hello !
Comme vous le savez je recherche des infos sur les feux d'artifice en particulier en chimie.Je compte n'étudier que le fonctionnement les bombes sphériques (de 50 mm).Merci d'avance aux âmes charitables qui prendront le temps d'y jeter 1 oeil :

1. la chasse
- est-elle indépendante de la bombe ou celle-ci est simplement posée dessus dans le mortier ?
-quelle quantité de poudre utilise-t-on environ (pour 1 bombe de 50 mm)?
-connaissez vous le moyen de déterminer la pression du gaz en-dessous de la bombe lorsque la poudre a fini sa combustion ?(je trouve 2.5 fois la pression atmosphérique ce qui parait peu !)
-idem pour la température de ce gaz.(Je sais que l'énergie libérée est de 617 kJ/mol)

2.l'espolette
- en quoi est-elle fabriquée ?
- combien de temps met-elle à se consummer (environ) ?

3.la bombe
- qu'appelle-t-on exactement la charge ulile ? l'ensemble étoiles+ charge d'ouverture ?
- est-ce bien la charge d'ouverture qui contient le mélange de réducteurs (carbone par ex) et d'oxydants(perchlorates) ?
- connaissez -vous les réactions exactes entre l'oxydant et le réducteur (je ne vois pas comment O2 est libéré) avec l'exemple de ClO4 (perchlorate) et C ?
-comment se fait-il que la réaction d'oxydoréduction ne démarre pas avant ? les réactifs sont-ils separés ?
- par quel mécanisme les étoiles se répartissent-elles dans le ciel ? explosion de la bombe grace a la charge d'ouverture ?

4.trajectoire
- quelle est la hauteur maximale du projectile ?

merci beaucoup
ps: même si vous ne connaissez pas les réponses à ttes ces questions vous pouvez répondre bien sur !!

Ban allez, j'y vais.

Les chasses

Les chasses sont depuis très longtemps associées aux bombes pour des calibres inférieurs à 600mm.
Au japon, toutes les bombes sont à chasse séparée.

La quantité de poudre de chasse dépend de nombreux paramètres qui sont reliés au poids de la bombe. Exemple, les bombes à effet crackling sont beaucoup plus lourdes que des bombes à effet saule (la composition crackling étant faite d'un métal lourd: le plomb).

Généralement, une bombe de 50 contient à peut près une cinquantaine de grammes de matière active. Sur ces 50g, environ une dizaine sont consacrés à la chasse.

Pour les caractéristiques thermodynamique d'une bombe il faut savoir une chose: L'artifice peut s'étudier dans la science "balistique interne" mais une balistique interne spéciale puisque on est obligé de considérer les phénomènes comme chaotiques. De par les matériaux utilisés, on ne peut quasiment rien prévoir de précis dans l'artifice, seulement faire des mesures et en tirer des lois empririques qui nous permettrons de faire des estimations.

On peut aussi travailler avec des lois de la physique, ce qui impose de négliger des paramètres non négligeables...
On peut utiliser la relation thermodynamique de Van der Walls ou sa version linéarisée de Noble Abel ou, encore plus déguelasse au sens expériemental, l'équation des gaz parfaits.

Tu peux déterminer la quantité de chaleur produite par la réaction de combustion de la poudre noire en utilisant une différence d'enthalpie (à pression constante) ou une différence d'énergie interne (cas d'un volume constant). Le problème est que la formule simple de Lavoisier 75% de nitrate de potassium, 10% de charbon et 15% de soufre n'est pas utilisée en tant que tel. Des poudres noires, il en existe à la pelle. Ex: la mine ordinaire ronde, la mine comprimée anguleuse, le pulvérin, la fin grain etc... Et en plus, selon la granulométrie que tu donnes à ta poudre, tu n'auras pas la même équation de réaction chimique.
Bilan, c'est un bordel innommable pour étudier ce qu'il se passe dans un mortier et les 617 kJ/mol dont tu me parles n'ont rien de vrai. c'est sûr.

2 L'espolette.

Il existe deux types d'espolettes:

L'espolette comprimée qui est un tube de pulvérin comprimé.

L'espolette à mêche lente qui est une mêche lente formée de poudre noire de type 'fin grain' enrobée dans une chaussette textile.

Les retards les plus courants sont connus par les artificiers comme tournant autour de 1cm/seconde. Mais là aussi, ça dépend d'une foultitude de paramètres.


3 La bombe.

De mémoire d'artificier, je n'ai jamais entendu parler de charge utile. C'est un nom pompeux à mon sens.

Le COFFRE de la bombe (la coque contenant l'effet) et chargé d'une GARNITURE et d'un DISPERSSANT aussi appelé charge d'éclatement.

