Conférences de guerre [1914-1918]

- - CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET MÉTIERS
  - LA GUERRE
  - LA CHIMIE DU FEU
  - ET DES EXPLOSIFS
  - CONFÉRENCE FAITE PAR M. A. JOB
  - AVEO 2 FIGURES
  - BERGER-LEVRAULT, LIBRAIRES-ÉDITEURS
  - PARIS NANCY
  - 5-7, RUE DES BEAUX-ARTS 18, RUE DES GLACIS
  - 1915
  - Prix : 40 centimes.
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- - LIBRAIRIE MILITAIRE BERGER-LEVRAULT
  - PA RIS, 5-7, rue des Beaux-Arts — rue des Glacis, 18, NANCY
  - CONFÉRENCES DE GUERRE
  - DES PROFESSEURS
  - DU CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET MÉTIERS
  - BEAUREGARD (Paul). -— La Vie économique en. France pen-dant la guerre actuelle. igi5. .. ..................40 c.
  - FLEURENT. — Un Effort à faire. Les Industries chimiques en France et en Allemagne. Aperçu général sur les causes de leur développement comparatif. ... 75 c.
  - JoB (A.). — La Chimie du feu et des explosifs. . . 40 c.
  - Liesse (André). — L’Organisation du Crédit en Allemagne et en France. 1915............................ 90 c
  - Magne (Lucien). — La Guerre et les Monuments. Cathédrale de Reims, Ypres, Louvain, Arras. Avec 32 illustrations. 1915 ............................................. 90 c.
  - Schlœsing fils (Th.). — Notions sur le canon de 75. Avec 9 figures. 1915.....................................40 c.
  - VILLE (J.). — Du Rôle de la physique à la guerre. De l’avenir de nos industries physiques après la guerre. Avec 26 figures. 1915 . .................................75 c.
  - L’Aviation militaire, par Clément ADER. 80 édition, revue et corrigée. 1914. Un volume in-8, avec 55 figures et 2 planches hors texte, broché. 4 fr.
  - Avionnerie militaire. Pointage aérien. Instruments de mesure pour avions torpilleurs. Le catac/iros. Le vélosolmètre. L’altimètre. Tableaux du guide de visée, par C. ADER. 1913. Un volume in-8 de 112 pages, avec 31 figures, broché......................................... 3 fr.
  - Les Moteurs d’Aviation, par le capitaine C. MARTINOT-LAGARDE, ancien élève de l’École polytechnique. 2e édition, revue et augmentée. 1915. Un vo-Tume in-8, avec 127 figures et 2 planches hors texte, broché.5 fr.
  - Le Moteur à Explosion, par le capitaine C. MARTINOT-LAGARDE,. ancien élève de l’Ecole polytechnique. 2e édition, revue et augmentée. 1914. Un volume in-8, avec 173 figures, broché................. . 6 fr.
  - Les Applications de la Télégraphie sans fil. Traite pratique pour la réception des signaux horaires et des radiotélégrammes météorologiques, par E. ROTHÉ, professeur à.la Faculté des Sciences de Nancy, président de la Commission météorologique de Meurthe-et-Moselle. 1913. Un volume in-8 étroit, avec 63 figures, relié en percaline souple...........4 fr.
  - De la Portée des Projecteurs de lumière électrique, par Jean REY, ingénieur civil des Mines. 1915. Un volume grand in-8, avec 27 figures et 6 planches in-folio ..... .......................... 7 fr. 50
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  - ET DES EXPLOSIFS
  - CONFÉRENCE FAITE PAR M. A. JOB
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- - LA CHIMIE DU FEU
  - ET DES EXPLOSIFS11'
  - A l’heure où toute notre activité scientifique se tourne vers la guerre, les applications de la chimie prennent un renouveau d’intérêt. C’est la chimie, en effet, qui nous fournit les explosifs et qui nous révèle les puissances du feu.
  - Qu’est-ce que le feu? Pour avoir du feu il suffit de déchaîner une réaction très vive qui élève assez la température pour porter à l’incandescence les corps réagissants. Le type le plus simple d’une telle réaction est la combustion du charbon dans l’air. On peut élever davantage la température en élevant la vitesse de réaction. Pour cela on fait brûler le charbon dans l’oxygène pur. La vitesse peut s’accroître encore si l’on mélange le combustible point par point
  - (i) Conférence prononcée, le 3o novembre 1914, au Conser-
  - vatoire national des Arts et Métiers.
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- - 6 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - avec un corps générateur d’oxygène. Nous réduirons le charbon en poussière et nous le mélangerons par exemple avec du chlorate de potassium pulvérisé. C’est une composition analogue qui garnit l’extrémité de certaines allumettes. Enfin il y a mieux encore : certaines substances portent, juxtaposés dans leur molécule même, le combustible et le comburant. Tels sont les composés organiques nitrés. Ainsi, dans la nitrocel-lulose les groupes oxydants AzO2 voisinent avec le carbone et l’hydrogène. Et la combustion du coton-poudre est pour ainsi dire instantanée (‘).
  - Presque toujours le feu s’accompagne d’une flamme. Elle est due aux gaz brûlants émanés de la réaction. Ces gaz peuvent à leur tour communiquer le feu. Mais on peut aussi les employer à des effets mécaniques. Si la combustion se fait en vase clos, la pression s’élève et va jusqu’à briser les enveloppes. Il est évident que le choix des matériaux destinés au feu va changer selon que nous chercherons l’effet température ou l’effet pression. Si nous cherchons uniquement l’effet température nous éviterons la production des gaz qui dissipent la chaleur loin du
  - (i) On peut faire du feu autrement qu’avec l’oxygène ou les corps oxygénés. Ainsi l’iodure d’azote se décompose brusquement avec flamme en iode et azote. L’azoture de plomb se décompose de même en plomb et azote. Mais, dans la pratique, la pyrotechnie est presque tout entière fondée sur la combustion.
