La science des feux d’artifice

Comment fonctionnent les feux d’artifice?

Le spectacle explosif et coloré des feux d’artifice réunit diverses réactions chimiques. Il en existe bien des variétés. Les plus courants se retrouvent souvent lors des démonstrations publiques et ressemblent à des fusées.

Pour faire éclater un feu d’artifice, on allume la mèche. La chaleur longe la mèche jusqu’au fond de la partie qui englobe le feu d’artifice, parfois appelée la coque. Cette chaleur allume la chasse propulsive, composée d’une poudre noire – une sorte de poudre à canon – située au fond de la coque.

Une fois la poudre noire allumée, elle réagit pour produire des gaz chauds, chargés d’énergie. Cette force propulse la coque hors du tube où elle se trouve, le mortier. La coque est remplie de petites billes, les étoiles. Une fois que le feu d’artifice atteint une certaine hauteur, une deuxième mèche, parfois appelée l’espolette, s’allume et active la charge d’éclatement. C’est alors que les étoiles sont allumées à leur tour, pour ensuite exploser dans un spectacle étincelant de couleurs, de bruits et d’autres effets.

L’apparence d’un feu d’artifice dépend du type, de la taille et de la quantité de billes qu’il contient. Certaines étoiles contiennent des sels métalliques, qui produisent des couleurs vives, tandis que d’autres substances produisent des effets de lumière comme des éclairs clignotants, un scintillement et plus encore.

Dans certaines étoiles, des substances chimiques produisent des effets sonores. Le chlorure de potassium produit un bruit fort, tandis que le bismuth crée un crépitement ou un bruit sec. D’autres composés chimiques sont parfois aussi tassés dans un tube pour une combustion lente. Résultat : le gaz qui s’échappe lentement du tube produit un sifflement.

Chimie colorée

Les étoiles des feux d’artifice sont composées de sels métalliques. Ce sont des combinaisons, en poudre, de métaux avec d’autres substances chimiques.

Lors de l’explosion d’une étoile, les particules métalliques (dans les sels métalliques) absorbent une énorme quantité d’énergie. Quand ces particules commencent à refroidir, elles libèrent l’excès d’énergie sous forme de lumière. La couleur dépend du type de métal :

Strontium : Rouge
Calcium : Orange
Sodium : Jaune
Baryum : Vert
Cuivre : Bleu
Strontium + cuivre : Violet
Magnésium, aluminium ou titane : Blanc

Le saviez-vous?

Les premiers feux d’artifice étaient fabriqués à partir de tubes de bambou étroits, où l’on tassait de la poudre à canon. On croyait que le boum explosif chassait les mauvais esprits!

Composantes d'un feu d'artifice

Charge d’éclatement : Située au centre de la coque, elle allume les étoiles du feu d’artifice.

Chasse propulsive : Située au fond de la coque, elle est composée de poudre noire. Une fois allumée, elle propulse la coque hors du mortier, vers le ciel.

Coque : Souvent sous forme d’une sphère de papier, divisée en moitiés pour le remplissage. Elle est remplie d’étoiles conçues pour produire des effets spéciaux précis. Le fond de la coque contient la chasse propulsive, l’explosif qui l’éjectera hors du mortier.

Espolette : Cette mèche retard active la charge d’éclatement du feu d’artifice.

Étoiles : Ces billes sont composées de substances chimiques telles que les sels métalliques en poudre. Une fois allumées, elles produisent les effets sonores et lumineux du feu d’artifice.

Mèche : Elle transmet la chaleur qui activera la poudre noire.

Mortier : Ce long cylindre tient la coque avant le tir.

Poudre noire : Inventée en Chine il y a plus de 1000 ans, cette sorte de poudre à canon contient 75 % de nitrate de potassium (salpêtre), 15 % charbon et 10 % de soufre.