Le Magazine Science : Pleins feux sur les artificesLa magie du feu[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La maîtrise du feu a révolutionné l'humanité. Nécessaire pour chauffer,
éclairer et cuire il est aussi utilisé pour nous divertir, les feux
d'artifices en sont un bel exemple. Anémone[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]C'est
Marco Polo qui a ramené la poudre noire originaire de
Chine en
Europe au XIIIème siècle. Les premiers feux d'artifices ont été tirés au
XIXème siècle mais ils devaient être bien moins colorés.
Etoiles filantes[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]C'est la physique moderne qui a donné de si belles couleurs aux feux
d'artifice. En plus d'être divertissants, ils sont les représentants de
la pyrotechnie.
Plante électrisée[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La
pyrotechnie est le terme donné à la science qui étudie les phénomènes
de combustion des matériaux et leurs effets. Utilisée
surtout dans l'univers de la guerre, la connaissance des feux d'artifice
en est une application plus légère.
Ballet de coton[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Pour apprécier un beau feu d'artifice il faut d'abord des personnes qui
maîtrisent bien la chimie pour créer les explosions et la physique pour
leur donner de belles couleurs.
Foudre artificielle[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Oxydoréduction. Les réactions produites par les feux d'artifice sont
fondées sur la réaction d'oxydoréduction, quelques soient leurs formes
et leurs couleurs.
Arbre en feu[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Deux réactions pour le prix d'une. Le terme d'oxydoréduction vaut en
réalité pour deux réactions qui s'opèrent strictement au même moment :
l'oxydation et la réduction.
Poudre d'or[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Un électron s'en va. Le phénomène d'oxydation se traduit par la perte
d'un électron. L'élément oxydant (nitrates ou chlorates) récupère les
électrons du corps qui s'oxyde.
Palmier doré[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Un électron de plus. Au contraire, le phénomène de réduction correspond
au gain d'un électron. L'élément réducteur redonne des électrons au
corps réduit.
Fleurs électriques[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]L'oxydoréduction exige donc un
transfert d'électrons entre l'
oxydant et
le réducteur. Une réaction importante à comprendre pour savoir comment
fonctionnent les feux d'artifice.
Poussières précieuses[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Combustion. En plus de l'oxydoréduction, il faut savoir ce qu'est la combustion.
Mélange oxygéné[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Les fusées des feux d'artifice contiennent un mélange pyrotechnique. Ce
dernier est formé par un composant oxydant qui libère de l'oxygène et un
composant réducteur qui capte l'oxygène et sert de combustible.
Les électrons libres[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La réaction de combustion commence par le transfert d'électrons du
combustible vers l'oxydant, c'est la désormais fameuse
oxydoréduction.
La beauté stable[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Une telle réaction rend le mélange pyrotechnique plus stable car les
atomes du combustible se lient aux atomes d'oxygène libérés. Ainsi,
l'énergie se dégage sous forme de chaleur.
Combustion réglée[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Vous me direz qu'il s'agit d'une combustion normale. Oui mais ici , la
source d'oxygène n'est pas trouvée dans l'air mais bien dans le mélange
pyrotechnique.
Eclairs de lumière[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Le mélange reste très stable du moment qu'il est conservé au frais et surtout au sec.
Troisième dimension[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Si nous aimons tant les feux d'artifice, c'est surtout pour leurs
lumières. Ils les dégagent de trois manières : par
incandescence,
émission atomique ou
émission moléculaire.
Marrons d'air[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]L'incandescence est l'émission lumineuse ou le rayonnement de tous corps chauffés.
Explosion polychrome[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Pour observer de grandes traînées lumineuses et non de courts éclairs il
faut constituer le mélange pyrotechnique avec de grosses particules
qui mettront plus de temps à refroidir.
Capharnaüm orangé[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]L'émission atomique vaut davantage pour les couleurs que la lumière. En
effet elles sont le résultat d'atomes choisis vaporisés par une flamme.
Les atomes de sodium produisent énormément de lumière.
Pivoine lumineuse[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]L'émission moléculaire est vraiment très proche de l'émission atomique
sauf qu'elle incarne la transition entre deux états d'énergie.
Ors abstraits[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Tous ces principes chimiques justifient le fonctionnement mécanique des
feux d'artifice mais pour la couleur, il faut s'en remettre à la
physique.
Cocotier embrasé[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Très grossièrement on peut dire que :
le violet est obtenu en utilisant
du
potassium, le
bleu par du
cuivre, le
vert par du
baryum, le
jaune par
du
sodium, l'
orangé par du
calcium, le
rouge par du
lithium et le
blanc par du
magnésium. Décharge électrique[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Cascades, fontaines, comètes, les feux d'artifice ont aussi des formes
très diverses. Là encore, il ne s'agit pas d'un hasard heureux, tout est
prévu.
Soleil[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La forme dépend de la composition et de la structure du mélange
pyrotechnique. Les étincelles sont obtenues à partir de granules
d'aluminium et les fumées par de la poudre de zinc.
Pluie étoilée[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La bombe est la forme la plus classique des feux d'artifice. Remplies de
poudre noire, d'une mèche et de petits sachets de mélange pyrotechnique
appelés étoiles, elles explosent sous formes de palmiers, de marrons
d'air ou encore de saules pleureurs.
Eblouissant[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La forme de la figure est déterminée par le placement des étoiles dans
la bombe. Ainsi, dans les bombes japonaises qui représentent des
pivoines, les sachets colorés sont répartis de manière symétrique.
Dignes de Broadway[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La poudre noire est composée de 75% de nitrate de potassium, 15 % de charbon et 10 % de soufre.
Sous les tropiques[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]La poudre noire est placée à la base de la fusée. Son rôle principal est
de propulser la bombe à une hauteur suffisante et de la faire exploser.
Bouquet final[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Manier des feux d'artifice peut être dangereux, il s'agit d'un véritable
métier. Simples amateurs, prenez toutes les précautions nécessaires et
suivez à la lettre les consignes de sécurité afin que le spectacle ne
tourne pas au cauchemar.
En savoir plus Vous
voilà prêts à admirer les feux d'artifice qui, dans quelques jours,
vont célébrer la fête nationale du 14 juillet. Le spectacle vous fera
sans doute oublier les préceptes scientifiques utilisés. Néanmoins, les
feux d'artifice sont une bonne façon de se rappeler que la science peut
aussi connaître des applications divertissantes.
Il faut
également bien se souvenir que les feux d'artifices sont constitués
d'explosifs. Il est donc primordial de les manier avec de grandes
précautions. Savez-vous que leur usage est très réglementé ? Classés en 4
ordres, de K1 à K4, vous ne pouvez pas organiser librement un
spectacle. Il est parfois nécessaire de formuler une demande
d'autorisation auprès de votre mairie ou même de la préfecture. Alors,
avant de jouer avec le feu, renseignez-vous.
Source : L'internaute Hightech