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 7 foyer. Nous aurons recours à des réactions dont les produits sont fixes. G’est le cas de l’aluminothermie. Le mélange aluminothermique (aluminium et oxyde de fer) est le type parfait de l’appareil incendiaire. Aussi les Allemands, qui se targuent de faire la guerre savante, n’ont pas manqué de l’employer contre nous.
  - Au contraire, si nous voulons développer l’effet pression, nous choisirons une réaction qui, dans le plus petit volume initial, donnera le plus grand volume final de produits gazeux. Et, cette fois, si nous laissons les gaz se détendre brusquement en exerçant des effets mécaniques extérieurs, nous aurons produit une explosion. Analysons de plus près le phénomène, et voyons comment on peut faire l’étude méthodique d’une réaction explosive pour en prévoir les effets (‘).
  - Le premier souci du chimiste est de déterminer les produits de la réaction et de mesurer leur volume. On y parvient au moyen d’une technique spéciale. Une bombe à réaction, telle que la bombe calorimétrique, et un gazomètre approprié ont permis à MM. Sarrau et Vieille de faire toute une série d’analyses de ce genre. Soit, par
  - (1) On lira avec fruit le traité de Berthelot sur la force des matières explosives, et aussi, dans le Mémorial des Poudres et Salpêtres, tome II, une note de MM. Mallard et Le Chatelier qui établissent d’une façon très claire le calcul des caractéristiques. Enfin on lira dans le même Mémorial, tome VII, La Théorie des explosifs, par Sarrau.
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- - 8 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS exemple, la nitroglycérine. Sa molécule contenant un excès d’oxygène, la formule de la réaction n’est pas douteuse. Tout l’hydrogène se transforme en eau, tout le carbone en acide carbonique :
  - 2 [CH20Az02 — GHOAzO* — CH20Az02] = 6 C02 q- 5H20 + 3Az2+ 0
  - Cette formule fait prévoir, pour les gaz ramenés à o°, par kilo de nitroglycérine, 467 litres. MM. Sarrau et Vieille en ont trouvé 465. En supposant l’eau à l’état de vapeur à t° on trouve
  - C’est évidemment ce volume 273/
  - CO
  - H
  - qui entre en jeu à la température de l’explosion.
  - Est-il possible d’avoir une idée de cette température ? Elle est difficilement accessible à l’expérience, et, en tout cas, elle ne peut être définie que si l’on produit l’explosion dans un système calorifiquement isolé dont on fixe la nature et la masse. Mais, par une première approximation, on peut supposer l’explosion assez rapide pour qu’il n’y ait pas du tout de chaleur dissipée, pour que la chaleur soit employée tout entière à échauffer les produits de la réaction. Dès lors, si l’on connaît la capacité calorifique de ces produits, sa variation avec la température, et la chaleur totale libérée, on pourra estimer la température maximum. — La
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 9 première donnée qu’il faut atteindre, c’est donc la mesure thermique de l’énergie mise en jeu dans la réaction. On y réussit de deux façons : soit directement, en provoquant l’explosion dans la bombe calorimétrique ; MM. Sarrau et Vieille ont ainsi trouvé 1.600 calories par kilo de nitroglycérine; soit indirectement, par le calcul, en faisant la différence des chaleurs de formation (à partir des éléments) : i° du composé initial; 2° du système final qui en résulte ; on trouve ainsi 1.590 calories, ce qui est une bonne concordance. La température théorique maximum qu’on peut déduire de ces données est 3.145°. — A part ce résultat, la mesure thermique présente un intérêt de premier ordre, et nous ne saurions trop y insister : elle nous avertit du travail maximum qu’on pourrait attendre de l’explosion. Ainsi l’énergie contenue dans un kilo de nitroglycérine, comptée en kilogrammètres, est 1.600 X 425,soit 680.000 ou 680 tonnes-mètres. On l’appelle potentiel de l’explosif.
  - Et maintenant, supposons un vase clos où les gaz de l’explosion soient enfermés à la température de 3.i45°; on pourra calculer leur pression. Appelons Vo le volume sous la pression normale et à o° des gaz dégagés par kilo d’explosif (Vo = 713 pour la nitroglycérine). Soit A la densité de chargement, c’est-à-dire le poids d’explosif enfermé dans la capacité d’un litre.
  - CHIMIE DU FEU
  - 2
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- - 10 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - Ce poids dégage un volume de gaz Vo X A et la pression p développée dans cette capacité d’un litre à t° serait, d’après les lois de Mariotte et de Gay-Lussac :
  - (Vo A) / t) P 1 273/1
  - ou, en kilos par centimètre carré :
  - / 3.145\ /uoA\
  - p == I,033 I - — ---).
