DE L.V COMBUSTION DE LA POUDRE

227. L'inflammation de la poudre , l’embrâsement de toute la niasse , doit être soigneusement distinguée de sa combusliou ou de son changement d’étal de corps solide en gaz.

L’inflammation est d’une vitesse tellement extraordinaire qu’il est presque impossible d’en apprécier la durée, chaque fois du moins que rien ne s'oppose à la libre circulation de la flamme à travers la poudre ; la combustion au contraire exige un temps plus ou moins long , et ne s’achève pour les charges ordinaires qu’après le déplacement du projectile , et pendant que celui^i fait le trajet de l’àme de la bouche à feu.

228. Le soufre est , des trois principes qui constituent la poudre, le plus inflammable. On peut en opérer la fus ion , et même l'inflammation (qui a lieu à 180° centigrades ) sans que la poudre , dont il fait partie , détonne , mais il faut pour cela élever successivement la température jusqu’au point nécessaire , soit a l’aide d'un verre ardent, soit de toute autre manière.

Avec une étincelle d’acier on ne réussit pas à enflammer le soufre mais Lieu le charbon , et si par conséquent on communique le feu à la poudre par ce moyen , ce n’est point le soufre mais le charbon qui , le premier , preud feu.

229. L’inflammation do la poudre exige qu’une partie de sa niasse soit portée à la température rouge , environ SbO» ; on s’en assure en brûlant de l’hydrogène dans une éprouvette

l'OIDKF.

en présence de la poudre qui ue prend point feu , ou en approchant d'un petit tas de poudre un papier allumé , qui , aussitôt retiré , ne suffit pas pour i'cuflainmcr ; le fait constaté par l'expérience qu’un boulet peut traverser un caisson sans que celui-ci fasse explosion en est une nouvelle preuve.

230. L’inflammation de la poudre peut avoir lieu par le choc ou par toute autre cause qui élève brusquement ou peu à peu la température au-degré nécessaire.

D’après Aubert , Lingke et Lampaduis , la poudre détonne par un eboe de fer sur fer, fer sur laiton , laiton sur laiton , et moins bien par un eboe de cuivre sur cuivre. Suivant des expériences faites en Angleterre elle détonne encore par le eboe de bronze sur cuivre , de fer sur marbre , de quartz sur quartz , de plomb sur plomb , ou lorsqu’on tire une balle de plomb contre un pendule saupoudré de poudre; enfle dans de la chaux vive qu’on éteint , daus les briquets au gaz , etc.

231. La poudre mise en contact avec un corps incandescent prend feu tout à coup et détonne : c’est ainsi que la pierre à fusil frappant contre la face de la batterie , en arrache des particules d’acier en incandescence qui communiquent aussitôt l’inflammation à l'amorce.

On produit encore d’une manière certaine et rapide l’inflammation de la poudre 1° par le charbon incandescent, comme celui de la mèche ordinaire , 2° par la flamme qui accompagne la combustion d’un mélange semblable à celui de la poudre, 3" par les amorces fulminantes : ces dernières surtout semblent fort propres à atteindre ce but , leur flamme pénètre la masse de poudre avec la plus grande rapidité, enveloppe les grains presqu’instanlanèmenl , et leur communique la haute température qui est nécessaire à leur inflammation.

232. Les opinions ont été long-temps divisées sur le temps nécessaire à la combustion de la poudre : Robius le crut nul ou devant être considéré comme tel , Bèlidor au contraire démontra que la combustion devait en être successive. Celte opinion , qui d’ailleurs s’appuie déjà sur le simple bon sens en ce que la flamme , qucllcque rapidité qu’elle ait , a besoin d’un

A CAN'OX

certain temps pour pénétrer la masse des grains , et à l’intérieur de ces derniers , est mise hors de doute par les belles expériences du chevalier d’Arcy que je ne puis m’empécher de ciler :

Première expèri ence. Ayant fait une traînée de poudre de •44”, 2 de longueur et de O.^OOfl de hauteur et de largeur, dans une sablière de bois ouverte par le haut , il y mit le feu qui employa 23 1;2 secondes à parcourir la traînée d’une extrémité à l’autre.

