Le Magazine Science : Pleins feux sur les artifices

Le Magazine Science : Pleins feux sur les artifices

La magie du feu

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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

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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

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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

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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


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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Combustion. En plus de l'oxydoréduction, il faut savoir ce qu'est la combustion.



Mélange oxygéné

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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

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La réaction de combustion commence par le transfert d'électrons du
combustible vers l'oxydant, c'est la désormais fameuse oxydoréduction.



La beauté stable

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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

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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

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Le mélange reste très stable du moment qu'il est conservé au frais et surtout au sec.



Troisième dimension

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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

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L'incandescence est l'émission lumineuse ou le rayonnement de tous corps chauffés.



Explosion polychrome

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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

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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

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L'émission moléculaire est vraiment très proche de l'émission atomique
sauf qu'elle incarne la transition entre deux états d'énergie.



Ors abstraits

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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La poudre noire est composée de 75% de nitrate de potassium, 15 % de charbon et 10 % de soufre.



Sous les tropiques

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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

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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

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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