  - \ 273/N I /
  - Mais ici, étant donnée la valeur considérable de la pression, la loi de Mariotte doit subir une correction. Ce n’est plus le volume d’un litre qui intervient, mais bien un litre diminué du volume réel des molécules matérielles qui y sont contenues (covolume.) L’expérience montre qu’on peut l’évaluer à -0 de A v°, et que la pression réelle sera :
  - , 3.145N A Do Pr = 1,033 I H y — N 273/ A C
  - 1.000
  - C’est-à-dire :
  - , 3.145\ 9 A Pr — 1,033 ( I 5 I 713 X — \ 273 / ‘ I —0,713 A
  - On voit que :=Px --------------A—-—
  - 1 4 A I — 0,713 A
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 11
  - Le facteur c’est-à-dire la pression théorique rapportée au kilo enfermé dans i litre (A = i) s’appelle la force de l’explosif. Dans le cas de la nitroglycérine, la force est de 9.220 kilos par centimètre carré. Et les pressions réelles observées pour des valeurs variées de A ont vérifié la formule de façon très satisfaisante (‘). On voit d’ailleurs que pour A = ^^, soit pour oks 58 de nitroglycérine au litre, la pression réelle sera justement égale à la force de l’explosif, soit 9.220 kilos.
  - Comment est-il possible de mesurer des pressions pareilles? Pour cela les techniciens ont réalisé des appareils extrêmement ingénieux. Le manomètre à écrasement ou manomètre à crusher imaginé par le capitaine anglais Noble est une bombe très résistante fermée par un piston mobile d’une parfaite étanchéité. La tête de ce piston s’appuie sur un petit cylindre en cuivre (hauteur 13 millimètres, diamètre 8 milli-
  - (1) Cette formule donne lieu à une remarque intéressante. Il suffit que la densité de chargement A devienne égale à l’inverse du covolume - pour que la pression prenne une valeur infinie. Il suffit donc d’enfermer ik^ 4 de nitroglycérine, c’est-à-dire 875 centimètres cubes dans une capacité d’un litre pour que la pression croisse au delà de toutes limites brisant toutes • les enveloppes matérielles possibles.
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- - 12 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS mètres) bloqué lui-même contre une enclume solidaire de la bombe. Qu’on imagine des essais d’écrasement faits sur des cylindres semblables
  - f Ee saleo
  - Manomètre à crusher.
  - avec des poids connus (1), et l’on saura, pour un écrasement donné, retrouver la pression correspondante.
  - * *
  - Revenons sur ce qui précède. Le calorimètre nous a fourni la mesure thermique de l’énergie
  - (i) Une balance spéciale dite balance de Jœssel sert à cet usage.
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 13 libérée dans la réaction explosive, première donnée très importante, puisqu’elle nous donne une idée de la somme de travail qu’on peut attendre de l’explosion. La connaissance de l’énergie et des produits de la réaction nous a permis ensuite de calculer la température et la pression, c’est-à-dire d’estimer quelle sera la qualité de ce travail. Et la mesure directe de la pression est venue confirmer le principe du calcul. Les divers explosifs se trouvent ainsi représentés par des nombres caractéristiques : potentiel, volume des gaz, température, force, qui nous permettront de faire un choix entre eux pour les applications.
  - Poudre noire (chasse) Colon-poudre Nitrate d’ammoniaque Nitro-gly-cérine Acide picrique
  - Potentiel... . 272 t.-m. 442 t.-m. 163 t.-m. 680 t.-m. 371 t.-m.
  - Volume des gaz. • 279 1. 85g 1. 976 1. 713 1. 828 1.
  - Température . . 2.660° 2.670° 1.0510 3.1450 2.832°
  - Force 4.100kg. 9.544kg. 4.894kg. 9.220kg. 9.78okg.
  - Ainsi nous voyons que la température d’explosion du nitrate d’ammoniaque est la plus basse, d’où son usage dans les mines grisouteuses comme explosifs de sûreté. Nous constatons que le potentiel de l’acide picrique est inférieur à celui de la nitroglycérine, mais que sa force est plus grande. Il déblaiera une masse moins considérable de terres ou de roches, mais il produira un ébranlement plus violent.
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- - 14 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - Mais il est temps de faire appel à une autre donnée qui nous manque et qui est décisive pour la qualité du travail de l’explosif : c’est la brusquerie de l’explosion. Nous avons supposé dans nos calculs qu’elle était assez soudaine pour que la chaleur dégagée n’eût pas le temps de se dissiper et fût employée tout entière à échauffer les produits de l’explosion. Mais il y a des degrés dans l’instantané. Ainsi prenons un cylindre de poudre B long de 10 centimètres et mettons le feu à son extrémité. La combustion pourra durer dix secondes à l’air libre, et deux secondes en vase clos (1). Au contraire, prenons un cylindre de coton-poudre comprimé et allu-mons-le par la déflagration d’une amorce convenable de fulminate. Il brûle soudain avec une détonation violente et disparaît dans un temps cent mille fois plus court. Dans les deux cas l’énergie libérée est à peu près la même, mais combien la qualité peut en être différente ! Supposons que la charge soit enfermée dans l’âme d’une arme à feu où le projectile joue le rôle d’obturateur mobile comme le piston dans un corps de pompe. Avec la poudre B le projectile sera mis en route bien avant la combustion complète de la charge, et la pression n’augmentera
  - (i) Nous verrons que la vitesse de combustion augmente du fait de la pression.
