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Nitrocellulose

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Nitrocellulose
Image illustrative de l’article Nitrocellulose
Image illustrative de l’article Nitrocellulose
Nitrocellulose, dérivée de lacellulose.
Identification
Synonymes

nitrate de cellulose, fulmicoton, coton-poudre, pyroxyle,collodion

NoCAS 9004-70-0
PubChem 720071
Apparence masse fibreuse, blanc-jaunâtre
Propriétés chimiques
Formule C6H7N3O11
Masse molaire[1] 297,133 3 ± 0,009 2g/mol
C 24,25 %, H 2,37 %, N 14,14 %, O 59,23 %,
Propriétés physiques
T°fusion 160-180°C
Solubilité Sol. dans 25 parts d'1 vol.alc.+ 3 vol.éther;

sol. dans leméthanol,l'acétone,l'acide acétique glacial,l'acétate d'amyleCe lien renvoie vers une page d'homonymie[2]

Paramètre de solubilité δ 21,44MPa1/2(11,83% N)[3]
Masse volumique 1,35–1,40g·cm-3[4]
Point d’éclair 4,4°C
Conductivité thermique 0,23W·m-1·K-1[4]
Propriétés électroniques
Constante diélectrique 7,0–7,5 (60 Hz)
6,6 (1 MHz)[4]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,49–1,51[4]
Précautions
SIMDUT[5]
B4 : Solide inflammableF : Matière dangereusement réactive
B4,F,
Directive 67/548/EEC
Explosif
E
Écotoxicologie
DL50 >5 000mg·kg-1sourisoral[6]
Unités duSIetCNTP,sauf indication contraire.
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Lanitrocelluloseounitrate de celluloseest unester de cellulose,explosif, dérivé de lacellulose.Il fut utilisé dans les munitions sous forme defulmicoton,coton-poudreou encorepyroxyle.

Propriétés

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Inflammation de nitrocellulose (risque de brûlures)
Nitrocellulose à l'état solide

La nitrocellulose est à l'état sec un explosif fulminant, c'est-à-dire qu'il dégage de grandes quantités de gaz et de chaleur lors de sa combustion. La nitrocellulose peut se gélifier dans un mélange d'éther et d'alcool (selon le procédé dePaul Vieille). Le gel de nitrocellulose est appelécollodion.Ce produit est très peu soluble et semble très peu biodégradable dans l'eau.

Historique

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ObusShrapnellallemand, avecdouille(étui) chargé de cordons de nitrocellulose
Charge ou "cartouche" decordite(Cartridge 63½ lb (¼ charge) pour canon de marine (BL 12 inch Mk IX naval guns) des cuirassés declasse King Edward VII.

La nitrocellulose a été découverte en 1838 parThéophile-Jules Pelouzesous la forme de papier nitré mais l'histoire a vraiment débuté avec le chimiste allemandChristian Friedrich Schönbeinen1846.Elle est testée comme substitut à la poudre noire pour les armes à feu mais reste cantonnée à un usage comme explosif car trop dangereuse. Une longue liste de chimistes tenteront longtemps d'utiliser la nitrocellulose commepoudre blanche sans fuméeet c'est finalementPaul Vieille,qui en 1884 découvrit un procédé le permettant.

Le coton fut très souvent employé pour la fabrication d'où les noms decoton poudreetfulmicoton.

En1875,Alfred Nobelse blessa au doigt dans son laboratoire français deSevran.Il soigna la plaie en appliquant du collodion. Réfléchissant à la composition du pansement liquide, il eut l'idée de mélanger la nitroglycérine avec de la nitrocellulose. Il déposa le brevet de sa nouvelle invention sous le nom degélignite[7].

Fabrication

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Nitrocellulose

Lacelluloseest le composant principal de la paroi des végétaux, en outre lecotonest de la cellulose presque pure, ce qui en fait une source de choix. Elle est traitée à l'acide sulfonitrique(mélange d'acide nitriqueet d'acide sulfurique). Les ionsnitroniumainsi produits réagissent avec les fonctionsalcoolde la cellulose pour former de la nitrocellulose et de l'eau. On obtient un mélange de mononitrate, dinitrate et trinitrate de cellulose. Lanitrationcroît avec la teneur en acide sulfurique, qui absorbe également l'eau formée, celle-ci déplaçant l'équilibre.

Le mononitrate est soluble dans un mélange 2/3-1/3 d'éther et d'alcool, ce qui donne le collodion utilisé pour leslaques cellulosiquespar exemple, en lutherie ou modélisme, ou même le vernis à ongles. Il est mentionné dans les compositions comme "nitrocellulose soluble".

Le dinitrate et surtout le trinitrate sont insolubles dans le mélange précédent (et constituent la "nitrocellulose insoluble" ) mais totalement solubles dans l'acétone.

