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Combustion

Introduction

La combustion d'un bâton d'encens, se traduisant par la production d'une flamme

La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus...).

Triangle du feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.)

Triangle du feu

La réaction chimique de combustion ne peut se produire que si l'on réunit trois éléments : un combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans...), un comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène.), une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) d'activation (Activation peut faire référence à :) en quantités suffisantes. On représente de façon symbolique cette association par le triangle du feu. De la même manière, la combustion cesse dès qu'un élément du triangle est enlevé.

Le combustible peut être :

  • un solide formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se caractérise par son timbre...) des braises (bois, papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se...), carton, tissu, PVC…) ;
  • un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) ou solide liquéfiable (essence, gazole (Le gazole (terme recommandé en France par la DGLFLF), ou gas-oil, ou encore gasoil, ou diesel (terme recommandé par l'Office québécois de la langue française), est le nom...), huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau, mais, est cependant plus légère que...), kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de formule chimique allant de C10H22 à C14H30. Issu du raffinage du pétrole, il résulte du soutirage pendant la distillation d'une coupe avec...), polyéthylène, polystyrène…) ;
  • un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) (butane, propane, méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à...), dihydrogène…) ;
  • un métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des...) (fer, aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec...), sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le...), magnésium…).

Ces quatre points correspondent respectivement aux quatre principales classes de feux A, B, C et D.

Le comburant est l’autre réactif de la réaction chimique. La plupart du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), il s’agit de l’air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de...) ambiant, et plus particulièrement de l’un de ses composants principaux, le dioxygène (Le dioxygène est une molécule composée de deux atomes d'oxygène, notée O2, qui est à l'état de gaz aux conditions normales de pression et de température.). En privant un feu d’air, on l’éteint ; par exemple, si on place une bougie (La bougie est un objet servant en général à éclairer, composé d'un corps gras et d’une mèche enflammée. Elle a été inventée au milieu du Moyen Âge. Son...) chauffe-plat allumée dans un bocal de confiture et qu’on ferme le bocal, la flamme s’éteint ; à l’inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y...), si l’on souffle sur un feu de bois, cela l’active (on apporte plus d’air). Dans certains chalumeaux, on apporte du dioxygène pur pour améliorer la combustion.

Dans certains cas très particuliers (souvent explosifs comme avec l'aluminium), le comburant et le combustible sont un seul et même corps (par exemple la célèbre nitroglycérine, molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui...) instable comportant une partie oxydante greffée sur une partie réductrice).

La réaction est déclenchée par une énergie d’activation. Il s’agit généralement de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). Par exemple, ce sera l'échauffement du frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) dans le cas de l’allumette, le câble électrique qui chauffe, ou une autre flamme (propagation du feu), étincelle (de l’allume-gaz, de la pierre du briquet (Un briquet est un dispositif pyrotechnique autonome, destiné à produire une flamme. Le carburant utilisé est stocké au sein d'un réservoir, et le comburant est le dioxygène présent dans l'air. Le briquet est...) ou d’un appareil électrique qui se met en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) ou s’arrête). Mais il y a d’autres façons de fournir l’énergie d’activation : électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les phénomènes...), radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une...), pression… qui permettront toujours une augmentation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de...). La production de chaleur permet à la réaction de s’auto-entretenir dans la plupart des cas, voire de s'amplifier en une réaction en chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :). La température à partir de laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour former avec l'air un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) inflammable dont la combustion peut s'entretenir d'elle-même est appelée point (Graphie) d'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du corps à une agression : infection, brûlure, allergie…).

Procédés d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs...) d'une combustion

Pour éteindre une réaction de combustion, il faut supprimer un des trois éléments du triangle du feu :

  • suppression du combustible : fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) d'une vanne ou d'un robinet qui alimente la combustion, éloignement de combustibles à proximité du feu, exutoire pour chasser la fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules solides émis par un feu ou un échauffement mécanique. Ces particules sont principalement de la suie (du...) (qui contient des imbrûlés), …
  • suppression du comburant (étouffement) : utilisation d'un extincteur (Un extincteur est un appareil de lutte contre l'incendie capable de projeter ou de répandre une substance appropriée — appelée « agent extincteur » —...) à neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque...) carbonique, d'une couverture, aspersion d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) sur un combustible solide (la vapeur () d'eau formée chasse l'air) …
  • suppression de l'énergie d'activation (refroidissement) : pulvérisation (Le terme de pulvérisation a été introduit en 1975 par J. M. Steele dans sa thèse de doctorat, à l'université Stanford.) d'eau dans le cas d'une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) prémélangée (mélange de gaz ou de particules combustibles et de gaz comburant), grille ( Un grille-pain est un petit appareil électroménager. Une grille écran est un élément du tube de télévision. Une grille d'arrêt est un...) absorbant la chaleur (lampe de mineur "Davy (Davy (titre original : Davy) est un roman de Edgar Pangborn publié en 1964.)"), exutoire pour chasser la fumée (qui est chaude), …

L'eau peut avoir deux rôles différents :

  1. dans le cas d'un combustible solide, le facteur limitant est l'apport en comburant (air), le feu produisant sa propre chaleur ; l'eau étouffe donc le feu par dégagement de vapeur qui entraîne l'air et empêche l'alimentation en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.);
  2. dans le cas d'une atmosphère prémélangée, on ne peut pas séparer le combustible du comburant, la seule action possible consiste à refroidir l'atmosphère pour empêcher la flamme de se propager (la vapeur d'eau joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert...) également un rôle de diluant).

Il existe cependant des cas où le facteur déclenchant la combustion n'est pas l'énergie d'activation. Par exemple, l'explosion de fumées est une combustion très violente des gaz imbrûlés présents dans les fumées (voir ) provoquée par un apport soudain d'air, donc de comburant. L'intervalle dans lequel le mélange air/gaz pourra brûler est borné par les limites d'explosivité dans l'air. Cet intervalle peut mesurer de quelques pour cent (kérosène) à plusieurs dizaines de pour cent (acétylène).

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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