mais pourquoi donc ça pète si fort ?

Bonjour a tous ,

Oui on a parlé ces jours ci de poudre noire qui fait beaucoup de bruit , on a parlé aussi de coups de feu très assourdissants . Alors savez vous pourquoi la poudre et vos chères armes font autant de bruit et pourquoi certaines en font moins que d'autres ?

Bon comme de coutume ,il y a ceux qui savent et ceux qui ne savent pas ! tant pis pour ceux qui savent , ils ont qu'a pas lire ! et puis il y a les jeunes chasseurs qui lorsqu'ils sont a côté de leur ainés a la chasse , ils en ont pris plein les "esgourdes" lors du tir alors que le Papa lui il ne s'est mème pas frotté les oreilles !!!! alors c'est quoi cela ? pourquoi moi et pas lui ? et bien on va essayer de comprendre avec ce que le Neltir va nous raconter ....

Tout d'abord pour comprendre ces phénomènes bisards de bruits et de pas moi mais lui (qui reçoit le bruit) , nous allons faire un tour dans la poudre , puis dans ce qui se passe pour arriver enfin au bruit ....simple non ? pas tant , mais j'espères ètre assez clair pour que mème les très jeunes comprennent .

Voila j'y vient : tout d'abord sachez que les poudres sont plus ou moins vives selon leur structure ou leur forme . Oui mais pourquoi dit on une poudre vive et une poudre lente ? et bien patience ça vient .

Deja les poudres en forme de sphérules (grains ronds + ou -) ou en paillettes sont dites vives ,les poudres en batonnets sont considérées comme neutreset les poudres en cylindres percés de trous sont dites lentes .C'est une règle admise depuis longtemps pour l'élaboration des poudres .

Oui et alors ? alors c'est aprtir de là que la vivacité d'une poudre prend tout son sens : la vivacité est la rapidité avec laquelle une poudre va brûler si je puis m'exprimer simplement .

Ainsi on peut faire un tableau et monter ceci :

Deja les poudres sont a base de nitrocellulose ou de nitroglycérine ou de carbone, de salpètre et de soufre pour la poudre noire , il y a ausi d'autres composants dedans , mais ici faisont simple .

on remarque que la vitesse de combustion de la poudre dans un tube a pression spécial donne ceci :

Poudre noire . sous pression de un bar = vitesse de combustion 1,8 mm /seconde

Poudre a base de nitrocellulose sous pression de un bar =0,06 a 0,09 mm/seconde

poudre à base de nitroglycérine sous une pression de un bar = 0,07 à 0,25 mm/seconde

et si on augmente la pression , la vitesse va augmenter très vite !

Par exemple pour la poudre abase de nitroglycérine sous une pression de 10bars va devenir : 1,5mm/seconde et sous une pression de 500 bars elle sera de 75mm/seconde ,sous 4000bars elle sera de 600mm/seconde .

Ne parlons pas des explosifs qui par exemple le TNT sous une pression de un bar va aller a 6900000 mm/seconde oui 6900 mètres par seconde ,autrement dit pratiquement deux fois la vitesse du son !!!!
Vous saisissez ou je veux en venir (ou aller ) ?
non ?
Bon alors je continue :
Et lors de la combustion des poudres quelles qu'elles soient , il y a production de gaz carbonique (CO2) , d'eau (H2O) d'hydrogène( H2) et d'azote ( N2) et d'autres gaz en proportion plus faibles (nitures etc )

Et c'est là qu'il y a un hic , car la quantité de gaz produite par ces poudres dites sans fumée est trois fois supérieure a celle produite par la mème quantité de poudre noire ! ce qui revient a dire que la poudre noire est la plus lente en combustion et qu'elle possède une vivacité lente .

Ceci étant bien compris , la vivacité est donc un genre de coefficient de combustion d'une poudre ! c'est une valeur essentielle des caractéristiques d'une poudre : plus la poudre est vive , plus elle produit de gaz par unité de temps pour une mème pression .

On peut donc en faire une tabelle qui peut ètre interressante pour votre compréhension de certains cas :

La quantité de chaleur dégagée par kg de poudre noire est par exemple de 2650 kilo joules par kilo
la quantité de chaleur dégagée par une poudre a base nitrocellulose est de 3500kilo joules par kilo
,elle est de 4800 kilo-joules par kilo pour une poudre a base nitriglycérine .

Et par extension : le volume de gaz produit par le mème kilo de poudre noire est de 280 en prenant( 1/kg) une unité par kilo si vous pràfàrez .