Le mononitrate est très inflammable. Le dinitrate et surtout le trinitrate sont des produits très dangereux et explosifs à l'état sec. De plus, la moindre trace d'acide nitrique laissée emprisonnée dans les fibres par le procédé de fabrication rend le produit très instable. La nitrocellulose doit être stockée dans l'eau ou des conditions d'humidité importante (> 25 %) pour être considérée comme sans danger.

Lea eu lieu une explosion dans une usine de Bergerac[8]produisant de la nitrocellulose.

Applications

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La nitrocellulose, notamment sous forme decollodiona connu de multiples usages:

  • Lecollodionest/ou a été utilisé en pharmacie pour isoler les plaies des risques d'infections extérieures. Il a l'aspect d'un vernis incolore et se détache facilement de la peau une fois la blessure cicatrisée. On obtient ce collodion par traitement où interviennent lecotonet l'acide nitrique,le tout étant dilué - après copieux rinçage et séchage - dans de l'éther.La présence d'éthera conduit à l'interdiction du collodion dans les années 1960-1970 dans certains pays (sauf en Belgique et en France, entre autres).
Les balles de tennis de table étaient fabriquées en nitrocellulose.
  • La nitrocellulose a principalement été utilisée comme explosif (la célèbrePoudre B,celle-ci remplaça la poudre noire).
  • Elle a été utilisée aussi, selon la découverte du chimiste françaisHilaire Bernigaud de Chardonneten 1884, pour la fabrication de tissus. Ceux-ci se révélèrent toutefois dangereux, parce que très inflammables. De là, le nom desoie belle-mèrequi lui avait été donné à la fin duXIXesiècle.Notons qu'à cette époque, labougiedemeurait très employée comme moyen d'éclairage domestique ou autre.
  • La nitrocellulose est utilisée dans certaines colles, comme composant de la pâte à bois (le collodion durcit à l'air libre), mais également comme enduit pour lesmaquettes aériennes,ou, enfin comme composant d'allumage (feux).
  • Les balles de ping-pong sont souvent fabriquées encelluloïdou "nitrocellulose Héraud", c’est-à-dire en un mélange de nitrocellulose et decamphre(plastifiant rendant la nitrocellulose moins réactive).
  • Lecollodionfut utilisé aux débuts de la photographie pour contenir les substances sensibles, on le coulait sur des plaques en verre. Lecelluloïdétait utilisé comme support souple pour les premièrespellicules photographiqueset fut adopté dès1891pour la confection des premiersfilms du cinémaparThomas Edisonet son ingénieur et premierréalisateurde l'histoireWilliam Kennedy Laurie Dickson,jusqu'en 1934 où l'on remplaça ce support très inflammable, voire explosif, par letriacétate de cellulose,plus stable[9].
  • Les illusionnistes utilisent également la nitrocellulose pour produire une combustion rapide, ne laissant que peu ou pas de résidus de combustion solides. On l'appellepapier flashoucoton flash,le but de la manœuvre permettant de distraire le spectateur afin de permettre à l'illusionniste de faire apparaître un objet dans sa main.
  • Enbiochimie,elle se présente sous la forme de membranes rugueuses et blanches; elle sert pour la réalisation des tests deWesternetDot blot;en effet, la nitrocellulose a la propriété de fixer rapidement les protéines.
  • Le conditionnement des viandes pré-emballées utilise lacellophanerecouverte extérieurement d’un vernis nitrocellulosique ou de polyéthylène[10].
  • Les premiersvitrages feuilletés,inventés parÉdouard Bénédictusen 1909, consistaient en l'assemblage de verres avec un intercalaire en nitrocellulose[11].Il fonda laSociété du Verre Triplex.L'attentat raté du 19 février 1919 contreGeorges Clemenceauaura contribué à la promotion du vitrage feuilleté « Triplex » pour la sécurité. L’absence d’éclats de verre aura évité des blessures à Clemenceau et son chauffeur.

Mention dans la littérature

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En effet,en tant qu'encyclopédie,Wikipédiavise à présenterune synthèse des connaissances sur un sujet,et non un empilage d'anecdotes, de citations ou d'informations éparses(janvier 2024).
Pour améliorer cet article il convient, si ces faits présentent unintérêt encyclopédiqueet sontcorrectement sourcés,de les intégrer dans d’autres sections.

Jules Vernementionne lefulmicoton(nitrocellulose) dans plusieurs de ses romans. LeBaltimore gun clubl'utilise pour son canon géant dansDe la Terre à la Lune,tandis que les naufragés deL'Île mystérieuseen fabriquent pour remplacer lapoudre noire,dont ils ne disposent qu'en quantité limitée. Il en est également question dans leVoyage au centre de la Terre.Enfin, il l'évoque dans son roman catastropheLe Chancelloren comparaison avec lepicrate de potasse,explosif moins puissant, dont une bonbonne est cachée dans les entrailles du navire en feu.

