Unexplosif est un mélange de corps qui, lors de leur transformation, sont susceptibles de dégager en un temps très court une grande quantité dechaleur et généralement[a] un grand volume degaz porté à hautetempérature, ce qui constitue uneexplosion. Unecharge explosive (enanglais :explosive charge) est une quantité mesurée de matière explosive.
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Le premier composé explosif était très probablement lapoudre noire, communément appelée la poudre à canon[1]. Sa première apparition date de lorsque des alchimistes chinois l'ont enflammée par accident. Cependant, la poudre noire n'a pas été introduite en Europe avant leXIIIe siècle. Elle est pour la première fois utilisée engénie civil afin de réaliser ledragage de la Rivière Niermen en Europe du Nord.
En 1846, le professeur italienAscanio Sobrero découvre lanitroglycérine liquide[2]. Quelques années plus tard, un inventeur du nom deImmanuel Nobel va développer un procédé de fabrication de la nitroglycérine. Dans la même année, parallèlement à la préparation de la nitroglycérine, certains chercheurs se sont intéressés à lanitration de lacellulose afin d'obtenir de lanitrocellulose. La paternité de la nitrocellulose revient au chimiste inorganicien allemandRudolf Christian Böttger[3]. Par sa grande instabilité, la nitrocellulose a provoqué de nombreux accidents dans les usines de production. En 1865, SirFrederick Abel publie une solution en convertissant la nitrocellulose sous forme de pâte.
En 1875,Alfred Nobel, le fils d'Immanuel Nobel, découvrit que le mélange de nitrocellulose avec de la nitroglycérine donnait un gel. Ce gel a ensuite été développé afin de produire de la gélatine dedynamite[4].
En 1895, le chimiste allemandRichard Wolffenstein découvrit leTATP[5]. Le TATP (triperoxyde de triacétone) fait partie d’une famille de molécules instables constituées deperoxydes organiques cycliques.
Plus tard, vers la fin duXIXe siècle, l'acide picrique et letrinitrophénol sont apparus comme substitut de la poudre noire. L'acide picrique a été préparé en grande échelle en 1894 afin d'être utilisé comme explosif de base dans les utilisations militaires[6].
Enfin, en 1863, le chimiste allemand Julius Adolph Wilbrand découvrit letrinitrotoluène (TNT)[7]. En 1914, il deviendra l'explosif standard des armées durant laPremière Guerre mondiale.
De l'explosion résulte la création d'unfront d'onde de pression. La vitesse de ce front d'onde détermine la classification des explosifs. Il existe trois grands groupes d'explosifs :
les explosifs soufflants (régime dedéflagration) ;
les explosifs progressifs se situent entre les soufflants et les brisants.
La différence entre les régimes de déflagration et de détonation n'est pas toujours simple. Selon les conditions d'utilisation, un explosif normalement déflagrant peut détoner, et un explosif normalement détonant peut déflagrer.
Les explosifs progressifs suivent le régime de détonationsupersonique (de2 000 à3 500m/s).
Les explosifs brisants détonent également (de4 000 à9 000m/s).
Les explosifs peuvent aussi être utilisés pour la propulsion de projectiles ou fusées sous forme de poudre oupropergol. Le régime est alors la combustion qui doit être très bien maîtrisée (exemple, les deuxpropulseurs d'appoint à poudre de chaque côté de lafusée Ariane).
Un explosif soufflant est un explosif qui provoque lors de sonexplosion une pression dans les directions de moindre résistance. Si on place une petitecharge d'explosif soufflant sur un mur, lors de l'explosion lapression va s'appliquer à l'opposé du mur, le mur restera intact. Au contraire, si on avait placé une charge d'explosif brisant, le mur aurait été endommagé ou perforé.
On peut citer à titre d'exemple les explosifs soufflants suivants :
Un explosif brisant est un explosif qui applique, lors de sonexplosion, une pression sur la zone la plus résistante. Un exemple simple : si on place une petitecharge d'explosif brisant sur un mur, lors de l'explosion lapression va s'appliquer sur le mur et provoquer la perforation du mur. Au contraire, si on avait placé une charge d'explosif soufflant, le mur n'aurait pas été perforé, mais il y aurait eu un forteffet de souffle dans la direction opposée au mur.
Ils sont généralement utilisés dans le domaine militaire ou dans le bâtiment. Pour lapyrotechnie, on préférera les explosifs déflagrants, car les brisants sont trop complexes à manipuler. De plus, ils sont souvent très toxiques et même parfois cancérigènes.
lamélinite pure (connue sous le nom d'acide picrique ou bien encore de 2,4,6-trinitrophénol) n'est plus utilisée de nos jours, mais sert d'étalon pour donner lecoefficient d'utilisation pratique (CUP) d'un explosif, mesurant sa puissance ;
leTNT ou trinitrotoluène a été largement utilisé pendant la Seconde Guerre mondiale ;
On les trouve par exemple dans lesdétonateurs ou lesamorces. Ce sont généralement des produits toxiques et dangereux, source de nombreux accidents depuis leur découverte.
