vignette|redresse|Feu d'artifice à Hambourg.
Un feu d'artifice (du latin artificium) est un procédé pyrotechnique utilisant des explosifs déflagrants visant à produire du son, de la lumière et de la fumée à l'aide d'une . Les feux d'artifice sont originaires de Chine, où ils ont été développés à partir de la poudre noire avant d'être importés en Europe, où divers alchimistes et pyrotechniciens ont participé à leur développement. Ils sont souvent utilisés dans des spectacles pyrotechniques (fêtes nationales, jour de l'an, événements, etc.) et autrefois pour éloigner les esprits maléfiques.
Histoire
vignette|gauche|redresse|Feu d'artifice tiré à Paris en 1792, par Paul Grégoire. vignette|gauche|redresse|A firework display, Paris, 1855, par .
Les origines exactes de la poudre noire font encore débat. En 1044, le Wujing Zongyao proposait une recette associant soufre, salpêtre et d'autres sels pouvant prendre feu et être lancé depuis des catapultes.
Au , des pétards ont été développés, selon une recette proche de celle de la poudre à canon d'aujourd'hui.
En 1240, les Arabes acquirent des connaissances sur la poudre à canon et ses utilisations en Chine. Un Syrien nommé Hasan al-Rammah a écrit sur les roquettes, les feux d'artifice et d'autres incendiaires, en utilisant des termes suggérant qu'il tirait ses connaissances de sources chinoises, telles que ses références aux feux d'artifice comme . En 1295, Marco Polo rapporte la poudre noire en Europe. Dans les années 1235 à 1290, Roger Bacon, philosophe et alchimiste anglais de renom étudie la poudre noire. Il découvre les proportions menant à la recette de la poudre à canon et que son confinement est le secret de l'explosion violente des feux d’artifice. Depuis, la poudre noire a été parallèlement utilisée pour la guerre et les fêtes, jusqu'au où l'avènement de la chimie moderne colore les feux d'artifice qui étaient antérieurement principalement jaunes ou blancs.
En 1487, un premier spectacle pyrotechnique marque en Angleterre le couronnement d'Élisabeth d'York.
En 1572, des feux d'artifice sont tirés devant . Adrien Romain, mathématicien flamand les évoque en 1611. En France, le premier vrai feu (avec poudre) semble avoir été organisé en 1606., à l'occasion du baptême du futur , par le duc de Sully devant plus de dix mille personnes assemblées dans une plaine située à l'Est de Fontainebleau... Celui tiré place des Vosges à Paris (alors Place Royale), pour le mariage d’Anne d’Autriche avec en 1615 qui met fin aux hostilités entre Bourbons et Habsbourg, est également célèbre. Un Traité des feux artificiels... (traité d'artillerie et de pyrotechnie), y consacre son cinquième chapitre (d’un point de vue militaire) par Francis Malthus, ingénieur anglais nommé Commissaire des Feux et Artifices dans l'armée française, au service de Louis XIII, qui a introduit l'usage du mortier dans l'armée française (aussi nommé en France François de Malte, ou François de Malthe.). Les feux d'artifice se développent surtout au mais provoquent souvent des embrasements. Un des plus connus a lieu lors du mariage du futur avec la jeune Marie-Antoinette d'Autriche le : le feu d'artifice sur la place Louis XV à Paris dégénère en incendie et provoque une panique dans la foule, faisant ..
Au niveau technique, John Bate au début du élève des explosifs sous des cerfs-volants pour produire un spectacle en hauteur.. En 1635, il constate que l’ajout de sulfure d'antimoine à ses bombes produit des flammes bleues et que des écailles de fer produisent une traînée plus lumineuse. En 1786, le chimiste français Claude-Louis Berthollet note que le chlorate de potassium intensifie les effets colorés des explosions.
