Ergol

La propulsion à propergol solide désigne une technique de propulsion de fusée qui utilise un propergol solide (ou poudre). Un propulseur à propergol solide est principalement composé d'une enveloppe contenant le propergol, d'un allumeur et d'une tuyère. Le bloc de poudre est percé par un canal longitudinal qui sert de chambre de combustion. Lorsque le propulseur est allumé, la surface du bloc de poudre côté canal se met à brûler en produisant des gaz de combustion sous haute pression qui sont expulsés par la tuyère. En donnant une géométrie particulière au canal on peut, dans une certaine mesure, définir une courbe de poussée répondant au besoin propre à son utilisation.

Ce type de propulseur est plus simple à concevoir qu'un propulseur à propergols liquides et peut délivrer des poussées très importantes à coût relativement faible par rapport à celui-ci (le propulseur de la navette spatiale a une poussée de 1 250 tonnes). Leur impulsion spécifique est par contre nettement plus faible (environ deux fois plus faible) et leur poussée est faiblement modulable et ne peut généralement pas être arrêtée avant la fin de la combustion.

Mis en œuvre depuis près de huit cents ans par les chinois pour la fabrication de fusées artisanales, les propulseurs à propergol solide sont aujourd'hui utilisés pour des applications militaires (missiles) car ce type de propulseur peut être rapidement mis en œuvre (pas de chargement d'ergols avant le lancement) après une longue période de stockage. Dans les fusées modernes, ils sont largement utilisés comme propulseur d'appoint du 1^er étage en fournissant jusqu'à 90 % de la poussée initiale.

La performance d'un propulseur à propergol solide est avant tout liée à la mise au point de nouveaux mélanges chimiques et à la maîtrise du processus de combustion du propergol ainsi qu'à celle du processus de fabrication des blocs de poudre. Ce domaine de la chimie est en constante évolution. Seuls quelques pays maîtrisent aujourd'hui l'utilisation des propergols les plus puissants.

Le perchlorate d'ammonium est un composé chimique de formule NH₄ClO₄.

C'est le sel d'ammonium de l'acide perchlorique, et la forme la plus courante de perchlorate.
Comme les autres perchlorates, c'est un puissant oxydant.

Le nitrate de potassium est un composé chimique, ionique, anhydre, composé d'anions nitrate et de cations potassium, de formule brute KNO₃. Ce composé minéral salin de densité entre 2,1 et 2,2 suivant sa pureté, soluble dans l'eau, est le nitre des minéralogistes, caractéristique des zones désertiques, ou le salpêtre, bien connu probablement avant le Moyen Âge, des anciens chimistes ou collecteurs-fabricants de poudre noire. Il était aussi nommé dans l'ancienne nomenclature chimique française « nitrate de potasse », voire nitre de potasse.

« Salpêtre » signifie littéralement en latin médiéval « sel de pierre » (salpetrae). L'appellation « salpêtre » ne s'applique pas qu'au corps chimique anhydre, mais aussi aux corps hydratés constituant une couche pulvérulente blanchâtre qui se forme sur les vieux murs humides par évaporation de l'eau. Le salpêtre était récolté en grattant des pierres ou des briques situées dans des lieux sombres autrefois marqués par un environnement ammoniaqué, comme les caves d'affinages, les étables, les écuries, ou à défaut, par des eaux riches en ions ammonium ou nitrates.

Les ions ammonium sont facilement oxydés en nitrates par les bactéries dites nitrifiantes présentes dans ces environnements. Le sel anhydre est obtenu par simple séchage, opération naturelle voisine de l'efflorescence conduisant à la perte de l'eau de cristallisation des sels hydratés.

Un mélange proportionné de poudres de soufre, de charbon de bois pulvérulent et de salpêtre permet de fabriquer de la poudre à canon ou poudre noire. Cette poudre allumée disparaît en un nuage de gaz vite dissipé. Simplement mélangé à du charbon de bois en poudre, le salpêtre explose à la chaleur. Son usage comme explosif fut de fait un des principaux emplois historiques du nitre ou du salpêtre.