TPE SUR LES EXPLOSIFS

« canons et conduisait les soldats à les nettoyer après chaque tir.

Après de nombreux tirs, il fallait procéder à un bon décrassage que les soldats effectuaient ...

en urinant dans les canons.

Ces inconvénients disparaissent avec la poudre B adoptée dans le fameux fusil militaire français Lebel.

De plus, l'explosion plus efficace de la poudre B permet de réduire le calibre et le poids des munitions : les soldats pouvaient donc en emporter davantage avec eux.

LA NITROGLYdRINE La n itroglycérine a été mise au point la même année que la nitrocellulose.

Au lieu de traiter la cellulose avec de l'acide nitrique et de l'acide sulfurique, comme le fait Schônbein en 1846 , l ' Italien Ascanio Sabrera (1812-1888 ) fait agir ce mélange d'acides sur le glycérol communément appelé glycérine (un polyalcool) et obtient une incroyable explosion : il évite de peu la mort.

Sabrera venait d'inventer la nitroglycérine, un explosif très puissant.

Il décide d'arrêter toute recherche relative à ce sujet et de ne rien dévoiler de sa découverte.

Mais environ dix ans plus tard, le Suédois lmmanuel Nobel (1801-1872 ) et ses deux fils Alfred (1833 -1896 ) et Emile (1843-1864) démarrent une usine de production de nitroglycérine ...

Après plusieurs explosions accidentelles dont une tue Emile Nobel, et une autre BALLISTITE ET CORDITE En 1888 , Alfred Nobel obtient un nouvel explosif qu'il appelle ballistite en mélangeant la nitroglycérine avec de la nitrocellulose, du camphre et du benzène.

À l'instar de la poudre B mise au point par Vieille quatre ans plus tôt, la ballistite était une poudre sans fumée .

!:année suivante, les Anglais Abel et Dewar brevètent un mélange similaire : nitroglycérine + nitrocellulose + vaseline.

Ils obtiennent de la cordite, une troisième poudre sans fumée qui détrône progressivement les deux autres et dont les différentes variantes servent comme poudre propulseur jusque dans les années 1930 dans les forces militaires britanniques.

TNP -ACIDE PICRIQUE C'est en 1885, que le Français Eugène TuiJHiin (1848-1927) montre que l'acide picrique connu depuis le XVIII' siècle pourrait constituer un bon remplaçant de la poudre noire .

!:acide picrique est également désigné sous le nom de TNP ou trinitrophénol et peut être obtenu -comme son nom l'indique- par nitration de phénols (noyau benzénique avec des fondions alcool), mais aussi par nitration du benzène ou de l'aspirine .

Dès 1887 , l'armée française adopte l'acide picrique additionné de nitrocellulose et désigne cet explosif sous le nom de mélinite .

Les Britanniques produisent une mixture tout à fait similaire sous le nom de lyddite .

détruit l'usine (1866), Alfred Nobel -':'TN:.:.T::....:::OU::...T:..::O=LI.:.:TE:...._=--o----:--==- - décide de Comme son nom l'indique la TNT ou transformer la trinitrotoluène s'obtient par la nitro­glycérine, extrêmement sensible aux chocs, en une substance plus sûre.

Signalons qu'à petite dose la nitroglycérine est un vasodilatateur employé dans certaines affections cardiaques.

LA DYNAMITE Afin de rendre la nitroglycérine moins dangereuse, Alfred Nobel décide de la mélanger à une substance poreuse qui absorbe le liquide : sciure de bois, terre poreuse ...

Une forme de silice naturelle appelée kieselguhr se révèle un excellent choix.

Il prépare ainsi des bâtons de kieselguhr à la nitroglycérine : c'est la forme définitive de ce qu'il appelle « dynamite » dont le gros avantage sur la nitroglycérine liquide est son insensibilité aux chocs, même violents administrés au marteau ! En revanche , amorcée à l'aide d'une petite quantité d 'un explosif- un détonateur -ou d'une étincelle électrique , la dynamite explose de manière extrêmement violente comme la nitroglycérine.