Alors que le volume de gaz produit par une poudre a base nitrocellulose est de 900 a 970

Alors que le volume de gaz produit par une base nitroglycérine est de 800 a 860

et que la température de l'explosion est de 2400 degrés pour la poudre noire , de 2500 a 3000 degrés pour la base nitrocellulose et 3000a 3800 degrés pour la poudre a base de nitroglycérine .

Donc on y vient ,on y vient !

Un projectile lourd va se mettre en mouvement avec une inertie relativement importante a cause de sa masse ,voue ètes d'accord ?
Donc on priviligiera des poudre plutot lentes pour les gros projectiles ,carle volume pour la combustion évoluera lentement et la poudre aura alors le temps de donner toute son efficacité de production de gaz ,donc de pression .

MAIS attention le projectile étant lourd une trop forte augmentation de la pression ou une montée en pression trop rapide peut provoquer un gonflement de canon !!! et aussi il faut bien que le canon soit assez long pour que la poudre ait le temps de finir sa combustion avant que le projectile sorte du canon sinon il y aura une belle flamme en sortie , perte de pression , de précision , de puissance de ce projectile ...

Il faut donc choisir la poudre en fonction du projectile et du canon ....

par exemple :

on prend comme vivacité 2,5 a 4,5mm/s pour les armes de poing et de chasse lisses ,pour des magnum de 1 à 3mm/s , pour des fusils ou armes d'épaule normaux ,on prendra une poudre ayant une vivacité de 0,3 à 1,5 et pour des armes d'épaules a grande efficacité une vivacité de 0,3 à 0,6 .

Donc poudre lente = munitions d'armes d'épaules ou projectiles lourds ,et armes de poing poudre assez vive ,car canon court et la poudre doit brûler vite sur ces petits canons .

Et le bruit dans tout cela : et bien on y vient !!

Après ce petit rappel on voit que le projectile en question (celui de votre fusil de chasse ) va sortir de la bouche de votre fusil propuslsé par les gaz de votre poudre soigneusement choisie suivant la cartouche que vous avez achétée ce matin parce qu'elle pète bien et fait une belle flamme au bout du canon ...non pas de flamme ça sent le mauvais choix !!!
Donc je reprend , la balle va sortir avec une vitesse de environ ....aller disons voir 360m par seconde ...c'est là que le bruit en question on en parle " oui car la vitesse du son est de 344m/seconde dans l'air donc votre balle passe ...le mur du son et afit une énorme bruit !!!

Mais c'est pas tout , vous allez voir que certains facteurs vont encore s'ajouter a ce bruit du a la vitesse de sortie : en effet , au dela de 344m/seconde vont apparaitre des ondes de choc ! et ces ondes de choc vont constituer un front très mince d'air localement très chaud et très comprimé et qui va influencer la résistance de l'air d'un projectile .

Mais voila le hic ; cette onde de choc va faire un angle avec la direction du mouvement initial prévu de votre balle et cet angle dépend de la vitesse de cette balle ,plus la vitesse est grande plus l'angle du cône de choc est petit !!!! ce qui veut dire que lorsque l'on tire avec une balle a grande vitesse par exemple, la personne qui aura ses oreilles dans ce prolongement de ce cône de l'onde choc percevra le bruit dans toute sa splendeur !!!!

Bon vous avez compris maintenant pourquoi le jeune qui était a deux mètres de vous à été plus assourdi que vous qui teniez l'arme ....

Ainsi lorsqu'un ami tire dans un stand , tout le stand profite du bruit de son fusil , tandis que le bruit sec et dur de votre 7x64 ne fera qu'inflencer votre voisin d'a côté ou derriere vous .

Mais attendez ...ne partez pas , j'ai pas fini ! Neltir il veut aller encore un poil !!!

Sachez maintenant que la moindre inégalité sur votre belle balle toute neuve peut avoir des inégalités dues aux chocs , au rayage involotaire dans le chargement etc etc ... et bien la moindre inégalité de chemisage de ce projectile occasionne lui aussi une onde de choc supplémentaire et donc un freinage supplémentaire qui va s'additionner et par l'action de ces ondes de chocs une partie de l'énergie cinétique va se transformer en travail de frottements et donc en chaleur !!!
Petite consolation : ces ondes de choc n'ont aucun effet sur le èprocessus lésionnel de votre chère minition , mais plus vous prendrez de soin de vos cartouches plus le résultat sera amélioré !!!!