Au début du , des pyrotechniciens comme M.L.E. AudotAudot MLE (1891) L'art de faire à peu de frais les feux d'artifice ; PDF, voir notamment p102/106 p)., Chertier (qui a publié plusieurs centaines de recettes de feux)Chertier F.M. (1854), Nouvelles recherches sur les feux d'artifice publié chez l'auteur, 638 pages Lien Google livre ou Claude-Fortuné Ruggieri - à l’origine de l’entreprise du même nom aujourd’hui responsable de plusieurs spectacles dans les plus grandes villes du monde - listent les composés chimiques produisant des effets notables dans les feux d’artifice et divers dispositifs pyrotechniques (chandelle romaine, routes et fontaines de lumière, fusées sous parachutes, etc.). À cette époque, divers composés de feux d'artifice sont hautement toxiques (ex : « Calomel », mercure roux, ou sous-chlorure de mercure, réalgar (ou sulfure rouge d'arsenic aussi dit « orpin rouge » et régule d'antimoine, qui donnait une flamme blanche, sels de baryte, minium de plomb qui colore en orange les feux blancs, acétate de cuivre ou vert-de-gris, carbonate de strontiane donnant une couleur jaune au feu, litharge ou protoxyde de plomb donnant un dans les soleils pyrotechniques...) alors que d'autres sont encore des produits naturels et non toxiques tels que charbon de bois, salpêtre, gomme-laque, suif, sucre, carbonate et bicarbonate de soude, particules de mica doré, poudre de lycopode, ou encore camphre et benjoin qui aromatisent les fumées pour masquer la mauvaise odeur de la poudre et de certains métaux. La limaille de fer et de cuivre ainsi que la fonte pilée étaient aussi utilisées. L'une des curiosités du catalogue de Ruggieri (qui se présentait comme « artificier du gouvernement ») était « le serpent de Pharaon », alors vendu en boite de 12 ; il s'agissait de petits cylindres blancs longs de et de 3 à de diamètre possédant . Audot apprécie la manière « amusante » qu'ils ont de brûler, mais ajoute que comme ils sont notamment composés de sulfo-cyanure de mercure (poison violent) ils dégagent des vapeurs mercurielles dangereuses à respirer . Un modèle de plus grande dimension, recouverts de papier d'étain était disponible (en boite de 12 pour ). On sait aujourd'hui que les mesures de prudence recommandée par Audot n'étaient en réalité pas suffisante (la vapeur de mercure inhalée passe dans le sang très rapidement et est bien plus toxique que le mercure liquide).
Les guerres mondiales sont l'occasion de nouveaux progrès pour la chimie industrielle et pyrotechnique.
À partir des années 1970-1980, de nombreux groupes de rock et d'autres spectacles commencent à utiliser des feux d'artifice lors de leurs concerts en plus d'autres effets pyrotechniques. Kiss est souvent reconnu comme le premier groupe à avoir utilisé ce genre d'artifices.
Caractéristiques Principes vignette|Feu d'artifice à Brisbane (Australie).
Les feux d'artifice font du bruit lorsqu'ils explosent, mais c'est principalement leurs lumières et leurs mouvements qui les rendent si attrayants. Le principe de base des feux d'artifice repose sur la combustion pyrotechnique, dérivé de la poudre noire originelle contenant un composé oxydant (nitrate, chlorate ou perchlorate), qui libère de l'oxygène, et un composé réducteur (le soufre et le carbone, en mélange avec des métalloïdes comme le silicium ou le bore, ou des métaux comme le magnésium et le titane) qui, lui sert de combustible.
Il y a tout d'abord l'incandescence des particules d'oxyde métallique, formées lors de la combustion, dont l'incandescence va du blanc rouge (aux alentours de ) jusqu'au blanc éblouissant (vers ). Cette explosion porte à haute température les composés métalliques qui donnent les couleurs.
La technique liée aux feux d'artifice s'appelle la pyrotechnie.
Les pyrotechniciens créent à chaque fois une mise en scène de couleurs et de rythme, avec parfois de la musique, un thème, ou la création d'un paysage de feu. Parfois et surtout lors de grands spectacles pyrotechniques, on peut y ajouter des effets de scène comme des jets d'eau multicolores, des feux de Bengale, des lance-flammes, des cascades, des fontaines, etc.
Forme
vignette|gauche|Schéma en section verticale d'une bombe de divertissement.
