II. t

tcsse de combustion des masses continues et homogènes permet d'arriver à des formules analytiques fort simples, qui font connaître, en fonction du temps, de la vitesse de combustion, de la masse et de l'épaisseur des couches déjà réduites en gaz, la marche de la combustion d'un grain sphérique, ou formant un polyèdre circonscriptible à une sphère ; il suffit d'exprimer que les espaces parcourus par l'ignition dans le sens des rayons sont proportionnels à la durée correspondante de la combustion à partir du moment où l'inflammation de la surface a lieu. Pour passer du calcul de ces grains à celui qui est relatif aux grains de poudre de guerre ou de chasse, on assimile la forme la plus irrégulière de ceux-ci à celle d'un ellipsoïde allongé de révolution, dont les axes seraient respectivement les diamètres qui servent de limites aux dimensions de ces grains ; on trouve alors que les rapports des volumes de poudre brûlée au volume total des grains, pour des instants successifs, s'écartent peu de ceux qui seraient relatifs aux mômes instants et à des grains sphériques de même volume. La loi qui existe entre les quantités de poildre brûlée et la durée de la combustion des grains sphériques se trouve ainsi à peu près la même que pour les grains de forme moins régulière qu'on rencontre dans la pratique ; d'ailleurs, quelle que soit la forme d'un grain, l'analyse permet toujours de calculer la quantité de poudre brûlée après un temps déterminé.

Des résultats obtenus relativement à la combustion d'un seul grain brûlant dans un espace indéfini, il est facile de passer aux relations analytiques qui'font connaître, à chaque instant, la densité moyenne des fluides gazeux produits par la combustion d'une masse de poudre ou d'un ensemble de grains enfermés dans une capacité invariable d'un volume déterminé. La densité moyenne des gaz produits par la combustion d'une charge de poudre donnée est le rapport de la quantité de poudre déjà brûlée, à l'instant qu'on considère, au volume de la capacité entière diminué de celui qui est encore occupé par la matière non eomburée. La densité moyenne des gaz ainsi obtenue se trouve exprimée en fonction du volume de la capacité, du volume et du poids de la charge, du rayon moyen et de la densité des grains, quantités qui forment toujours les données du problème.

La vitesse avec laquelle le feu tend à se propager d'un point à un autre d'une charge de poudre, peut exercer une influence notable sur les effets, surtout dans le cas des poudres fines dont les grains brûlent rapidement. Cette vitesse d'inflammation ne dépasse pas i mètre par seconde pour des grains isolés ; elle est de 1",50 à 3 mètres pour la poudre à canon ordinaire, mise en traînées de différentes grosseurs et brûlant à l'air libre. Plusieurs séries d'expériences portent à conclure : 1^ que la vitesse d'inflammation des traînées de grains de différentes grosseurs est, à très-peu près, en raison inverse des racines quatrièmes de ces grains; ^ qu'elle est moins grande dans les charbons roux que dans celles qui sont à charbon noir, dans les poudres lissées que dans celles qui ne le

sont pas, dans les pqudres denses que dans les poudres légères ; 3* qu'elle ne varie pas beaucoup avec le dosage, la durée du battage et le procédé de fabrication à égalité de densité de produits; 4* qu'elle augmente lorsque la traînée est renfermée, et d'autant que les tubes ou enveloppes sont plus résistants; 5* qu'elle croit encore plus rapidement lorsqu'il existe dans toute la longueur des tubes, un vide qui laisse un passage libre à la flamme. Dans les armes à feu, la vitesse avec laquelle la flamme pénètre entre les grains est de 5",7 à 7",1 par seconde pour la poudre à mousquet, et d'au moins 8 mètres pour la poudre à canon; cette \îtesse atteint rapidement sa limite supérieure, elle est la même dans les difi'érentes directions qui partent du point où l'on a mis le feu, lequel devient ainsi le centre d'une suite de cônes spbériques successivement enflammés dans toute leur étendue.