CH, NO, nitration du toluène lequel est un noyau benzé nique avec une fonction méthyle (CH3).

Sa mise au point par les chimistes a démarré vers 1860 et son adoption comme explosif remp laçant le TNP a démarré vers 1900.

Par la suite les chimistes ont mis au point des variantes de la TNT ; par exemple avec ajout d'aluminium, appelées tritonals , ou avec ajout de nitrate d'ammonium , appelées amatols .

La TNT appelée aussi tolite ou trotyl est très employée encore aujourd'hui , mais c'est durant la Première Guerre mondiale qu'elle a connu son heure de gloire où elle constituait l'exp losif par excellence .

LES EXPLOSIFS DU XX' SltCLE Après la Première Guerre mondiale , de nombreu x programmes de recherche pour la mise au point d'explosifs plus performants ont démarré .

Ces programmes ont donné naissance aux explosifs que l'on pourrait qualifier de modernes bien que certains soient des variantes d'explosifs mis au point à la fin du X IX' siècle, d 'autres préparés à partir de la TNT.

Nous n'en citerons que quelques uns : le RDX , le HMX.

le CL-20 , mais il y en a beaucoup d 'autres (TATB et HNS obtenus à partir de la TNT, ONTA, PAG , PGN , ANT ...

).

Signalons que certains explosifs très anciens comme par exemple la poudre noire sont toujours produits et employés de nos jours, non en tant qu'explosifs militaires , mais dans certains travaux de génie civil.

LeRDX Le RDX (Rayol Demolition eXplosive), appelé aussi hexogène , cyclonite ou encore T 4 dont la formule est C3H6N60 fait partie de la famille des nitramines caractérisées par la fixation de groupements N02 sur des atomes d'azote (N).

Sa structure est celle d'un « anneau » à 3 atomes d e carbone et 3 atomes d'azote .

On l'obtie nt par nitration de l'hexamine (CH ,)6N4 employée comme antiseptique mais aussi comme allume-feu de barbecue ou comme conservateur alimentaire (E239 ).

i:Hexogène a été préparé pour la première fois en 1899 pour un usage en médecine puis utilisé comme explosif à partir des années 1920 .

Il constitue également un poison employé comme dératisant et l'une des ses variantes est le fameux explosif C4.

En mélangeant le RDX à la TNT , on obtient les cyclotols .

LeHMX Le HMX (High Me/ting eXplosive) ou odogène , ou encore homocyclonite , est obtenu par nitrolyse de l'hexamine.

Comme son nom l'indique , sa structure est formée d 'une ossature en forme d'anneau constitué de 8 atomes de carbone-azote (quatre de chaque de manière alternée).

Quatre groupements N02 viennent se fixer sur les 4 atomes d'azote .

Il a été obtenu accidentellement par Werner Bachmann (1901 -1951 ) en 1943 comme sous produit de la synthèse de RDX.

Le HMX est un des explosifs les plus puissants employé actuellement.

Il est utilisé uniquement par les militaires en raison de son coût de production élevé.

En mélangeant le HMX avec la TNT on obtient la famille des odols .

Le CL-20 Un explosif encore plus puissant que le HMX est le CL-20 appelé aussi HNIW synthétisé en 1987 .

Il s'agit encore d'une nitramine .

La SNPE (Société nationale des poudres et des explosifs) est l'un des principaux producteurs de CL-20.

Il existe de nombreuses manières de classer les explosifs : en fonction de leur usage, de leur structure chimique ...

!:une des plus employées groupe les explosifs en trois grandes catégories : les explosifs primaires, les secondaires, et ceux employés pour la propulsion.

Les explosifs primaires sont caractérisés par le fait que, par rapport aux explosifs secondaires, ils détonnent extrêmement rapidement.

Leur détonation est déclenchée par un choc ou par la chaleur .

On les emploie comme détonateur pour déclencher l'explosion des explosifs secondaires.

Ces derniers ne sont pas aussi sensibles aux chocs et à la chaleur que les explosifs primaires mais libèrent davantage d'énergie.