Deuxième expérience. Une traînée de poudre de mômes dimensions que la précédente fnt mise dans une sablière , et couverte par une seconde sablière posée simplement sur la première.

La flamme quoiqu’elle s’échappât en grande quantité d’entre les sablières , ne mil plus que 7 1/4 secondes à parcourir la traînée dans toute sa longueur. Il résulte de ces deux expériences que la poudre brûle beaucoup plus rapidement , lors même qu’elle est renfermée incomplètement , que lorsqu’on la combure en plein air ; dans les armes où la fermeture est beaucoup plus parfaite encore que dans l’appareil de la dernière expérience , et dans lesquelles les gaz enflammés ne trouvent d'autre issue qu’entre le projectile et la paroi de l’âme, la combustion doit être d’une rapidité extraordinaire.

Il est cependant certain que non-seulement la combustion de la poudre dans les armes est successive , mais que son inflammation môme ne peut être rigoureusement considérée comme instantanée ; une troisième expérience de d’Arcy a mis celte vérité hors de doute. La voici.

Un petit canon ouvert parles deux bouts, long de O.^ISTS , cl d’un calibre de O^OAOS , fut chargé , au lieu d’une balle , d’un cylindre , perforé dans le sens de son axe d’un trou cylindrique de O^OOÔ à 0 m ,01l«i de diamètre; le cylindre projectile avait le môme diamètre que l’âme du canon , et une longueur, de 0,’"0S41 , une lumière le perçait au milieu de sa paroi convexe , et communiquait avec l’intérieur. Le canon était percé de trois lumières de même diamètre que celle du

ia$ POUDRE

cylindre ; l'une èlail placée au milieu du canon , et les deux autres correspondaient avec les extrémités du cylindre projectile.

Pour procéder à l’expérience M. d’Arcy remplissait l’âme du cylindre projectile de poudre, cl l’introduisait dans le canon, de sorte que la lumière correspondait à celle du milieu de ce dernier; ayant ensuite introduit dans le canon, de chaque côté du cylindre , une charge égale, bourrée également avec une pièce circulaire de feutre qu’on avait découpée à l'emportepièce , il amorça le canon et y mit le feu. Lorsque le feu était communiqué par la lumière du milieu , le cylindre projectile restait en place , ce qui était à prévoir parce qu’il n’y avait aucune force qui eût pu mouvoir le projectile plutôt dans un sens que dans l’autre ; mais lorsque c’était une des lumières extrêmes du canon qui communiquait le feu à la charge , le cylindreprojectile s’échappait aussitôt , avec une grande vitesse , du côté opposé à celui où l’on avait mis le feu.

Cette expérience est entièrement concluante , et prouve d’une manière incontestable que l'inflammation de la poudre , môme dans les armes , est successive. En effet , si elle était instantanée , on aurait vu le cylindre-projectile rester en place , car il eut été sollicité en sens inverse par deux forces égales, dues à la combustion simultanée de deux charges identiquement égales. Le projectile ayant au contraire été mis en mouvement , -

on penl en déduire rigoureusement que le feu a mis un certain temps à communiquer l’inflammation à travers le cylindre à la charge opposée , et que ce temps a suffi à développer la force nécessaire pour chasser le projectile hors du canon.

La loi suivant laquelle varie la vitesse initiale du projectile en fonction de la longueur de l'âme est une nouvelle preuve irréfragable que non-seulement la combustion de la poudre n’est pas instantanée , mais qu’elle est même , du moins pour la poudre de guerre ordinaire , beaucoup plu9 lente qu’on ne se l'imagine communément. En effet si toute la pouJre s’était comburée avant le déplacement du projectile, la force élastique des gaz produits , en faisant abstraction de rabaissement

A CANON

de leur température , suivrait la loi de Mariette , et serait eu un point quelconque de l’âme en raison inverse de sa distance au fond de cette dernière ; si ensuite on fait attention au calorique absorbé par les parois , il est évident que la décroissance réelle de la force accélératrice des gaz devrait être encore plus rapide. Il suit de là que lorsqu’on reconnaît en deux points quelconques de l’âme les forces accélératrices dans un rapport inverse plus petit que celui de leurs distances au fond , la combustion de la poudre n’est pas encore achevée , et que la perte de la force élastique des gaz due à leur extension dans un plus grand espace a été compensée en partie par le dégagement d’une nouvelle quantité de gaz.

