Les feux d’artifice sont un procédé pyrotechnique utilisant des explosifs déflagrants visant à produire du son, de la lumière et de la fumée à l’aide d’une composition pyrotechnique. 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.
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 XIe siècle, des pétards — tubes de parchemin scellés aux extrémités à l’exception d’un trou permettant l’allumage — 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 « fleurs chinoises ».
Deux siècles plus tard, Marco Polo ramène 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 XIXe siècle 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 Élisabeth Ire. 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 Louis XIII, 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 Louis XIII 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 XVIIe siècle mais provoquent souvent des embrasements. Un des plus connus a lieu lors du mariage du futur Louis XVI avec la jeune Marie-Antoinette d’Autriche le 16 mai 1770 : le feu d’artifice sur la place Louis XV à Paris dégénère en incendie et provoque une panique dans la foule, faisant 132 morts.
Au niveau technique, John Bate au début du XVIIe siècle 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 xixe siècle, des pyrotechniciens comme M.L.E. Audot, Chertier (qui a publié plusieurs centaines de recettes de feux) 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 : « Calomelle », 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 « effet de feu rayonnant » 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 Rugieri (qui se présentait comme « artificier du gouvernement ») était « le serpent de Pharaon », alors vendu 0f50 en boite de 12 ; il s’agissait de petits cylindres blancs longs de 5 mm et de 3 à 4 mm de diamètre possédant « la curieuse propriété de donner en brûlant un résidu dont le volume est environ cent fois plus grand que celui du composé employé. En outre, comme ces cylindres, en brûlant, s’allongent à la manière d’un serpent dont les anneaux se déroulent, on leur a donne le nom de serpents de Pharaon ». 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 « il est nécessaire, lorsque l’on fait brûler successivement trois ou quatre de ces serpents, de ventiler la pièce dans laquelle a lieu la combustion, et, d’autre part, de ne pas laisser ces petits cylindres à la portée des enfants, qui pour-raient les prendre pour des bonbons et les manger ». Un modèle de plus grande dimension, recouverts de papier d’étain était disponible (en boite de 12 pour 2f30. 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.
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 1 000 °C) jusqu’au blanc éblouissant (vers 3 000 °C). Cette explosion porte à haute température les composés métalliques qui donnent les couleurs.
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.
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 – fusées, à la disposition des amateurs – 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.
Plus de détails sur les systèmes pyrotechniques dans l’article Pyrotechnie
On rencontre désormais des feux d’artifice donnant une apparence visuelle reconnaissable, le plus souvent des émoticônes en forme de cœur ou de smiley ou encore des étoiles cerclées.
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Sources : Wikipédia, YouTube.