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 15 pas au delà d’un maximum compatible avec la résistance de l’arme. Mais avec le coton-poudre comprimé la réaction est si soudaine qu’elle sera terminée avant que le projectile ait pu se mettre en route et qu’elle se fera comme en vase clos, développant une pression énorme qui fait voler en éclats, les parois les plus résistantes. Nous saisissons ici la différence entre un explosif propulseur et un explosif brisant. Essayons de montrer ce qui distingue les deux mécanismes de combustion. Dans le premier cas la combustion se propage de proche en proche par conduction calorifique. Une première région de la charge étant portée à la température de mise à feu brûle et élève la température de la région immédiatement voisine qui prend feu à son tour. Et l’on voit que la vitesse est réglée par la transmission de la chaleur. Au contraire, le propre de l’explosif brisant c’est que la transmission s’y fait par choc. La détonation du fulminate communique sa force vive à une première couche de coton-poudre. Celle-ci, comme si elle était sou-dain portée à une température très élevée, brûle alors avec une vitesse décuplée, et, dégageant brusquement ses gaz, donne un choc explosif à une couche voisine. Et ainsi de suite en continuant. Et ce choc peut aller s’amplifiant d’une couche à la suivante, si bien que la vitesse de transmission de cette onde explosive est incom-
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- - 16 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - parablement plus grande que celle d’un choc mécanique ordinaire. Nous devons à Berthelot l’analyse de ce phénomène. II a fait d’abord avec M. Vieille des mesures sur la vitesse de propagation de l’onde explosive dans les mélanges gazeux détonants. Ils ont trouvé, par exemple pour le mélange hydrogène-oxygène, une vitesse de 2.810 mètres par seconde. Mais les véritables explosifs brisants sont les explosifs solides ou liquides, à cause de leur grande densité de chargement. Or, pour le coton-poudre granulé, on a trouvé une vitesse de propagation de 4*770 mètres à la seconde, et pour l’acide picri-que pulvérulent, de 6.5oo à 7.000 mètres (').
  - On conçoit que l’étude des explosifs brisants va constituer un domaine à part. La première difficulté qu’on y rencontre est de reconnaître les conditions de sécurité de ces explosifs. Il arrive en effet qu’ils sont d’une extrême sensibilité et qu’ils détonent sous la moindre influence. Ainsi l’iodure d’azote Az I3 détone par le frottement d’une barbe de plume. On ne peut donc pas songer à l’utiliser. Le fulminate de mércure (CAz0)2 Hg détone au simple choc d’un percu-
  - (1) Ges vitesses énormes sont mesurées avec une grande précision par une méthode très ingénieuse due à M. Dautriche.
  - C’est une méthode d’interférence qui permet de mesurer la vitesse sur des cordeaux détonants très courts (Voir Comptes rendus
  - de l’Académie des Sciences, tome CXLIV, p. io3o. 1907).
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 17 leur. Aussi ne peut-il être manipulé en masses. C)n le conserve à l’état humide et à basse température, et on ne le sèche que réparti en petites fractions isolées. Comme il est très brisant, une fraction minime donne un choc explosif suffisant pour déchaîner d’autres réactions explosives. C’est l’amorce usitée en France. En Allemagne on lui préfère l’azoture de plomb, moins sujet à s’altérer sous l’influence de la chaleur humide. — La nitroglycérine est encore extrêmement sensible au choc, à ce point que le transport a dû en être interdit. On sait que Nobel a su la rendre inoffensive en la mélangeant à un support inerte tel que la silice pulvérulente. On a alors la dynamite. La transmission explosive se fait plus lente, la sensibilité diminue, l’amorçage par détonateur devient nécessaire. Mais, la brisance a diminué en même temps.
  - Un type accompli d’explosif brisant, c’est l’acide picrique. Mais on eut tout d’abord à compter avec le caractère extrêmement capricieux de son amorçage. Parfois il paraissait stable, résistant même à des chocs violents; parfois, au contraire, il détonait presque spontanément sans raison apparente. En examinant les choses de plus près on reconnut les causes de cette irrégulière sensibilité. En ‘premier lieu, la présence des picrates. L’acide picrique, qui est du trinitrophénol, attaque la plupart des métaux
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- - 18 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - et donne des sels beaucoup plus instables que l’acide lui-même. Le picrate de fer, et surtout le picrate de plomb, sont d’une extrême sensibilité. Aussi faut-il absolument éviter le contact de l’acide picrique avec le fer ou avec le plomb. Les tubes métalliques flexibles emplis d’acide picrique qui servent de cordeaux détonants (t) sont en étain. Les obus explosifs sont étamés soigneusement avant de recevoir leur charge. Mais ce n’est pas tout; une autre cause d’instabilité est la structure cristalline de l’explosif. A l’état pulvérulent il est sujet à des frottements de cristal sur cristal qui déclanchent la réaction explosive. Toute occasion de frottement disparaîtra si toute la masse de l’explosif peut être agglomérée en un solide continu. On y réussit précisément par fusion et refroidissement. C’est ainsi qu’on obtient par fusion à 1220 la masse de mélinite (jaune comme du miel) ; et c’est le grand mérite de M. Turpin d’avoir préconisé cette pratique et démontré toutes les qualités du nouvel explosif. On peut augmenter encore les conditions de sécurité de son emploi. Pour cela on applique les propriétés des mélanges eutecti-ques. Le mélange de la mélinite (4o parties)
  - (1) Il ne faut pas confondre le cordeau détonant avec le cordeau d’allumage (Bickford). Le cordeau détonant sert de trait d’union entre diverses charges d’explosifs dont il assure l’amorçage simultané.
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 19 avec la crésylite ou trinitrométacrésol qui fond à 106° (60 parties) demeure liquide jusqu’à 85°. De plus, s’il a été fondu et solidifié une première fois, il redevient plastique dès 70°, ce qui permet de le bourrer par compression en masse continue dans les obus sans la moindre lacune. Tout danger de friction et d’explosion anormale est ainsi écarté, et loin de diminuer la brisance, comme c’est le cas pour la dynamite, on l’augmente puisqu’on accroît la densité de chargement. L’acide picrique qui a été fondu exige pour détoner des chocs extrêmement violents. En réalité il ne détone plus que par une amorce au fulminate. Encore établit-on entre l’amorce et la mélinite un relais d’acide picrique pulvérulent pour exciter plus sûrement l’explosion de la masse. — Un autre explosif aussi brisant et plus maniable encore est le toluène trinitré (tolite, trotyl). Il fond à 81° et n’attaque pas les métaux. Les Allemands lui ont donné la préférence, mais il ne semble pas qu’ils aient su calculer leurs charges aussi judicieusement que nos artilleurs (l).