234. Il résulte des expériences de Robins , de d’Arcy , d’An- (oni et de Hutton , que la vitesse initiale du projectile est proportionnelle à une certaine racine de la longueur de l’âme , do

sorte que l’on a généralement v == f* , v étant la vitesse initiale et l la longueur de l’âme ; l’exposant ~ varie avec la combustibilité de la poudre , avec la quotité de la charge , et probablement aussi avec d’autres circonstances qui n’ont pas encore été bien déterminées.

235. Hutton qui a fait de belles expériences à ce sujet (Nouvelles expériences d’artillerie , page loO et suivantes ) se servait de quatre canons du calibre de 2 P° , 02 anglais ( 0, m 0512 ) , et dont l’âme avait les longueurs suivantes :

N" 1 ... . 28,p°2 mesure anglaise

Le poids du boulet était de 10 onces 13 drachmes ( 0, k 476) , et la poudre qu’il employa était de la poudre de guerre anglaise , dite du gouvernement.

Le tableau suivant renseigne les diverses charges employées et les vitesses obtenues :

140 POl’DRE

CUABGES.

Vitesses obtenues avec les Canons

No 3.

2 onces

774 picdi

825 P icdl

912 pied:

968 P iotl ‘

1348 douteuse

Les vitesses inscrites dans ce tableau ont subi de légères corrections provenant de la réduction des poids des projectiles au poids uniforme de 16 onces 13 drachmes, et de leurs diamètres à celui de 2,p°02.

Si on prend maintenant les vitesses qui correspondent avec la charge de 6 onces , savoir : 13-40, 1440 et 1593, on reconnaît qu’elles sont sensiblement entre elles comme les racines quatrièmes des longueurs d’âme ; en effet les vitesses calculées d’après celte proportion seraient pour

Le canon N° 1 . . . 1340 pieds

valeurs qui se rapprochent de très-près des vitesses réellement obtenues.

On peut conclure de là que dans le canon du calibre de 2p°,02 , et avec la poudre employée par Ilutlon , les vitesses initiales sont entre elles comme les racines quatrièmes de la

A CARON. 141

longueur de l’Ame , du moins entre les limites 28,1 et57,P°$7 de celte dernière. — Cela posé on en déduit aisément la valeur de la force accélératrice des gaz , et l’on trouve que celle-ci est dans le rapport inverse de la racine carrée de la distance au fond de l’âme (a).

236. D’apres celle loi l’on aurai! maintenant des forces accélératrices que je mettrai en regard de celles que l’on aurait eues si la combustion avait été achevée à 28,1 pouces du fond de l’Ame , et cela dans l’hypothèse que la température des gaz n’aurait subi aucune diminution à partir de ce point.

Force accélératrice suivant Force accélératrice

la loi île Mariotte. réelle.

Ces chiffres font voir clairement que la décroissance de la force accélératrice est beaucoup moins rapide que si en uu point quelconque de ces distances au fond de l’Aine la poudre avait été complètement comburèe , et on en conclut que la combustion n’a èlè complète qu’au moment de la sortie du projectile de l’âme , ou peu de temps auparavant. (Je dis peu auparavant parce que la vitesse calculée de lbOOp* à 57 ,p u 37 dépasse de 7 pieds la vitesse réellement obtenue ).