Il existe plusieurs sortes de pièces pyrotechniques, chacune produisant un effet qui dépend de la composition ou de la structure de l'explosif. Les bombes, bouquets, embrasements, cascades, soleils ou le bouquet final, sont tous construits à partir du même principe.
Les pièces sont soit propulsées soit lancées par un mortier – plutôt réservé aux professionnels.
La pièce la plus populaire est la « bombe ». Elle est constituée d'une charge de poudre pour la propulser (la chasse) et d'un dispositif d'allumage à retardement (l'espolette) et de billes de poudres (les étoiles). La disposition des étoiles autour de l'allumeur produit des effets différents donnant des pivoines, des palmiers, des marrons d'air et même des saules pleureurs. Aujourd'hui, afin que les bombes s'étalent encore plus dans le ciel, les écarteurs sont renforcés d'une charge explosive, expulsant ainsi les étoiles sur un rayon beaucoup plus grand. Il existe aussi des bombes à plusieurs étages ayant chacune leur compartiment de propulsion et d'étoiles. L'explosion de chaque compartiment allume le dispositif à retardement du compartiment suivant, donnant plusieurs explosions successives.
Le marron d'air ouvre généralement le spectacle. Il produit surtout un très fort bruit d'explosion.
Variante de la bombe, la comète, propulsée à l'aide d'un mortier, produit une traînée incandescente tout au long de sa trajectoire.ISO 25947-5:2017
désormais des feux d'artifice donnant une apparence visuelle reconnaissable, le plus souvent des émoticônes en forme de cœur, de smiley, ou encore des étoiles cerclées.
Couleurs vignette|redresse|La combustion du cuivre produit une flamme bleu-vert.
En fonction des métaux ou sels métalliques et matériaux utilisés (Na, Mg, Al, Si, S, K, Cu, As, Br, Rb, Sr, Sb, Te et Ba), il est possible de varier les couleurs :
CouleurÉlémentComposés possiblesPotassium Sous forme de nitrate () ou chlorate () ; ou bien mélange de strontium (rouge) et de cuivre (bleu) Cuivre Sous forme de chlorure () ou sulfate () Vert Baryum Sous forme de nitrate (), chlorure de baryum () ou chlorate () Jaune Sodium Sous forme d’oxalate (), oxyde () ou nitrate () Orangé Calcium Nitrate de calcium () Strontium Sous forme de nitrate (), hydroxyde (), chlorure (), oxyde () ou de carbonates ( ou ) Blanc Magnésium, aluminium Poudre (Mg, Al) Doré Fer, carbone, soufre Limaille (Fe) et charbon (C, S) Argenté Titane, aluminium Poudre (Ti, Al) Scintillement Antimoine (Sb) Composé toxique dans toutes ses formes. Étincelles Aluminium Granules (Al) Fumées Zinc Poudre (Zn)
Compétitions
Il existe plusieurs compétitions internationales de feux d'artifice sous différents formats.
Risques, dangers, pollution et précautions Dangers vignette|redresse|Radiographie d'une main endommagée par l'explosion d'un « feu d'artifice » bricolé à la maison.
Les feux d'artifice sont assimilables à des explosifs qui en Europe, pour éviter les vols et détournements font depuis l'objet d'une exigence de marquage et de traçabilité, du lieu de production à l’utilisateur final et à son utilisation finale en passant par son stockage et mise sur le marchéDirective européenne (2008/43), transposée en France par le Décret 2009-502 relatif à l'identification et à la traçabilité des explosifs à usage civil et l'Arrêté du 05/05/2009 fixant les modalités d'identification et de traçabilité des produits explosifs à usage civil ; sachant que la date butoir de 2012 a été reportée à 2013 pour l'identification et au 5 avril 2015 pour les exigences de traçabilité. Des accidents parfois mortels sont régulièrement présentés, par leur caractère spectaculaire. Ainsi, les incendies de forêts ou des dégâts sur des bâtiments, camions, trains, navires ou locaux de stockage, dus aux artifices, sont souvent très médiatisés contrairement aux principales sources d'accidents de transport ou d'incendie. Ces exemples, rares en comparaison des risques de cette matière, marquent donc les médias et les mémoires. En voici quelques exemples :