  - L’étude théorique des explosifs brisants n’est encore qu’ébauchée. Il nous suffira d’avoir montré ici quelles étaient les difficultés pratiques
  - (1) Les Anglais emploient la lyddite qui est analogue à notre
  - mélinite.
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- - 20 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS de leur usage et comment la science des chercheurs a pu les vaincre. Mais le succès de la méthode scientifique s’est affirmé surtout dans la mise au point des explosifs propulseurs. Et c’est là qu’il nous faut voir maintenant nos ingénieurs à l’œuvre.
  - * * *
  - Reportons-nous à l’époque où l’on employait encore la poudre noire, c’est-à-dire vers 1880. A ce moment l’artillerie tendait à augmenter de plus en plus la force vive de ses projectiles. Pour cela on est conduit à augmenter la charge de poudre. Mais si on veut éviter que la pression devienne dangereuse pour l’arme, il faudra de toute évidence ralentir la vitesse de combustion. Alors le dégagement des gaz étant réglé sur la progression de l’obus dans l’âme de la pièce, la pression se trouvera par là même modérée. La mesure des vitesses de combustion prend donc ici un intérêt de premier ordre, et l’on conçoit toute l’importance des remarquables travaux que M. Vieille exécuta en 1884 et i885 sur la combustion des poudres noires.
  - Comment mesurait-il les vitesses de combustion? Par l’inscription graphique des pressions. La combustion se fait dans un manomètre à crusher dont le piston, muni d’un style, inscrit
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 21 ses déplacements sur un cylindre enfumé. Bien qu’ici les gaz ne subissent pas la même détente que dans une arme à feu, on peut néanmoins régler l’expérience de façon que la pression maximum y soit à peu près la même, et les conclusions qu’on en tire donnent des indications précieuses sur les conditions du tir réel (1). L’examen du diagramme obtenu fournit, en effet, toute une série de données instructives, savoir : le maximum de pression, la durée totale de la combustion, la vitesse d’émission des gaz, et, par suite, de la combustion à chaque instant (2), et enfin la loi qui relie cette vitesse à la pression.
  - Pressions
  - Courbe.
  - Temps
  - (i) Le dispositif du crusher peut d’ailleurs s’adapter à un canon et fonctionner pendant un tir réel.
  - (2) Elle est, donnée par le coefficient angulaire de la tangente au diagramme en chaque point.
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- - 22 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - On trouve que la vitesse à chaque instant est proportionnelle à une puissance constante de la pression. Le maximum de vitesse (point d’inflexion de la courbe), moins élevé pour les poudres lentes, est aussi plus lentement atteint. La durée totale de la combustion varie en sens inverse du maximum de vitesse. Enfin, et surtout, la durée de combustion dépend à un très haut degré de la grosseur des grains de poudre noire et de la façon dont on les agglomère entre eux. Plus le grain élémentaire de la poudre est fin, plus tôt la combustion est terminée. Supposons ces grains faiblement agglomérés entre eux par une compression modérée. L’expérience montre que la durée de combustion est indépendante de l’épaisseur du comprimé de poudre. C’est le signe que les gaz incandescents se répandent instantanément dans tous les interstices et allument tous les grains ensemble. Mais si, par une compression croissante, on augmente la compacité des charges, la durée de la combustion augmente, devient fonction de l’épaisseur, et bientôt lui est proportionnelle. La combustion de la poudre est alors parfaitement régulière, et se fait par couches parallèles. — Dès qu’on est en possession d’une poudre de ce genre, on voit qu’il est possible de régler la durée de sa combustion, puisqu’il suffit de régler l’épaisseur des comprimés. Malheureusement, les comprimés de
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 23 poudre noire, dès que leurs dimensions augmentent, deviennent fragiles (surtout à la déflagration), et leur régularité est tout à fait illusoire. Pour avoir une poudre lente bien régulière, il faudrait recourir non pas à des grains agglomérés, mais à un solide continu.
  - Arrivé à ce point de son étude, M. Vieille eut une idée ingénieuse et hardie, ce fut d’employer le coton-poudre. Préparer une poudre lente avec du fulmicoton, voilà qui pouvait d’abord sembler un paradoxe. Le fulmicoton allumé par une flamme ou par une amorce assez faible pour ne pas provoquer l’onde explosive, brûle, il est vrai, selon le mode des poudres. Mais sa combustion est extrêmement rapide.
