Aux premiers jours des États-Unis, John Adams a écrit à sa femme Abigail à propos de la célébration de l'indépendance: "Elle devrait être célébrée avec Pomp and Parade, avec Shews, Games, Sports, Guns, Bells, Bonfires and Illuminations from one End. de ce continent à l'autre à partir de ce temps en avant pour toujours. " Les "feux de joie et illuminations" se réfèrent directement à ce que nous connaissons comme la pyrotechnie et les feux d'artifice.
Je suis chimiste et également président de Pyrotechnics Guild International, une organisation qui promeut l'utilisation sûre des feux d'artifice et les utilise ici aux États-Unis pour célébrer le jour de l'indépendance et d'autres festivals tout au long de l'année. En tant que chimiste et quelqu'un qui dirige des démonstrations pour des étudiants en chimie, je considère les feux d'artifice comme un excellent exemple de réactions de combustion qui produisent un feu coloré. Mais l'invention des feux d'artifice colorés est relativement récente et toutes les couleurs ne sont pas faciles à produire.
Petite histoire des feux d'artifice
Les pétards ont été inventés par hasard par les Chinois en 200 av. Mais ce n'est que mille ans plus tard que les alchimistes chinois ont développé des feux d'artifice en 800 après JC Ces premiers feux d'artifice étaient principalement des concoctions lumineuses et bruyantes conçues pour effrayer les mauvais esprits - pas les explosions colorées et contrôlées que nous voyons aujourd'hui. Avancez encore un autre millénaire et les Italiens ont compris comment ajouter de la couleur en introduisant divers éléments dans le mélange inflammable. L'ajout de l'élément strontium à un mélange pyrotechnique de couleur produit une flamme rouge; cuivre, bleu; baryum, vert; et sodium pour le jaune.
Trop ou trop peu de produits chimiques modifient considérablement la température et donc la longueur d'onde de la couleur observée. Le bon mélange de produits chimiques lorsqu'il est allumé produit suffisamment d'énergie pour exciter les électrons et émettre différentes couleurs de lumière.
Même si la chimie de ces couleurs n'est pas nouvelle, chaque génération semble être excitée par les couleurs éclaboussées à travers le ciel. Nous avons maintenant une large gamme de couleurs de flammes: rouge, vert, bleu, jaune, violet et leurs variantes.
Chaque couleur fonctionne de la même manière. Lorsque différents éléments s'enflamment, ils libèrent différentes longueurs d'onde de lumière qui se traduisent par des couleurs différentes.
Faire ce feu d'artifice bleu parfait
Toutes les couleurs des feux d'artifice ne sont pas aussi faciles à créer. Je crois que plusieurs de mes collègues en recherche et développement pyrotechnique conviendront avec moi que le bleu est la couleur la plus difficile à produire.
En effet, le ciel du soir est une nuance de bleu, ce qui signifie que la plupart des bleus n'apparaissent pas aussi bien. Si vous essayez de rendre le bleu plus lumineux pour contraster avec l'arrière-plan, il peut sembler délavé. Le bon équilibre du cuivre et d'autres produits chimiques dans la flamme ou la réaction de combustion produit la meilleure flamme de couleur bleue dans un feu d'artifice.
J'ai pris cela en compte lorsque j'ai essayé de créer la meilleure couleur de flamme bleue, que j'appelle la boîte à pilules bleue. Il est juste assez brillant pour se démarquer du ciel nocturne mais toujours d'un bleu riche. J'ai plus de 20 formules pyrotechniques bleues et j'en ai trouvé une qui se rapproche beaucoup de cette teinte insaisissable.
Une autre difficulté pour créer une couleur bleu intense est que la chimie n'est pas simple. Il nécessite une combinaison de plusieurs produits chimiques et de l'élément cuivre. Lorsque le cuivre s'enflamme, les électrons entourant les atomes de cuivre sont excités et activés dans la flamme. Lorsque les électrons libèrent cette énergie, elle apparaît aux observateurs comme une lumière bleue. Chaque couleur fonctionne de la même manière. Lorsque différents éléments s'enflamment, ils libèrent différentes longueurs d'onde de lumière qui se traduisent par des couleurs différentes. Donc, lorsque vous voyez des points de lumière de couleur bleue créant un motif dans le ciel nocturne, vous voyez vraiment des électrons excités libérant de l'énergie sous forme de lumière bleue.
Paul E. Smith, démonstrateur de cours de chimie, Université Purdue