Sa vocation peut être d'amorcer la réaction à lui seul, ou de mettre à feu unbooster explosif servant de pont entre un explosif de faible énergie et un autre qui possède une grande énergie, mais une réactivité faible.
Un explosif secondaire est un explosif capable de fournir une très grande quantité d'énergie. C'est le cas par exemple du C3 et du C4.
Trinitrotoluène (TNT)
Nitroglycérine…
Cependant un explosif de ce genre est fabriqué de manière à être puissant mais stable dans la mesure du possible. Il a donc besoin d'une énergie d'activation pour exploser. Il est toujours placé après l'explosif primaire qui joue le rôle de détonateur.
L'explosion de cette charge primaire fournit peu d'énergie comparée à la charge secondaire mais suffisamment de chaleur et uneonde de choc pour activer cette seconde charge.
Un booster explosif, ou explosif secondaire, sert de pont entre un explosif de faible énergie et un autre qui possède une grande énergie, mais une réactivité faible.
Il concentre l'énergie d'unexplosif primaire de façon à amorcer la réaction du deuxième explosif. Lesboosters sont créés en mélangeant des composants de grande réactivité et de grande énergie en proportions variables.
Par exemple, un initiateur (tel un tube explosif) ne possède pas l'énergie d'activation nécessaire pour déclencher la réaction d'une grande quantité d'explosif puissant (tel lePETN, leTNT et l'ANFO), le booster amène l'énergie d'activation nécessaire pour démarrer la réaction chimique.
Letétryl était populaire auXXe siècle comme booster, particulièrement durant laSeconde Guerre mondiale, mais n'est plus beaucoup utilisé auXXIe siècle, remplacé par des mélanges répondant mieux aux exigences des explosifs modernes.
Pour des raisons de sécurité des utilisateurs et de lutte contre leterrorisme, la mise en œuvre d'explosifs nécessite de suivre une formation et de respecter la réglementation en vigueur dans le pays[8],[9],[2].
Il faut disposer d'autorisations et être titulaire d'un permis ou d'un certificat. Ces diplômes se préparent lors d'une formation par un organisme agréé. Ils sont obtenus après réussite à un examen.
Il est en général interdit de fabriquer des explosifs. On peut se procurer ces derniers auprès de fabricants qui ne commercialisent que des produits ayant reçu un agrément technique[10],[11].
L'utilisateur devra aussi respecter les règles concernant le transport et le stockage des explosifs.
Les explosifsagréés sont des produits sûrs, mais peuvent présenter des dangers si des consignes de sécurité ne sont pas respectées lors de leur utilisation :
activation accidentelle d'éléments sensibles comme les détonateurs à la suite d'un choc, d'une perturbation électromagnétique ;
certains composants de certains explosifs sont toxiques, et peuvent être source d'intoxication due aux gaz dégagés par l'explosif dans un milieu mal ventilé ;
intoxication par contact avec la peau en manipulant les produits ;
périmètre de sécurité non respecté ;
projection ou déstabilisation de roches et autres matériaux ;
incident lors d'un tir nécessitant une intervention de l'artificier sur un dispositif endommagé ;
eutrophisation, oudystrophisation induite par les explosifs riches en azote quand ils sont solubilisés dans l'eau (y compris pour des explosifs modernes très stables dans l'air et réputés peu agressifs envers l'environnement car photodégradables), ou partiellement biodégradables, tels que ledinitramide de guanylurée (Fox-12) ; ce dernier libère dans l'eau une grande quantité d'azote, dont sous forme d'ion nitrate (NO– 3)[13],[14].
Remarque : les explosifs primaires comme les poudres sont tellement sensibles qu'ils peuvent réagir avec la seule électricité statique générée par le corps humain ou par frottements.
Des détecteurs électroniques sont peu à peu mis au point, mais on a beaucoup utilisé et on utilise encore leflair de certains animaux comme leschiens, capables de détecter des soupçons de certains produits sous forme d'explosif préparé ou même sous forme de composant primaire (mercure,baryum,chlorates, etc.), non sans risque parfois pour leursanté[15].
Plusieurs méthodes (dont paranalyse chimique et/ousignature isotopique) permettent de détecter la provenance de certains explosifs ou de leurs composants, dans le cadre d'enquêtes par exemple[16].
↑Perreault N, Halasz A, Thiboutot S, Ampleman G et Hawari J. (2013),A joint Photo-Microbial Process for the Degradation of the Insensitive Munition FOX-12 (N-guanylurea-dinitramide),Environ. Sci. Technol., 2013-04-17,résumé
↑David Widory, Jean-Jacques Minet et Martine Barbe-Leborgne,Sourcing explosives: A multi-isotope approach, Special Issue:Forensic application of isotope ratio mass spectrometry (IRMS),Science & Justice,vol. 49,no 2, juin 2009,p. 62–72