  - On avait pu déjà, dans certains essais, l’employer en charges réduites dans des armes de petit calibre, mais non sans déterminer parfois l’éclatement de ces armes. Et pourtant il est un produit, formé aussi de nitrocellulose, qui peut brûler lentement : le celluloïd. C’est que la nitrocellulose y est amenée à l’état de solide continu. Qu’on amène le fulmicoton à cet état, et le problème sera résolu. Ici se rencontre une difficulté. La mise en plaques de la nitrocellulose pour celluloïd se fait par l’intermédiaire d’un dissolvant. Or, il y a diverses variétés de nitrocelluloses selon leur degré de nitration. Les plus nitrées sont les plus combustibles. Le coton-poudre est
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- - 24 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS la plus nitrée, mais c’est aussi la moins soluble. On compte dans sa formule onze groupes nitrés, c’est-à-dire qu’en la rapportant à la cellulose CAH‘0:0, on l’écrira C-H:9 O° (OAzO2) 1. Le coton pour collodion ou pour celluloïd est bien plus soluble, mais il ne compte que huit groupes nitrés, CAH32O1 (OAzO2)8. Il n’est plus assez combustible pour faire une poudre. — Heureusement, grâce à un artifice, tout va se concilier. La nitrocellulose à g AzO~ est encore soluble dans l’éther à 56° B. (i partie d’alcool à 95° avec 1,9 partie d’éther à 65°). Préparons-en un collodion nouveau qui nous servira de véhicule, et dans lequel nous allons triturer le coton-poudre à 11 Az02. Celui-ci s’imprègne du dissolvant, se gonfle, se gélatinise, devient colloïdal, et nous obtenons bientôt une pâte homogène que l’évaporation de l'alcool-éther va laisser à l’état de solide tenace et continu. Cette pâte peut être étirée, moulée à volonté. La matière compacte qui va constituer la « poudre » peut affecter telle épaisseur, telle forme qu’on désire. La configuration de la poudre qui est un des facteurs de sa vitesse est donc tout à fait sous notre dépendance. Mais de plus nous disposons d’un autre facteur de réglage. Le coton à g AzO- (on l’appelle le CP2) moins vif et moins puissant que le coton à II (on l’appelle le CP1) est pour lui un adjuvant modérateur. En variant les doses,
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 25 nous ferons varier à volonté la lenteur de la poudre. Ainsi pour les poudres vives destinées aux fusils, l’expérience montre que la dose de CP, dans ce mélange doit être voisine de 25 °lo-Dans les poudres les plus lentes, destinées aux gros canons de marine, il s’approche de 5o °/o-
  - Ainsi le fulmicoton est discipliné. Sa force explosive, bien supérieure à celle de la poudre noire, est utilisée de telle sorte qu’avec une charge moindre, méthodiquement soumise à une combustion progressive par couches parallèles, elle donne au projectile une vitesse beaucoup plus grande (1). En même temps la poudre présente un nouvel avantage, c’est qu’elle brûle sans fumée, et c’est sous ce nom de « poudre sans fumée » qu’elle va se faire connaître.
  - C’est ainsi que furent découvertes les poudres colloïdales. Elles furent mises en service dans l’armée française dès 1886. On notera ce millésime comme une date importante dans notre histoire militaire, et l’on citera comme un travail classique dans la science des explosifs le mémoire de M. Vieille sur le mode de combustion des matières explosives {Mémorial des Poudres et
  - (1) On a perfectionné encore la progressivité en lissant la poudre, c’est-à-dire en la durcissant par l’alcool à sa surface pour ralentir encore la combustion à son début. Un bon agent de durcissement est la centralite (diméthyldiphénylurée), dissolvant gui paraît agir en resserrant le grain du colloïde.
  - 8
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- - 26 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - Salpêtres, tome VI, année 1893). On y trouve les données caractéristiques sur la combustion des poudres colloïdales. Citons par exemple un échantillon qui, à la densité de chargement 0,2 (200 grammes par litre) et sous une épaisseur de i millimètre, brûle en 9,6 millièmes de seconde. Le maximum de la pression est 2.3o5 kilos par centimètre carré. L’accroissement maximum de pression par millième de seconde est de 535 kilos (on dit que le coefficient de vivacité est de 535 tonnes-seconde). La vitesse de combustion sous 366 kilos tse de 3cmg8 par seconde; sous 511 kilos, 4cm56; sous 860 kilos, 6cm 55; sous 1.410 kilos, gcm 74, etc. Elle varie comme la puissance 3 de la pression.
  - Le principe de nos poudres colloïdales (poudres B) était à peine établi qu’on essaya de les imiter et de les perfectionner. Un progrès important consisterait à trouver un gélatinisant qui ne fût pas volatil. En effet, s’il est volatil, on le perd au séchage de la poudre, à moins qu’on ne fasse les frais d’une récupération. Cette perte du dissolvant est donc onéreuse, mais le plus fâcheux c’est que son élimination est incomplète. La poudre en retient toujours un résidu, et s’il n’est pas constant d’un lot de poudre à l’autre, la régularité du tir en est influencée. — Si l’on cherche un dissolvant
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 27 qui demeure tout entier incorporé dans la poudre, il est évident qu’on a intérêt à choisir un explosif. Justement la nitroglycérine est capable de gélatiniser le coton-poudre, et une fois incorporée à la pâte solide, elle y devient insensible aux chocs. D’où la balistite inventée par Nobel : coton-collodion (CP2) 49,5, nitroglycérine 49,5, diphénylamine (comme stabilisant) i partie. Le choix de la nitroglycérine paraît d’abord très heureux, car le coton-poudre pèche par défaut d’oxygène, et la nitroglycérine en contient un excès, d’où combustion parfaite de l’ensemble et accroissement notable de la puissance. Malheureusement on élève aussi beaucoup la température de l’explosion (T) et les armes sont rapidement usées. Pour éviter l’érosion des armes on est amené à abaisser le taux de nitroglycérine. Mais alors le dissolvant volatil redevient nécessaire et le bénéfice de l’opération est en partie perdu. La fabrication de la cordite anglaise n’échappe pas à ce reproche. Une autre poudre plus récente est celle d’Avigliana (poudrerie italienne). Le dissolvant y est remplacé par du dinitrotoluène : nitroglycérine 25, dinitro-toluène 25, GP250. Il semble qu’elle réalise un progrès, mais on n’est pas encore bien fixé sur
  - (1) La température théorique d’explosion de la nitroglycérine est d’ailleurs une des plus élevées.