Connaissant ainsi les lois qui régissent le phénomène de l'inflammation successive des différentes parties d'une masse de poudre, et ayant égard aux lois de combustion particulières aux grains et précédemment établies, on peut en déduire, par l'analyse, les intégrales générales qui font connaître, soit la quantité absolue de gaz formés ou de poudre brûlée au bout d'un temps donné, ou lorsque l'inflammation a atteint la zone spbérique relative à ce temps, soit la densité moyenne des gaz remplissant alors la capacité du vide qui existait autour des grains et celle qui était occupée par les parties de ces grains déjà comburées. En appliquant successivement ces formules générales aux charges cylindriques ou prismatiques, qui se présentent le plus fréquemment dans la pratique, aux charges spbériques, pyramidales ou coniques, l'analyse permet de distinguer, pour chacune de ces formes, différents cas d'inflammation, suivant que le feu est appliqué à l'une des bases ou tranches du cylindre, ou à sa surface convexe, au centre de la sphère, au sommet de la pyramide ou du cône, ou bien à la surface ou à la base opposée au sommet. Ce qu'il y a de remarquable^ dans le premier cas d'inflammation de chacune de ces différentes charges, c'est que, pour toute la période de temps Qiendant laquelle l'inflammation se propage des premières aux dernières couches de poudre, les formules sont indépendantes de la vitesse d'inflammation, la charge occupant, comme à l'ordinaire, la totalité de la capacité dans laquelle la combustion s'opère. Une autre particularité relative aux charges spbériques, pyramidales et coniques, c'est que les formules sont les mômes pour les trois formes, et qu'elles sont indépendantes de l'étendue de l'angle au sonmiet du cône et de l'angle solide de la pyramide, lorsqu'il n'existe pas de vide; alors la densité des gaz formés, au bout d'un temps donné, est la môme pour toutes les charges de ces trois catégories, dans chacun des modes d'inflammation. En général, l'inflammation par les surfaces les plus étendues donne, surtout dans les premiers temps de la combustion, des densités moyennes de gaz plus fortes que dans le cas contraire. La charge tronconique, qui est celle des mortiers en usage, exige l'emploi de formules qui se dédui-

292 PpUDRE A TIREB.

sent facilement des [Précédentes, et qui varient suivant que le feu est mis à la grande ou à la petite base, ou entre ces deux bases.

Rumford a cherché à déterminer directement, par de nombreuses expériences,' la loi qu$ suivent les tensions des gaz de la poudre brûlée dans un espace invariable, en fonction du rapport du volume occupé par la charge à la capacité entière. Les grains ayant été entièn^ment comburés et convertis à l'état gazeux dans chaque expérience , on peut déduire de cette loi une autre relation, dans laquelle la tension, des gaz est simplement exprimée en fonction de leur densité moyenne correspondante ; comme la capacité était la môme dans toutes les expériences, le rapport des volumes est proportionnel, pour chaque charge de poudre, à cette densité; qui peut le remplacer dans la formule ; alors celle-ci montre que la tension croit comme la densité des gaz, élevée à une puissance égale à Tunité augmentée d'un nombre proportionnel à cette môme densité.

L'expression de cette dernière, tirée des formules relatives aux lois de la combustion, et substituée dans la valeur de la tension, met à môme de calculer, pour chacun des instants de l'explosion d'une charge de poudre quelconque, renfermée dans une enveloppe invariable, la force élastique des gaz produits dans la combustion. Cette force élastique peut aussi, dans les limites des tensions qui ont lieu dans la pratique de l'artillerie, s'exprimer d'une manière assez rapprochée par une puissance constante de la densité des gaz et égale, en moyenne, à 3,031 .

Les résultats des expériences de Rumford peuvent différer de ceux qu'on obtiendrait dans la pratique habituelle de l'artillerie, avec les bouches à feû et la poudre de guerre employées ; mais les différences qui pourraient exister entre ces résultats ne seraient pas assez grandes pour empêcher de faire usage des relations qui ont été déduites de -ces expériences.

Pour évaluer les effets de l'explosion de la poudre renfermée dans une enveloppe résistante, on cherche la plus forte tension des gaz produits par une quantité donnée de poudre enfermée dans une capacité d'un volume déterminé, qui correspond à la plus grande densité moyenne de ces gaz, ou au rapport de la charge au volume intérieur; puis on établit une équation d'équilibre entre la pression totale due à cette tension maximum et la résistance qui lui est opposée par la ténacité de la matière de l'enveloppe. Si les parois sont assez résistantes pour ne pas se rompre sous l'action la plus grande des gaz, ceux-ci, en se refroidissant, diminuent rapidement de tension ; mais si cette tension maximum atteint celle qui est nécessaire pour rompre l'enveloppe, la séparation a lieu d'abord suivant la section de moindre résistance, puis successivement suivant une série de sections dont le nombre croit avec la charge.

Dans les projectiles creux, l'ouverture par laquelle on introduit la poudre donne lieu à une émission de gaz dont l'effet est de diminuer la tension moyenne, au fur et à mesure que la charge brûle; rexpërience

prouve que cette perte demeure à peu près proportionnelle à Taire de Touverture et à la densité moyenne de la totalité des gaz, quels que soient le calibre et l'épaisseur des parois ; de sorte que, le coefficient relatif à cette perte une fois déterminé par Texpérience, on peut calculer la plus petite charge de poudre capable de faire éclater un projectile creux quelconque dont les dimensions et la ténacité de la matière sont connues.