Si l’on avait pris pour exemple les vitesses obtenues avec une charge plus considérable , par exemple celle de 10 onces, la différence entre la force accélératrice réelle à celle qui dé-

(a) En effet si la vitesse est v z=ml , l’ou trouve pour sa différentielle

de = m l dl, a t pour la force accélératrice du projectile dont le

• tdr — ■§ m '

mouvement est varie p — — f wi a * —

coule de l’hypothèse de la combustion complète à 28, [lo 2 eut été plus grande encore ; enfin la force accélératrice serait restée constante durant tout le trajet du projectile si la vitesse avait été proportionnelle à la racine carrée de la distance au fond de l’Ame , limite vers laquelle la vitesse convergerait assez rapidement si on augmentait la charge , et qu'on prit une poudre d’une moindre combustibilité. •

2.17. Ilullon , dans la fausse hypothèse que l’expression de la vitesse initiale était toujours la même fonction de la longueur do l’Aine , conclut de l ensemble de ses expériences que les vitesses initiales étaient entre elles dans un rapport un peu moindre que celui des racines carrées des longueurs d’âme , et un peu plus grand que celui de leurs racines cubiques.

Le colonel Duchemin (mémoire sur la vitesse initiale , mémorial, n» 4) avance que, jusqu’à la charge moitié d- celle du maximum (a) , la vitesse initiale serait proportionnelle à la

(a) Dans un cation donné la vitesse initiale augmente avec la charge jusqu'à une certaine limite ; si ensuite on continue d’augmenter la charge , la vitesse décroit. Ou appelle charge du maximum celle qui correspond à la plus grande vitesse; au delà de la moitié de cette charge les vitesses ne croissent que très-peu , et les portées obtenues avec des charges comprises entre celles de la moitié du maximum et du maximum sont sensiblement égales, c’est pourquoi dans la pratique oa n’aime pas à dépasser la moitié de la charge du maximum.

grammes 90, 274 ,

(«‘”,003 tÿ*

0,3771 \/ 1$ (c étant le calibre, l la longueur de l’âme exprimée en ca-

La charge maximum est donnée par la formule M. =

libres, J 1 la densité du projectile) ou trouve peur nos armes à feu :

valeurs de 3t.

Canon de 34 de siège 10k, 53

. . . 12 de bataille 4 ,60

Oisusicr long de 15 e * 5 ,60à

A CANON

racine quatrième de la distance au fond de l’âme , et il appuie cette opinion sur les résultats des expériences de Robins , do d Arcy , d’Antoni et de Bulton qu’il rapporte.

Je crois cependant qu’aucune de ces lois n’est vraie , et que

l'exposant ^ de la fonction v = l x est essentiellement variable avec la quotité de la charge aussi bien jusqu’à la limite de la charge moitié du maximum qu’au delà; Cosle (recherches ballistiques sur les vitesses initiales , page 113) rapporte même les vaieurs approchées de ces coefficients pour les différentes charges employées par Hutton , et il trouve :

valeur de —

Pour 2 onces = 0,2Î0S

Cela doit-être évidemment ainsi : en effet le poids de la charge peut être une fraction assez minime de celui du projectile pour qu’elle soit presqu’enlièrement comburée avant le déplacement de ce projectile , et alors la loi du colonel Duchcmin ne serait pas applicable parce qu’elle donnerait une décroissance beaucoup moins rapide de la force accélératrice que celle que l’on aurait réellement.

Il est plus probable que la vitesse converge vers- une limite qui lui est assignée par l’hypothèse d’une entière combustion de la poudre avant le déplacement du projectile , sans pouvoir jamais l’atteindre.

248. Dulac , dans le but de découvrir la loi de l’inflammation, plaça sur une table des grains de poudre avec des intervalles de 8, 6, 7, 8 , 9, 10, 11 , 12 diamètres de grain , et il observa que l’inflammation ne se communiqua pas d’un grain à un autre au delà d'une distance de huit diamètres de

Fusil 77 Belge 30 grammes

Mousqueton de cavalerie ....... 24 . .

Pislo'et de cavalerie 15 . .