La garniture est formée d'étoiles ou d'effets variés. Le dispersant est un mélange de diverses poudres qui donnent un effet particulier à l'éclatement. On utilise un enrobé de liège qui est du pulvérin enrobé autour de granules de lièges et on peut y rajouter une charge flash formée de poudre flash (poudre très énergétique pouvant provoquer une détonation composée d'un oxydant puissant et d'un réducteur métallique).
souvent, sans les bombes sphérique notamment, le dispersant est placé au centre du coffre pour disperser les effets de manière symétrique.

Les réactions, je les connais, encore faut-il savoir de quelle poudre on parle. Car comme pour les poudres noires, il y a une ribambelle de poudres flash.

La réaction d'oxydoréduction débute dès que les produits sont mélangés, c'est à dire lors de la fabrication de l'artifice. Mais le coefficient cinétique de ces réaction est extrêmement faible et donc considéré comme négligeable. Par contre dès qu'une énergie d'activation suffisament importante est amenée au mélange, le coefficient cinétique est extrêmement élevé. L'énergie d'activation joue alors le rôle de facteur cinétique.
Quelquefois (très rare aujourd'hui) certains composés sont séparés à dessein.
Ouverture de la bombe. quand le dispersant s'enflamme, la pression et la température à l'intérieur du coffre deviennent très élevées. Cela a pour conséquence d'allumer les étoiles ou les effets et de briser le coffre.
La différence de pression est telle que la détente des gaz à l'intérieur de la bombe crée une sorte de corant d'air. En quelque sorte, les étoiles ne sont pas expulsées mais plutot aspirées.

4 Trajectoire.

Sans vent:

En connaissant l'angle de tir et la vitesse en sortie de bouche, il est possible de déterminer (de manière pas trop fausse) la trajectoire d'une bombe. Elle peut s'exprimer par la solution d'une équation différentielle du premier ordre non linéaire.

Avec vent:

L'équa diff est encore moins linéaire!!

Pour plus de renseignements: 06.23.12.82.70. ou mon mail.

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Lionel, pyro d'Oc

Merci pour toutes ces infos .
On sent qu'il y a de l'experience!!
@+

essaie le lien suivant, tu devrai y trouver quelques renseignements intéressant
http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/ca...rotechnie.html

p.s. il y a aussi le livre de Didier BRUNEL ingénieur d'études au CNRS :
"le grand livre des feux d'artifice" aux éditions cnrs éditions
coût : 35 euros à la FNAC

en passant bick et lionel : "quelle érudition !" :shock: :shock: :shock:

autre lien intéressant : une conférence de jean louis DUMONT ex ingénieur d'études au CNRS

http://www.afpyro.org/documents/Conference_JLDumont.pdf

Je me permets de faire de la contre-publicité sur le livre de Brunel.


--A mon sens, c'est de la merde--

A+

Lionel

PS: Par contre le trop court ouvrage de Mr Dumont est d'une grande qualité, simple, sobre, efficace.

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Lionel, pyro d'Oc

merci à tous pour ces précieuses réponses !!
encore quelque petites précisions :

1) la poudre flash est -elle nécessaire ? sinon je ne vois pas comment la bombe peut exploser et diperser les étoiles.

2)pour la réaction de cette poudre flash
j'ai lu sur le site mendeleivcyberscol .... (enfin qqch comme ça) qu 'il s'agissait d'une réaction d'oxydoreduction suivie d'une combustion (qui a lieu grace aux molecules de O2 libérées par la reaction redox)

dans ce cas, la reaction redox a lieu dès la fabrication, et la combustion a besoin de l'energie d'activation créee par la mèche ?
pour la réction en elle-même , je n'arrive toujours pas à la définir précisément:
prenons le réducteur Mg et l'oxydant ClO4 (oxydant qui perd 2 molécules de O2)
Mg = Mg2+ +2e-
Cl + e- = Cl-
Mg + 2 Cl = 2Cl- + Mg2+

dans ce cas ClO4 perd ses 2 molécules de O2 dès le départ ce que je trouve bizarre, car sinon le volume augmenterait beaucoup.
sinon pas moyen de trouver sur le net le couple redox avec ClO4
help please !

3) une vitesse de 130km/h a la sortie du mortier est-ce plausible ?

merci

La poudre flash est une poudre dont la réaction de combustion ne donne théoriquement aucuns gaz. en fait le métal présent (aluminium ou titane voire zirconium) sont oxydés violemment et forment des oxydes solides. Ce qui est important, c'est l'onde thermique produite. Elle se déplace à une vitesse très élevée (surtout si la poudre est confinée) et elle est de très forte intensité (Elle peut localement avoisiner les 3000°C).

La poudre flash est là pour donner un effet brisant au mélange dispersant.
On la trouve dans les bombes dont le coffre ne résiste que très peu à la pression. Exemple: le coffre papier de petites bombettes et les coffres des grosses bombes. Mais généralement, toutes les bombes ayant un effet dspersif généreux ont un dispersant à la poudre flash. Là aussi, ça dépend de la nature du coffre et de l'effet voulu... Exemple, un coffre très résistant peut remplacer la présence de poudre flash.