Ces relations, établies pour les cas où la distance entre la poudre et la paroi opposée des projectiles est assez faible, pour que les gaz ne puissent pas acquérir une vitesse considérable, avant d'atteindre et de choquer cette paroi, ne peuvent plus convenir lorsque cette distance dépasse 8 centimètres ; les gaz n'agissant plus seulement par pression sur les parois, il devient indispensable de tenir compte du choc des molécules gazeuses, qui exerce alors une influence appréciable sur les effets dilaniateurs de la poudre.

Les effets de la poudre dans les boucifês à feu, pendant les premiers instants du mouvement deâ projectiles, peuvent également se déduire approximativement des considérations qui précèdent, tant dans le cas où Tâme est cylindrique, que dans celui ah elle est terminée par une chambre ; en tenalftt compté des déplacements successifs du projectile, sur une longueur de plusieurs calibres, on peut déterminer Tinfluence de la grosseur des grains, de la densité gravimétrique et de la densité apparente de la poudre, sut la tension des gaz et les vitesses initiales communiquées ; enfin on peut reconnaître le^ propriétés des divers modes de chargement relativement aux dégradations de Tâme des bouches à feu.

Tel est l'ensemble des propositions qui, d'après M. le général Piobert, relient entre elles les diverses parties de la théorie des effets de la poudre, théorie fondée uniquement sur Texpérience, et dégagée de toute hypothèse.

Nous allons maintenant indiquer les conditions que doivent présenter les différentes substances qui entrent dans la composition de la poudre.

NITRB.

Ce corps est toujours livré aux poudreries françaises par les raffineries de l'État, dans un état de pureté presque absolue ; il ne doit jaoïais contenir plus de 3 millièmes de selâ étrangers.

En France, on emploie le nitre en petits cristaux ; en Angleterre, on donne la préférence au nitre fondu, qui pccupe moins de place dans les magasins.

S0UFRB«

On emploie en France le soufre distillé et recueilli en masses dans des barils, où on le coule pendant qu'il est liquide. Le soufre fondu est préféré à la fleur de soufre, qui n'est jamais pure et contient une certaine

quantité d'acide sulfurique et d'acide sulfureux. Tout le soufre destiné à la fabrication des diverses espèces de poudre provient de la raffinerie de Marseille. La trituration du soufre se fait (fig. 67) dans des tonnes de bois Ay garnies intérieurement de tasseaux de bois/,/,/ dirigés le long des arêtes du cylindre. Les tonnes sont cylindriques, elles ont i",iO de long et un diamètre de i",i5 environ. Elles sont traversées par un axe enfer horizontal B6, au moyen duquel on peut leur imprimer un mouvement de rotation. Une porte a b c d, munie de deux poignées en fer, permet d'introduire les matières. La pulvérisation s'opère à l'aide de petites billes de bronze, qui ont de 5 à 8 millimètres de diamètre. Chaque tonne renferme 150 kilogrammes de gobilles ; on y ajoute de 30 à 40 kilogrammes de soufre, et I!on fait tourner pendant six heures. Les gobilles en roulant avec le soufre l'écrasent et finissent par l'amener à une

Fig. 67.

ténuité extrême. Pour sortir le soufre, on enlève la porte de la tonne et on la remplace par une porte semblable, dont les panneaux sont en toile métallique ; en faisant faire à la tonne, munie de cette nouvelle porte, cinq ou six révolutions, le soufre pulvérisé s'échappe à travers la toile métallique, qui retient au contraire les gobilles. Le soufre est reçu dans des barils C placés au-dessous de la tonne de trituration.

Le soufre pulvérisé est tamisé dans un blutoir semblable à celui qu'on emploie pour bluter la farine. On en sépare ainsi les parcelles qui n'ont pas été suffisamment pulvérisées, ainsi que les petits grains de sable qui pourraient occasionner des accidents dans la fabrication de la poudre. Le blutoir consiste en un cylindre de SS à 3 mètres dont la carcasse de bois est recouverte d'un -tissu de soie très-serré. Ce cylindre est suspendu par son axe dans une cai^e carrée, que l'on ferme complètement, pendant le blutage, afin d'éviter la perte qui résulterait de la projection des poussières. Il présente une légère inclinaison selon son axe et un ouvrier le met en mouvement au moyen d'une manivelle fixée à l'extrémité la plus élevée de l'axe. Le soufre pulvérisé est introduit dans le blutoir par la môme extrémité, à l'aide d'une trémie qui communique

avec l'intérieur du cylindre. Le soufre se tamise en descendant le long du cylindre pendant son mouvement de rotation ; les parties les plus fines traversent le tissu, tandis que les plus grossières s'amoncellent à la partie inférieure du blutoir. On les retire de temps en temps pour les renvoyer à Tatelier de trituratfon. Le soufre tamisé est ramassé avec des pelles de bois et recueilli dans des barils que Ton envoie à l'atelier de composition.