POUDRE

grain II répéta cette expérience avec des grains placés sur des circonférences concentriques , au centre commun desquelles il avait mis un grain auquel il communiqua le feu , et il observa encore que le cercle d'action avait un rayon de huit diamètres de grain , et que passé cette limite l’inflammation ne se communiquait plus.

Il en conclut qu’un grain ( l’inflammation se propageant dans tous tes sens ) a une sphère d’action dont le diamètre est Iti fois celui d’uu grain , que celle sphère , communiquant à son tour l’inflammation , l’étend dans le second instant à 16 diainètres d’un grain en partant du centre , dans le troisième à 24 , et ainsi de suite , de sorte que les sphères concentriques enflammées dans 1,2,3, 4 divisions de temps auraient des diamètres égaux à 16 , 32 , 64 128 diamètres d’un seul grain , c’est-à-dire , que tes masses enflammées seraient comme les cubes des tems.

Il est évident que de cette expérience , faite en plein air , on ne saurait rien conclure à ce qui a lieu dans les armes où la concentration de la chaleur , la résistance à vaincre , et beaucoup d’autres circonstances doivent modifier l’iiiflammalion , et la rendre tout à fait différente de celle d’une masse comburée en plein air.

239. Piobert, dans ses récentes expériences pour reconnaître la loi de l'inflammation de la poudrç , combina des grains ronds du poids de 0,327, 1,094 , 2,487 kilogrammes, dont la niasse considérable rendit appréciable la durée de la combustion à l’aide d’un compteur de llrcguet de 1/10 de seconde ; il observa que l’inflammation portée à un seul point de la surface externe d’un grain se propage très rapidement à toute ta surface par l’intermédiaire des gaz enflammés ; qu'à partir de de ces premiers instants , d’une durée inappréciable , la combustion se propage progressivement et régulièrement par couches sphériques d’égale épaisseur , el qu’elle laisse le noyau du grain intact tant qu’elle n’est pas arrivée jusqu’à lui. Piobert explique la combuslion par couches et la conservalion du noyau , par l’insuffisance des pores du grain pour donner pas-

A CAXON.

sage à la flamme , et parce que la matière de la poudre est un mauvais conducteur de la chaleur. Pour isoler encore davantage la combustion , Piobert fit scier dans une galette des parallélipipèdes des dimensions suivantes :

Longueur. Largeur. Hauteur.

Les uns O^OîB. . . . 0, n ’024. . . . 0, n, 024.

Les autres 0, m 070. . . . O, "lia . . . 0, m 112.

11 en recouvrit les faces d’une couche de sain doux , et en plongea la base dans une nappe d’eau dans le but de prévenir une combustion anticipée produite par des jets de gaz et des globules enflammées. La combustion suivit alors une marche régulière par tranches parallèles et sans s’étendre aux faces latérales. Les résultats de ses observations furent les suivants :

1° La vitesse de transmission du feu est la même dans toute l'étendue de la galette.

2° Des longueurs égales de parallélipipèdes sont comburècs dans des temps égaux.

La vitesse de transmissiou de la combustion est indépendante de la surface de la section transversale de la galette , du moins elle ne varie pas lors môme qu’elle passe du simple au quadruple.

4“ La densité , la manipulation , la qualité des composants exercent de grandes influences sur la vitesse de combustion.

La vitesse de combustion diminue suivant une loi assez régulière à mesure que la densité augmente , à peu près en raison inverse de la densité ; elle n’a pas dépassé , en vitesse ,13 3 /f millimètres par seconde pour des poudres triturées pendant ti heures dans des tonnes avec des gobilles en bronze. Les poudres des pilons sont sensiblement moins combustibles , la différence des vitesses de combustion des poudres de tonnes et de la presse et des pilons va jusqu’à un septième.

La porosité de la matière de la poudre modifie très sensiblement la vitesse de combustion.

Les galettes poreuses qui forment les culots des mortiers , la poudre mise en roche par l'humidité et séchée ensuite , donnent des vitesses quelquefois triples à cause de la

POUDRE

facile pénétration des gaz enflammés dans l'intérieur de leur masse.