Le mec qui te donne une réaction combustion de poudre flash est un menteur. Le fonctionnement est chaotique. Ce que l'on sait grossièrement, c'est l'élévation de la température issue de l'énergie d'activation favorise l'arrachement des électrons de valence (des couches externes). Ainsi se crée une ionisation forte et s'en suit un équilibrage électronqie qui libère une forte quantité d'énergie thermique, et par voie de fait de l'effet d'incandescance emet de la lumière (dont l'intensité dépend de la température).


Attention attention pour les constituans. Le perchlorate de potassium occupe une place moins importante que le nitrate de potassium en tant qu'oxydant. De plus, les ions perchlorates ne sont pas les plus simples à étudier dans le cas d'une combustion.

Et je le répète encore une fois, il y a une quantité monstrueuse de réactions intermédiaires dont la nature dépend des conditions dans lesquelles se crée la combustion. Elles ont une inflence forte sur la réaction totale.

Encore une fois, l'artifice n'est pas de la chimie fine.

La redox et la combustion sont LA MEME CHOSE !!!!

Elle commence avec un facteur cinétique tellement faible qu'il est négligeable.

Exemple, quand tu as du charbon de bois à l'air libre, il s'oxyde très très très très lentement et prend des millénaires avant de se bouffer intégralement sous l'effet du dioxygène de l'air. Maintenant place ce charbon à haute température (tu lui apporte une énergie d'activation) il va mettre une heure à se consumer. Là est la différence.

Le couple redox ClO4- (ion perchlorate). J'en sais rien du tout. Mais ça ne t'importe peu à mon avis.

130Km/h c'est un peu lent mais ça reste plausible.

On donne des vitesse montant jusqu'à 400Km/m pour certaines bombes....
J'ai monté une manip de mesure de vitesse, mais j'ai jamais eu le temps de la mettre en oeuvre. Dommage!



quand je t'entend je me revois il y a quelques années où j'essayais d'expliquer l'artifice avec des notions chimiques et physiques ultra précises. Je m'y suis cassé les dents.

L'artifice fait partie d'une science que l'on dit "statistique" où les phénomènes mis en jeu sont trop complexes pour prévoir. A cela, on préfère expérimenter, noter, relever et en déduire éventuellement de grasses lois empiriques.

L'artifice s'est toujours développé par l'expérimentation. Notamment en chimie de l'artifice, la complexité des réactions dues aux grands écarts de température, de pression et de volume font que les réactions mises en jeu sont très merdiques à étudier et si on prend le temps de les étudier, on s'aperçoit que ça ne mène à rien car la production de lumière et de couleur, est impossible à prévoir, à maîtriser grâce à une formule chimique. Donc on expérimente. si ça marche c'est bien, si ça marche pas tant pis. Bien sûr, on une vague idée de ce que ça va faire, mais jamais rien de précis.


J'ai passé je ne sais combien de temps à répondre sur ce post, et comme je ne travaille pas gratuitement , j'aimerais savoir pourquoi tant de questions? TPE? TIPE? Thèse? Mémoire? Culture G ?

A++

LIonel, Défenseur de la physique en Occitanie :shock: !

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Lionel, pyro d'Oc

merci d'avoir pris du temps pour répondre c'est très important pour moi et je n'ai pas pu trouver ces infos sur internet.

Je suis en maths sup et je fais 1 TIPE sur les feux d'artifice (chimie et physique).Ce qu'il faut surtout faire c'est étudier scientifiquement et par nos propres moyens le sujet que l'on a choisi. Le but pour moi est de faire des calculs pour prévoir la trajectoire de la bombe. Pour cela j'essaie de déterminer la vitesse à la sortie du mortier théoriquement mais c'est vraiment du bidouillage. Ensuite j'essairai de déterminer cette vitesse expérimentalement : lancer moi-même une bombe sphérique, faire 1 vidéo, et en déduire sa vitesse initiale grâce à un logiciel de méca.
Le seul problème c'est qu'en plus du bidouillage , même si je prends des exemples précis de réactifs (composition de poudre noire arbitraire, couple redox précis) il n'y a pas de bonne petite réaction qui marche à tous les coups ! en effet , j'aurais aussi voulu déterminer en théorie l'énergie libérée par la poudre flash (avec des reactifs que j'aurais choisi arbitrairement) mais ça va pas etre du gateau.
Bien sûr j'ai aussi les couleurs produites et je peux faire 1 petite exp en labo avc les flammes colorées, ainsi que qq calculs d'energie d'ionisation.

d'après ce que j'ai compris, les bombes de 50 mm que j'étudie ont toutes de la poudre flash. Il n'existe pas 1 composition de poudre flash facile à étudier en labo ? ou est-ce trop dangereux ?je voudrais étudier la cinétique de la réaction.
où acheter sur internet quelques bombes (environ 5-6) de 50 mm avc allumage à mèche et mortier (pas cher)?
et toi tu as fait des études de physique-chimie ?