequel des bombettes ou comètes sont insérées l'une au-dessus de l'autre. D'un diamètre variant de 10 à 75 mm, on peut y retrouver les effets équivalents à ceux des bombes. L'allumage du premier étage (celui qui se trouve au sommet du tube) provoque les allumages successifs 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 consumer et allume la poudre sous la deuxième bourre.
  6. La deuxième espolette s'allume et le processus continue jusqu'au dernier effet.

Chandelle artifice

Les compacts

Un compact est un assemblage de tubes (sorte d'assemblage mortiers) de même ou différents diamètres. Le compact peut posséder la forme d'un losange, d'un carré,d'un rond appelé aussi compact camembert ou d'un rectangle. Il peut se composer de quelques tubes à plusieurs centaines, chacun ne comportant qu'un seul coup. Les coups partent automatiquement et d'une manière synchronisée après l'allumage du premier tube. Chaque tube contient, au fond, de la poudre noire propulsive qui sert de chasse, et au-dessus, une bombette, des comètes, des bombes. Les compacts peuvent être droits ou éventaillés en fonction des effets recherchés.

  • Fonctionnement théorique
  1. Après l'allumage de la mèche, celle-ci allume la chasse tout en allumant la bombette 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.

Compact artifice

Les fusées

Une fusée 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.

Fusée artifice



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