MAIS C'EST PAS TOUT , J'AI PAS FINI !!! attendez !!!.
Lors du départ du coup ( ça y est Neltir il recommence ) ,donc lors du départ du coup , le projectile est acompagné en plus des résidus de poudre et d'amorce d'un bruit ( si si il y a un bruit ...fort) , ce bruit (fort) est le résultat de l'addition de plusieurs phénomènes bruyants j'allais dire , dont les principaux peuvent ètre ou sont :

Le choc du percuteur ,

La combustion de la poudre ,

La perte de gaz dans le cône de forcement ,

Les gaz qui s détendent brusquement a la sortie du canon ,(pardon a la bouche du canon ) ,

La vitesse du projectile supérieure a la vitesse du son (344m/seconde) ,( une arme a air comprimée ne claque pas a cause de la vitesse du projectile , on entend seulement le mécanisme qui se détend et le bruit d'impact )


Le mécanisme de rechargement sur les fusils semi auto ou auto ,


TOUT CELA S'ADDITIONNE ET DONNE LE FAMEUX COUP DE PéTARD !

mAIS C'EST PAS TOUT ! ne partez pas encore ?

Au moment ou le fameux projectile (balle ou grenaille) quitte le canon , les gaz sortant de la bouche du canon (je parle bien aujourd'hui) donc ces gaz se détendent brusquement dans toutes les directions ,une partie de ces gaz va pousser le projectile a sa base en direction de l'avant bien sûr , mais pendant un très court instant cela va occasionner une surpression sur la base de ce projectile ...tant mieux vous allez dire ?

Et bien non , car ces gaz mis au contact de l'air donc de l'oxygéne froid provoquera une réinflammation spontanée si je puis dire , car ce mélange oxygène froid / gaz tels que hydrogéne ou monoxyde de carbone (nous l'avons vu au début du post ) ,gaz peu ou non brûlés donne un mélange explosif et cette réaction va créer une force supplémentaire sur la base du projectile durant un très très court instant ,ce qui va engendrer une destabilisation du projectile qui aura a nouveau besoin d'une certaine distance de parcour pour se restabiliser et vaincre des tas de mouvements désordonnés (mais ça c'est un autre post ) .


Tout cela pour vous dire que : a courte distance des projectiles pourtant rapides , puissants ...n'ont plus qu'une pietre pénétration qui vous semblera anormale alors que plus loin elle sra optimale et droite , bien droite ...

Et puis pour en finir une question : la poudre noire détonne ou déflagre ?

Une détonnation se propage typiquement a une vitesse de plusieurs kilomètres par seconde .....alors que la déflagration a une vitesse de propagation de l'ordre des mètres par seconde et sa vitesse de son dans l'air de l'ordre de 300m/seconde a température ambiante (plus il fait froid ,plus elle est importante ) .
Le pic de pression dans une détonnation est de l'ordre de 30 a 60 fois la pression initiale , plus on comprime , plus la pression croit (par exemple les explosifs condensés en batonnets sont plus efficaces .

Dans une déflagration ,les gaz brûlés se déplacent dans le sens inverse de la flamme à une énorme vitesse dite Subsonique ,mais la propagation d'une flamme dans un mélange gazeux explosif peu engendrer parfois une brusque détonnation ( cas de l'usine AZF hélas ) .

donc la poudre noire vous avez compris , elle détonne ....c'est pourquoi il ne faut jamasi comprimer fortement de la poudre noire , et au contact d'une flamme ...elle pète !!! , la poudre sans fumée elle brûle a l'air libre en présence d'une flamme , il faut l'enfermer dans une cartouche pour que sa combustion produise des gaz qui vont faire une déflagration ...

voila pourquoi la poudre noire a un bruit relativemnt sourd et disont long alors que la poudre SF de votre fusil claque sèchement ,car elle déflagre .

Bon vous saviez cela , tant pis , cela servira a ceux qui ne savaient pas et aux jeunes chasseurs qui peuvent se posez des questions auxquelles nous autres (les vieux ) n'attachons plus aucune importance ....

Bonne soirée . Neltir . a bientot .

Rectificatif : veuillez m'excuser , lire plus de deux mille fois au lieu de deux fois la vitesse du son et voici le croqui du cône d'onde de choc avec vitesse faibel et avec forte vitesse :

merci à toi Neltir j'avais vu un reportage à ce sujet mais beaucoup moins détaillé que ton récit !!

merci neltir

Merci Neltir
J'avais déduit tout seul le bruit fait à cause du dépassement de la vitesse du son mais je n'étais pas allé plus loin dans la réflexion de nous eclairer un peu plus!

Ya une différence entre une balle et des plombs (puisque les plombs ne forme pas un bloc unique en bouche de canon) ?

En tout cas merci c'est très intéressant

oui ils ne forment pas un bloc très uni, mais ils causent bien plus de petites ondes de choc en tout sens , et ceci dans des fréquences beaucoup plus élevées .La résonnance plomb est plus élevée que celle d'une balle ,le bruit est suivit d'une serie d'harmoniques qui font echo .

merci Neltir

merci

Oulala! J ai failli passer à côté de ce post.
Merci une fois de plus Neltir.

