2) Evolution des couleurs
Lors des premiers feux d'artifices français, notamment durant le mariage de Louis XIII avec Anne d'Autriche en 1612, seules les couleurs dorées et argentées étaient utilisées. Mais en 1830, en Italie, les avancées scientifiques dans les domaines de la chimie et de la pyrotechnie ont permis de créer d'autres couleurs, en ajoutant des poudres métalliques différentes dans la composition du feu d'artifice. Les feux verts et rouges apparaissent à la fin du XIX ème siècle pour laisser place aux couleurs violettes et bleues au XXème siècle, couleurs beaucoup plus chères et rares encore de nos jours.
Lors d'un feu d'artifice, un certain nombre de réactions chimiques se produisent : il y a l'oxydoréduction, la combustion, etc ...
Le terme d'oxydoréduction englobe toutes les réactions de transfert d'électrons entre les espèces chimiques. Ce phénomène en contient deux autres : l'oxydation et la réduction. Ceux-ci se produisent simultanément.
1) L'émision de lumière : les photons
Il existe différents types de sources lumineuses : les sources monochromatiques et les sources polychromatiques. Une source monochromatique ne contient qu'une seule radiation, alors qu'une source polychromatique émet quant à elle plusieurs radiations (sur un spectre de raies d'émissions).
Toute émission lumineuse est due à l'excitation des électrons (dans le cas des feux d'artifices comme dans la plupart des cas cela est dû à une combustion ou une hausse de température) qui, en revenant à leur état d'origine, émettent des photons, responsables des émissions de lumières.
2) L'oxydoréduction
Le terme d'oxydoréduction englobe toutes les réactions de transfert d'électrons entre les espèces chimiques. Ce phénomène en contient deux autres : l'oxydation et la réduction. Ceux-ci se produisent simultanément.
A- L'oxydation
L'oxydation consiste à ce qu'un oxydant (une entité chimique) capte un ou plusieurs électrons libres.
Dans le domaine des feux d'artifices, ou plus globalement de la pyrotechnie, l'oxydant doit répondre à plusieurs critères :
Il doit :
- contenir de l'oxygène
- le libérer « facilement »
- avoir une température variant entre -60 et 80° Celsius
- être décomposable par l'eau
En revanche, il ne doit pas être hygroscopique (il ne doit pas absorber l'humidité présente dans l'air).
En pyrotechnie, les principaux oxydants appartiennent à la catégorie des sels, mais on peut également utiliser des oxydes, des peroxydes ou encore des halogènes.
B- La réduction
On peut considérer la réduction comme étant la réaction chimique « inverse » de l'oxydation. La réduction consiste donc à ce qu'un réducteur cède un ou plusieurs électrons qui deviennent alors des électrons libres.
Les réducteurs les plus utilisés dans la pyrotechnie sont l'aluminium, le magnésium et le carbone.
Les températures les plus élevées sont alors obtenues avec le zinc, l'aluminium, le calcium et le magnésium (il ne faut pas oublier que la réaction chimique principale des feux d'artifices reste la combustion).
Au contraire, les températures les plus basses sont obtenues avec de l'hydrogène, du carbone, du lithium ou encore du phosphore. Cela explique donc la formation des différentes couleurs (celles du spectre visuel d'émission continue).
Comme les oxydants, les réducteurs doivent répondre à différents critères :
- il doit pouvoir brûler avec une faible quantité d'oxygène ;
- il doit être facilement oxydable ;
- il doit être décomposable par une entité chimique acide ;
- il doit être stable entre -60°C et 80°C
En revanche, comme pour les oxydants, ils ne doivent pas être hygroscopiques.
C- Feux d'artifices et oxydoréduction
Dans un feu d'artifice, la réaction d'oxydoréduction est due à la combustion de la poudre noire. En réalité, toute combustion crée une réaction d'oxydoréduction.
Par exemple, on obtient, pour la poudre noire, on obtient la réaction suivante :
Combustible : le carbone C et le soufre S
Comburant : le nitrate de potassium KNO3
Ensuite, il faut ajouter le matériau spécifique à la couleur désirée.
Équation de la combustion : 2KNO3 + 3C + S → K2S + 3CO2 + N2
Mais comment la lumière serait-elle mise en valeur sans la création de différentes formes ?
