Explosif

De l'explosion résulte la création d'un front 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 de déflagration) ;
• les explosifs brisants (régime de détonation) ;
• 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 soufflants sont conçus pour un régime de déflagration, c’est-à-dire une auto-combustion subsonique (la réaction chimique se propage à la vitesse de 10 à 400 m/s dans l'explosif lui-même).
• Les explosifs progressifs suivent le régime de détonation supersonique (de 2 000 à 3 500 m/s).
• Les explosifs brisants détonent également (de 4 000 à 9 000 m/s).

Les explosifs peuvent aussi être utilisés pour la propulsion de projectiles ou fusées sous forme de poudre ou propergol. Le régime est alors la combustion qui doit être très bien maîtrisée (exemple, les deux propulseurs d'appoint à poudre de chaque côté de la fusée Ariane).

Un explosif soufflant est un explosif qui provoque lors de son explosion une pression dans les directions de moindre résistance. Si on place une petite charge d'explosif soufflant sur un mur, lors de l'explosion la pression 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 :

• la poudre noire, surtout utilisée pour les canons d'autrefois, les feux d'artifice et les pétards ;
• la poudre blanche (nitrocellulose), utilisée aussi dans certains propulseurs à réaction ;
• les mélanges « faciles à réaliser » : mélanges à base de produits courants comme le fioul, engrais ou lessive, permettant de réaliser des explosifs artisanaux. Ils peuvent être utilisés au combat en l’absence de matériel plus sophistiqué (guérilla, guerre asymétrique, guerre civile, etc.), ou pour des activités terroristes.

Un explosif brisant est un explosif qui applique, lors de son explosion, une pression sur la zone la plus résistante. Un exemple simple : si on place une petite charge d'explosif brisant sur un mur, lors de l'explosion la pression 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 fort effet de souffle dans la direction opposée au mur.

Utilisation d'explosifs par des sapeurs durant la Première Guerre mondiale.

Les explosifs brisants ont une vitesse de détonation qui dépasse 6 050 m/s. Le plus puissant connu (l'octanitrocubane) atteint la vitesse de détonation de 10 100 m/s. On peut citer parmi eux les groupes -nitros et nitrates, les peroxydes organiques, les chlorates et les perchlorates, les halogénures d'azote, les azotures et les fulminates.

Ils sont généralement utilisés dans le domaine militaire ou dans le bâtiment. Pour la pyrotechnie, on préférera les explosifs déflagrants, car les brisants sont trop complexes à manipuler. De plus, ils sont souvent très toxiques et même parfois cancérigènes.

En génie civil, la nitroglycérine, trop instable, est inutilisable sous sa forme liquide courante ; elle a son utilisation la plus répandue en médecine, car c'est un puissant vaso-dilatateur. Les ingénieurs civils lui préfèrent le plus souvent la dynamite, qui est de la nitroglycérine stabilisée par ajout d'un stabilisant (le plus souvent de la cellulose). Au XXI^e siècle, les explosifs dits plastiques, composés d'explosif et de gélatinisant (afin de « flegmatiser » la matière active), sont les plus utilisés.

En génie militaire, plusieurs explosifs sont utilisés :

• la mélinite 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 le coefficient d'utilisation pratique (CUP) d'un explosif, mesurant sa puissance ;
• le TNT ou trinitrotoluène a été largement utilisé pendant la Seconde Guerre mondiale ;
• l'hexolite ou RDX, dont la composition C-4 est un dérivé ;
• l'octolite (usage militaire exclusif) est dans les années 1980 l’explosif le plus puissant ;
• la donarite (nom commercial, de l'allemand Donner, « tonnerre ») est un explosif contenant 70 à 80 % de nitrate d'ammonium, 15 à 25 % trinitrotoluène, et 5 % de nitroglycérine[1]. Sa vitesse de détonation est de 4 100 m/s. Utilisé par le génie militaire de la Wehrmacht, il est toujours employé dans l'exploitation minière ;
• le tétrytol.

De la poudre d'aluminium est parfois ajoutée au TNT pour augmenter la puissance du souffle (ex. : ammonal).

En pyrotechnie, un explosif primaire ou initiateur est un produit chimique explosif, celui qui le premier amorce la chaîne pyrotechnique conduisant à l'explosion d'une charge d'explosif.

On les trouve par exemple dans les détonateurs ou les amorces. 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 un booster explosif servant de pont entre un explosif de faible énergie et un autre qui possède une grande énergie, mais une réactivité faible.

Ces produits sont souvent toxiques et toujours dangereux. Ils participent aux séquelles de guerre, y compris séquelles de pollution.

• Fulminate de mercure
• Azoture de plomb

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 une onde 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'un explosif primaire de façon à amorcer la réaction du deuxième explosif. Les boosters 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 le PETN, le TNT et l'ANFO), le booster amène l'énergie d'activation nécessaire pour démarrer la réaction chimique.

Le tétryl était populaire au XX^e siècle comme booster, particulièrement durant la Seconde Guerre mondiale, mais n'est plus beaucoup utilisé au XXI^e siècle, remplacé par des mélanges répondant mieux aux exigences des explosifs modernes.

Ces produits sont souvent toxiques.

Les feux d'artifice, explosifs faits maison, ou engin explosif improvisé (EEI), peuvent présenter des dangers pour l'utilisateur lors de leur fabrication, leur transport ou leur utilisation. Certains mélanges sont instables, ils détonent ou s'enflamment spontanément à des températures basses (40 °C), ou lors d'un faible choc, ou après un certain laps de temps. L'opérateur peut être blessé (main arrachée, brûlures, œil crevé, perte de l'audition, intoxication, éviscération partielle) ou tué. Ces engins ou mélanges peuvent provoquer des blessures à d'autres personnes et causer des dégâts matériels importants (parois et vitres soufflées, incendie).