Comment écrire des lettres avec un feu d'artifice ?

On raconte que le nom du roi Louis XIV était inscrit dans le ciel avec des feux d'artifice lors des grandes fêtes à Versailles. Mais l'art pyrotechnique, ce n'est pas si simple ! Voici les différents paramètres à prendre en compte par les artificiers.

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Il faut une vitesse initiale supérieure à 100 mètres par seconde pour atteindre une altitude suffisante. Selon leur taille, les bombes sont envoyées à des hauteurs variant entre 75 et 350 mètres. Des bombes d'environ 1kg doivent par exemple être envoyées à au moins 240 mètres de hauteur pour qu'elles soient visibles et surtout que le public ne coure aucun danger. Photo © DR

Pour faire exploser un feu d'artifice, il faut d'abord de la poudre. Connue par les chinois depuis l'antiquité, elle est composée d'un oxydant (nitrate, chlorate, perchlorate…), qui capte l'oxygène nécessaire à la combustion, et d'un réducteur (soufre, carbone, ou des métaux comme le bore, le silicium ou le titane), qui va s'enflammer au contact de l'oxygène.

Le mortier, un cylindre souvent en acier, polyéthylène de haute densité ou carton, est planté verticalement dans le sol et rempli avec la chasse (poudre explosive). La surpression créée par le gaz pousse la charge vers le haut, jusqu'à ce que la pression à l'intérieur du tube redevienne égale à la pression ambiante. La bombe sort du mortier et part à grande vitesse.

Calculer large sur la poudre

Seulement 2% de l'énergie libérée par la combustion est effectivement transformée en énergie cinétique. Il faut ainsi 200 grammes de poudre pour envoyer une bombe d'un kilo, alors que théoriquement quatre grammes suffiraient. Car, dans la pratique, la pression dans le mortier ne doit pas excéder 5 fois celle de l'atmosphère pour ne pas endommager le carton, et surtout pour des raisons de sécurité : une combustion trop rapide dans un volume réduit peut faire exploser la charge sur place !

On cherche donc à étaler la combustion dans le temps plutôt que de tout brûler d'un coup. Les pyrotechniciens jouent pour cela sur la composition de la poudre. La combustion se produit à la surface des grains : plus cette dernière est grande, c'est-à-dire plus les grains sont fins, plus la combustion est rapide.

Choisissez la couleur

La charge est composée de minuscules particules de sels métalliques ("étoiles") mélangées à de la poudre noire. La couleur du feu d'artifice est déterminée par la nature du sel choisi : sels de baryum pour le vert, sels de strontium pour le rouge, sels de cuivre pour le bleu, sels de sodium pour le jaune...

Quand la mèche-retard atteint la charge pyrotechnique, la poudre s'enflamme et produit du gaz qui fait exploser l'enveloppe. L'explosion finale provoque une dispersion des étoiles. Reste à savoir comment faire pour que cette dispersion forme des lettres dans le ciel.

Attention au sens de la lecture !

Dans les bombes classiques, les étoiles sont mélangées en vrac à la poudre. Mais on peut aussi disposer dès le départ les particules selon la forme voulue. Lors de l'explosion, les formes vont s'agrandir par des cercles concentriques pour atteindre plusieurs dizaines de mètres dans le ciel. Parfait. Mais à moins de vous appeler X ou O, les lettres se lisent dans un seul sens ! Comment être sûr que la bombe va prendre la bonne orientation ?

Lors des festivités de l'an 2000, le célèbre artificier Lacroix-Ruggieri a été confronté à cet épineux problème. Il devait écrire le chiffre 2000 en lettres scintillantes dans le ciel. Il a choisi quatre bombes différentes, une pour chaque chiffre. Le centre de gravité des bombes a été décalé vers le haut, afin que les bombes partent bien "la tête en haut". Mais pour accroître encore leur stabilité, les bombes devaient tourner dans le ciel.

Il a fallu alors calculer la vitesse de rotation lors d'essais préalables, puis ajuster la durée de vol pour que les bombes soient dans le bon sens lors de l'explosion. Enfin, l'amorce et la chasse doivent être exactement identiques pour que les quatre chiffres s'ouvrent en même temps.

Ne jouons pas avec le feu

On le voit : l'art pyrotechnique est un vrai travail de professionnel. D'ailleurs les produits destinés aux feux d'artifices (nommés "artifices de divertissement") sont soumis à réglementation. En France, ils sont divisés en 4 catégories allant de K1 à K4, dont les 3 dernières sont interdites à la vente aux mineurs. De plus, pour tout lancement de feu d'artifice, vous devez prévenir les pompiers et la mairie.