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- - 28 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS
  - ses propriétés. Nos artilleurs se sont refusés jusqu’ici à employer ces poudres, aussi leurs canons peuvent-ils supporter sans déréglage et sans usure un service très prolongé.
  - Dans la balistite de Nobel, ce qui est plus important peut-être que la nitroglycérine, c’est l’introduction de la diphénylamine comme stabilisant. Nos poudreries l’ajoutent aussi depuis quelques années à la poudre B (à la dose de 1,5°/0 environ) et c’est un grand perfectionnement. Qu’est-ce à dire? C’est qu'il ne suffit pas de discipliner le coton-poudre dans les armes, il faut le discipliner aussi au cours de sa fabrication et de sa conservation. La nitro-cellulose est un éther nitrique; comme tous les éthers, elle est sujette à une lente hydrolyse (T) qui libère de l’acide nitrique, et, par réduction de l’acide nitrique, de l’acide nitreux. Bien entendu, cette hydrolyse est favorisée par l’humidité et accélérée par une élévation de température. Mais l’acidité elle-même, à mesure qu’elle se développe, en précipite le cours, de sorte qu’une nitrocellulose altérée va s’altérant de plus en plus avec une vitesse croissante. Résultat déplorable à tous les égards. D’abord la poudre n’a plus les mêmes effets balistiques et le réglage du tir est incertain. Ensuite, si la
  - (1) Comparable au rancissement du beurre.
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 29 matière est conservée en grande masse, la chaleur dégagée par la décomposition même ne tarde pas à élever la température. Et le phénomène peut aller s’amplifiant jusqu’à la combustion spontanée de la poudre. Avec la diphény-lamine, il semble bien que ces dangers disparaissent. Dès que des traces d’acide nitrique tendent à se former, la diphénylamine les capte aussitôt. Toute catalyse fâcheuse est annihilée ainsi, et tant que la diphénylamine n’est pas nitrée à fond la sécurité reste entière. Cette nitration se révèle d’ailleurs au chimiste par des réactions colorées qui permettent de suivre l’évolution de la poudre.
  - Grâce à cette précaution essentielle, il est probable qu’on n’aura plus à craindre de surprises. Mais on en prend d’autres. D’abord la fabrication du coton-poudre s’effectue avec le plus grand soin. Par des lavages à l’eau après nitration on élimine toute trace d’acide nitrique. On fait bouillir ensuite le coton-poudre avec une solution très diluée d’acide sulfurique pour détruire du premier coup les éthers nitriques instables qui pourraient se trouver mélangés au produit final. On neutralise, on lave de nouveau longuement. Enfin le coton-poudre avant d’entrer dans la poudre B, et la poudre B elle-même, quand elle est finie, subissent des épreuves rigoureuses de stabilité. — 10 grammes de coton-
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- - 30 LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS poudre à i,3°/0 d’humidité sont chauffés à i io°, dans un tube avec un papier de tournesol bleu jusqu’à ce qu’il commence à virer au rouge. Ce virage ne doit pas survenir avant la huitième heure. — 10 grammes de poudre B sont chauffés de même à iio°, mais pendant plusieurs jours. Le chauffage est interrompu chaque jour dès que le tournesol rougit (toutefois on ne le laisse jamais dépasser dix heures). Puis la poudre est exposée à l’air jusqu’au lendemain. Et ainsi de suite jusqu’à ce que le rougissement ait lieu en moins d’une heure. Les durées de chauffage totalisées atteignent cent heures pour les poudres stables. Et ce critérium est considéré comme suffisant.
  - Pour terminer, il nous reste à dire un mot du rendement balistique des poudres. Le canon est un moteur thermique dont la poudre est le combustible. Le travail utile se traduit par la force vive du projectile. Ainsi considérons l’obus du canon de 75. Il pèse 7*8 2 et part avec une vitesse initiale de 529 mètres par seconde. Il porte donc une énergie cinétique de 2 J38 52g2, soit 102.800 kilogrammètres. La charge propulsive est constituée par 720 grammes de poudre B en lamelles. Le potentiel de la poudre est de 407 tonnes-mètres environ. L’énergie totale contenue dans la charge est donc voisine de
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- - LA CHIMIE DU FEU ET DES EXPLOSIFS 31 293.000 kilogrammètres. Et le rendement est 102.800 soit 35,1 °/0. Ilest évident que ce rende-293.000
  - ment n’est pas le maximum qu’on puisse atteindre. Il y a encore là matière à progrès. Ce sera l’œuvre de l’avenir.
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- - LIBRAIRIE MILITAIRE BERGER-LEVRAULT
  - PARIS, 5-7, rue des Beaux-Arts — rue des Glacis, 18, NANCY
  - PAGES D’HISTOIRE, 1914-1915
  - Série de fascicules in-12, brochés.
  - 1. Le Guet-apens. 23, 24 et 25 juillet 1914.............40 c.
  - 2. La Tension diplomatique. Du 25 juillet aa rer août 1914.. . 60 c. 3. En Mobilisation. 2, 3 et 4 août r914 60 c. 4. La Journée du 4 août 60 c. 5. En Guerre. Du 5 au 7 août 1914 . 60 c.
  - Les Communiqués officiels depuis la déclaration de guerre. Du 5 août 1914 au 3o juin 1915. 12 fascicules (Nos 6 à 8, 12, 18, 26, 35, 42, 45, 49, 53, 61).— Chaque fascicule 60 c. Extraits du « Bulletin des Armées de la République ». 9. — I. Les Premiers-Paris. Du 15 août au 3 septembre 1914. . . 60 c.