Merci Neltir pour toutes ces precieuses informations!

Merçi Neltir ! voila un récit qui pete tres fort !

et bien , ça c'est de l'exposé , merci beaucoup neltir !

merci pour cet exposé très intéressant.
Et les modérateurs de son, ça marche comment ?

Les modérateurs de sons fonctionnent de la mème maniere (ou presque qu'un pot d'échappement de voiture appelé silencieux d'échappement , ils sont conçus un peu de la mème façon , un tube enveloppe et a l'intérieur un autre tube perforé avec des chicanes appelées pieges a son et un garnissage isolant phonique "tampon" chargé de limiter les renvois de sons d'une face a l'autre (echos) . Cela c'est pour les plus élaborés , il en existe avec une "cage" perforés de trous orientés de façon a diriger les ondes de choc dansune direction telle qu'elle ne se répercutera pas dans l'air comme une onde de choc due a la vitesse ,également pour diriger les gaz dans un chemin tel qu'ils mettrons du temps a se répendre dehors , ça casse l'onde, d'autres sont incorporés au canon a double enveloppe , d'autres sont constitués de tubes emboités les uns dans les autres , perforés selon une " quinquonce " afin que l'onde de choc et lews gaz sortants anarchiquement parcourent le plus de chemin avant de s'additionner aux autres sons dus a la vitesse de sortie de la balle ou du projectile .

Merci Netlir très complet et assez simple à comprendre !

merci Netlir

merci beaucoup!!!
juste une petite question :es que lorsque je tire a plomb (de 6 par exemple)ils depassent aussi le mur du son ou sa ne s'applique que au balles???

Bien sûr Math26 , dès que le projectile ,balle ou charge de plomb dépasse 344mètres par secondes a la sortie du canon il y a comme on dit simplement passage du mur du son et ce bruit bien connu se produit s'aditionnant aux autres ondes de choc ,il n'y a que sur les armes a projectiles lents tels que armes a air comprimée par exemple ,la ou la vitesse de sortie du projectile est inférieur a celle de la vitesse de propagation du son dans l'air que ce bruit de pétard ne se produit pas , mais si on donne a ce mème plomb appelé diabolo d'une carabine a air une vitesse dépassant les 344m/s il y aura aussi un claquement violent comme un coup de feu ,pas le petit "flop "de sortie du plomb appelé diabolo .

les "silencieux les plus simples du type WALMET par exemple :

Un grand merci a toi Neltir pour toutes ces explications !!

J'ai moi même une question : pourrait tu m'expliquer le fonctionnement d'un frein de bouche et pourquoi/comment il augmente de façon considérable le niveau sonore ?

Merci a toi

Super question Louis,j attend avec hâte la réponse!

Un frein de bouche est destiné a favoriser la dispersion des gaz en sortie ,ceci comme je l'ai expliqué plus haut afin d'éviter que la brusque détente des gaz en sortie provoque une explosin en se mélangeant avec l'oxygéne froid de l'air ,cette explosion pousse le projectile dans sa partie arriere et déséquilibre celui ci parc e que cette poussée est uniquement a la'rriere du projectile . Le mélange oxygéme froid avec l'hydrogéne, l'oxyde de carbone et d'autres gaz chauds est explosif ,c'est ce qui provoque ce phénomène et destabilise les balles surtout chez les gros ou moyens calibres .Les projectiles aimsi poussés "au cul " vont osciller durant un bon parcour avant de se restabiliser, c'est pourquoi a courte distance ces armes auront un mauvais groupement et une précision médiocre ,alors qu'a plus longue distance cela sera bon ..Un frein de bouche créé donc des multiples ondes de choc daans tous les sens ,celles ci vont s'additionner aux autres ondes de choc dues a la vitesse du son de la balle , au bruit du mécanisme et dépression compression des chokes etc etc ,les mini couloirs de gaz créés par la séparation du bloc de gaz initial par ce frein de bouche va créer autant d'ondes parasites additionnelles . Un frein de bouche n'est pas un amortisseur de bruit ,c'est un si l'on peu s'exprimer ainsi plus un" stabilisateur anti sur explosion" .

Merci Neltir!

Le frein de bouche a l'inconvénient de créer un effet de turbulance en sortie augmentant le bruit , mais il a aussi l'avantage d'éviter le mouvement de relève du canon de l'arme au moment du départ du projectile ce qui a un effet bénéfique sur la précision ceci surtout sur les armes semi auto lorsque l'on double ,le recul lui aussi est moindre du fait de cette dispersion circulaire comme une boule de gaz en tous sens au lieu d'ètre axiale sans le frein .