Sur un mode plus humoristique,Alphonse Allais,fils de pharmacien qui étudia la chimie, écrivit un conte intituléScientia Liberatrix(Litt; la science qui libère) ou la belle-mère explosible.[1]Il s'agit de la confession (fictive) d'un chimiste de grand renom, membre de l' Académie des Sciences qui après le délai deprescription criminelle,révèle comment, jeune marié et affligé d'une belle-mère cauchemardesque, il a expédié cette dernièreAd Patrespar un moyen aussi ingénieux que scientifique.

Celle ci avait en effet deux marottes; s'habiller des pieds à la tête de vêtements et sous-vêtements de coton et lézarder au soleil sur une chaise longue. Le jeune savant subtilise les vêtements de sa détestée belle-mère dans le panier à linge puis leur fait subir dans son laboratoire "l’opération très simple et bien connue qui transforme le paisible coton en redoutable fulmi-coton."

Profitant de la sieste de la dame et renouvelant la méthode d'ArchimèdeauSiège de Syracuse,il concentre les rayons du soleil sur la robe avec une loupe, déclenchant ainsi l'explosion qui lui apporta une félicité conjugale sans nuages.

Mentions dans le cinéma

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Dans le filmNext(2007), Nicolas Cage enflamme une rose en papier nitrocellulose.

Dans le filmInglourious Basterds(2009), Marcel (Jacky Ido) embrase une montagne de bobines au nitrate de cellulose afin de détruire par le feu son cinéma, et ainsi tuer les hauts dignitaires nazis qui s'y trouvent.

Dans le filmInsaisissables(2013), les quatre magiciens utilisent la nitrocellulose pour un effet pyrotechnique sans résidu.

Abandon pour diverses raisons...

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L'invention de ladynamite,avec un effet brisant beaucoup plus important, a fait tomber le fulmicoton, beaucoup moins puissant, en désuétude en tant qu'explosif industriel. Le fulmicoton présente l'avantage d'un régime de déflagration déterminé et plutôt lent (effet de souffle), parfaitement compatible avec son usage dans les armes à feu (encore employé, de nos jours, dans lesmissiles,pour son effet « fusant » (non brisant)).

Stocks résiduels

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À Toulouse, à quelques centaines de mètres de l’ancien site AZF,dans des ballastières (sorte d'étangs), pourtant sur un site classé Natura 2000, sont enfouis dans la vase et sur les berges, près de cinq mille tonnes de nitrocellulose. En,le Premier ministreJean Castexannonce une dépollution du site pour 2022[12].Dépollution qui n'a toujours pas eu lieu, en octobre 2023, malgré l'activisme local, de l'associationLes Amis de la Terre,ainsi que les missives envoyées aux divers ministres d'État, au cours de ces dernières années, de la part du maire de Toulouse, Jean-Luc Moudenc. Le site des ballastières, appartient au Ministère des Armées.

Notes et références

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  1. ↑Masse molaire calculée d’après«Atomic weights of the elements 2007», surchem.qmul.ac.uk.
  2. ↑«COLLODION», surHazardous Substances Data Bank(consulté le).
  3. ↑(en)James E. Mark,Physical Properties of Polymer Handbook,Springer,,2eéd.,1076p.(ISBN978-0-387-69002-5et0-387-69002-6,lire en ligne),p.294
  4. ↑abcetd(en)James G Speight et Norbert Adolph Lange,Lange's handbook of chemistry,New York, McGraw-Hill,coll.« standard handbooks »,,16eéd.,1623p.(ISBN978-0-07-143220-7,OCLC57666317),p.2.807 et 2.746
  5. ↑«Nitrocellulose» dans la base de données de produits chimiquesReptoxde laCSST(organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  6. ↑«ChemIDPlus»(consulté le).
  7. ↑Salles Christine;Paulilles: le forgeage d'un territoire-outil. 1870-1911;Mémoire de Master II, Université de Perpignan, 2010, 502 p.
  8. ↑«Bergerac: ce que l'on sait de l'incendie survenu après plusieurs explosions dans une usine classée Seveso», surfrancetvinfo.fr,(consulté le).
  9. ↑VincentPinel,Dictionnaire technique du cinéma,Paris,Armand Colin,,369p.(ISBN978-2-200-35130-4),p.309-310
  10. ↑HenriDupinet al.,Alimentation et nutrition humaines,Paris, ESF,,1533p.(ISBN978-2-7101-0892-4,OCLC639176877,lire en ligne),p.748-751.
  11. ↑Jean-Marie Michel, «Le verre renforcé Triplex (Verre feuilleté de sécurité)»Accès libre[PDF],surnew.societechimiquedefrance.fr(consulté le).
  12. ↑«Toulouse. Des tonnes d’explosif enfouis sous l'eau: Jean Castex s'empare du dossier», suractu.fr(consulté le).

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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