  - 10. — II. Les Premiers-Bordeaux. Du 4 sept, au 21 octobre 1914. 60 c. A l’Ordre du Jour. Du 8 août au 28 décembre 1914. 13 fascicules (N°* 11,13, 14, 16,
  - 17, 19, 31, 33, 43, 52, 56, 59, 60). — Chaque fascicule . . 60 c.
  - 15. Le Livre bleu anglais (23 juillet-4 août 1914).........60 c.
  - 20. Le Livre gris belge (24 juillet-29 août1914)...........60 c.
  - 21. Le Livre orange russe (10|23 juillet-24 juillet/6 août 1914). . . • 60 c.
  - 22. Le Livre bleu serbe (16|29 juin-3/16 août 1914)........60 c.
  - 23. La Séance historique de l’Institut de France. Préface de
  - M. H. WELSCHINGER, de l'Institut............................60 c.
  - Extraits du « Bulletin des Armées de la République ».
  - 24. — III. Les Premiers-Bordeaux. Du 24 octobre au 9 déc. 1914. 60 c.
  - 25. Le Livre blanc allemand (24 juillet-2 août 191). 60 c.
  - 27. L'Allemagne et la Guerre, par Émile BOUTROUX, de l’Académie Française............................................. ... 40 c.
  - 28. La Folie allemande. Documents allemands, par Paul VERRIER, chargé de cours à là Sorbonne ... ..........................30 c.
  - 29. La Journée du 22 décembre (Rentrée des Chambres'). Préface de M. H. WELSCHINGER, de l’Institut....................... 60 c.
  - 30. La Chronologie de la Guerre (3r juillet-3r déc. rgr4), par S. R. 40 c.
  - 32. Le « 75 ». Notions sur le canon de 75, par Th. Schlœsing fils, membre de l’Institut........................................40 c.
  - 34. Les Allemands en Belgique (Louvain et Aerschot). Notes d’un témoin hollandais, par L.-H. GRONDIS, ancien professeur à l’Institut technique de Dordrecht... .................60 c.
  - (Voir la suite à la pape suivante.)
  - HISTOIRE GÉNÉRALE ET ANECDOTIQUE DE LA GUERRE DE 1914
  - Par JEAN-BERNARD
  - Paraissant par fascicules grand in-8, avec illustrations et cartes. Prix du rer fascicule 50 c.
  - Prix des fascicules suivants ... '......................... 75 c.
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  - PAGES D’HISTOIRE, 1914-1915
  - Série de fascicules in-12, brochés. (Suite.)
  - 36 et 37. Voix américaines sur la guerre de 1914. Chacun. . 60 c.
  - 38. Le second Livre orange russe (rg juillet/rer août-19 octobre! rer novembre 1914....................................... 60 C.
  - 39. Le Front. Atlas dépliant de 32 cartes en six couleurs. Préface du général Gherfils ... ................................. 90 c.
  - 40. Paroles allemandes. Préface de l'abbé E. WETTERLÉ, ancien député d'Alsace au Reichstag....................... ... 90 c.
  - 41. Les Poètes de la Guerre. Recueil de poésies parues depuis le rer août 1914. Préface en vers de Hugues Delorme...........75 c.
  - 44. La Haine allemande (Contre les Français'), par Paul Verrier. 40 c.
  - 46. Les Neutres.—La Suisse et la Guerre....................60 c.
  - 47. Le Livre rouge austro-hongrois (29 juin-24 août 1914). ... 90 c.
  - 48. Les Campagnes de 1914, par CHAMPAUBERT. Avec 28 cartes. . 60 c.
  - 50. Nos Marins et la Guerre.............................. 60 c.
  - 51. Le second Livre bleu anglais (3 août-4 novembre 1914) ... 90 c.
  - 54. Les Neutres. — Les Dessous économiques de la Guerre, par Christian CORNÉLISSEN, économiste hollandais. Préface de Charles Andler, professeur à la Sorbonne...................60 c.
  - 55. Le Livre vert italien . ............................ 90 c.
  - 57. Les Volontaires étrangers enrôlés au service de la France en 1914-1915, par M.-C. POINSOT...............................60 c.
  - 58. L’Organisation du Crédit en Allemagne et en France, par André Liesse, membre de l’institut...............................90 c.
  - 62. La Vie économique en France pendant la guerre actuelle, par Paul BEAUREGARD, membre de l'Institut..................40 c.
  - 63. L’Œuvre de la France, Articles du journal The Times .... 45 c.
  - 64. La Guerre et les Monuments. Cathédrale de Reims, Ypres,
  - 65. Les Origines historiques de la guerre, par Gabriel ARNOULT, docteur en droit. Avec 4 cartes..........................................40 0.
  - 66. Du Rôle de la Physique à la guerre. De l’Avenir de nos Industries physiques après la Guerre, par J. Violle, membre de l’institut. Avec 26 figures....................................75 c.
  - L'ATLAS-INDEX DE TOUS LES THÉATRES DE LA GUERRE
  - I. Le Front de Bataille en France et en Belgique. — 16 cartes d’ensemble au 600.000°, en quatre couleurs, et 24 cartes détaillées au 100.000°, donnant les principaux fronts stratégiques. Avec Index alphabétique de 8.352 noms. Grand in-8, relié souple, tranches rouges..........3 fr.
  - II. Le Front Est. Prusse Orientale. Pologne. Galicie. Hongrie. — 33 cartes en couleurs, avec Index de 6.024 noms. . 2 fr. 50
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