Certains explosifs secondaires sont si stables que l'on peut leur tirer dessus une balle de fusil sans déclencher leur explosion.

EXPLOSIFS PRIMAIRES Un exemple d'explosif employé comme détonateur est l'azoture de plomb ou Pb(N3), qui se décompose violemment en Pb et 3 N2• Sa décomposition peut d'ailleurs être déclenchée par un rayonnement ultraviolet : il s'agit alors d 'une explosion photochimique.

i:azoture d'argent AgN 3 se comporte de la même manière .

Un autre exemple classique d'explosif primaire est le fulminate de mercure (CNO ),Hg qui se décompose en 2 CO + N2 + Hg et qui a été étudié par le chimiste Justus von Liebig (1803 -1873 ) vers 1820.

EXPLOSIFS SECONDAIRES La nitro glycérine , la nitrocellulo se, le RDX, le TNP , la TNT ,Ie HMS ...

sont des explosifs secondaires.

Sous l'effet violent du détonateur , ces molécules se décomposent momentanément en leurs atomes ; cette étape de décomposition absorbe de l 'énergie.

Presque aussitôt , les atomes se recombinent pour former de nouvelles molécules .

Cette seconde étape libère de l'énergie , davantage que la première étape n 'en a consommé.

Dans le cas du RDX par exemple C3H6N60 ..

la recomposition donne 3 CO + 3 H20 + 3 N2• Comme la formation d 'une molécule d'azote à partir de deux atomes d'azote libère une grande quantité d'énergie, on comprend pourquoi tant d'explosifs sont riches en azote ...

comme les engrais .

Aussi , n'est-il pas étonnant que l'on puise facilement produire des explosifs avec des produits de jardinage.

DÉTECTION DES EXPLOSIFS Dans la mesure où quasiment tous les explosifs contiennent une grande teneur en atomes d'azote , tout procédé d'anal yse permettant de révéler la présence de ces atomes peut constituer une m éthode efficace de détection d'expl osifs.

!:une de ces méthodes s'intitu le ANT : activation par neutron thermique.

Elle consiste à irradier l'échantillon de matière avec des neutrons et à détecter les rayons gamma d'énergie caractéristique de l'azote émis par le noyau de cet atome lorsqu 'il est excité par les neutrons therm iques (c'est-à-di re lents).

i:ANT est employée dans le cadre de campagnes de lutte antiterroriste et de détection de mines enfouies dont on estime le nombre actuellement à 110 millions ! Une autre manière consiste à entraîner des chiens à sentir l'odeur de centaines de molécules employées dans la préparation d 'explosif s.

LES EXPLOSIFS SONT-ILS DES « RtSERVOIRS » RICHES EN tNERGIE ? La combustion d'un kilogramme d'essence libère près de 10 fois plus d'éner gie que celle d'un kilogramme de TNT et quarante fois plus que celle d'un kilogramme d'azoture de plomb .

Il est vrai que pour la combustion d'un kilogramme d'essence , nous avons besoi n de plusieurs kilogrammes d'oxygène, alors que l'oxygène néces saire à la combustion de 1 kg de TNT est inclus dans le kilogramme.

Malgr é tout, par kilogramme d'essence­ oxygène , la combustion de l'essence dégage davantage d'énergie .

Les explosifs ne sont donc pas particulièrement riches en énergie.

D'où vient alors leur pouvoir brisant? De leur puissance: l'énergie est libérée dans un temps extrêmement bref.

De même , si la combustion d 'un kilogramme d 'essence est déclenchée non par une flamme mais par un détonateur à l'azoture de plomb, la combustion s 'effectuera de manière explosive .

LES EXPLOSIFS SONT-ILS DES COMPOStS INSTABLES? Nou s avons vu plus haut que certains explosifs n'explosent pas sous l'impact d'une balle de fusil.

Les explosifs ne sont donc pas constitués de molécules instables.

En revanche, ce sont des produ its dans lesquels une réaction en chaîne s'installe très facilement , ce qui signifie que la décomposition d'une molécule entraîne celle d 'une autre.

Mais la décomposition elle-même n 'est pas forcément facile à provoquer .. »