Combustion - Définition et Explications

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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...) 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...).

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

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...), un comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un...), une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) 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...) des braises (bois, papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres...), carton, tissu, PVC…) ;
  • un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) ou solide liquéfiable (essence, gazole (Le gazole (terme recommandé en France par la DGLFLF), ou gas-oil, ou encore gasoil, ou diesel...), huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à...), kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de...), polyéthylène (Le polyéthylène, ou polyéthène (sigle générique PE), est un des...), polystyrène…) ;
  • un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) (butane, propane (Le propane est un alcane linéaire de formule C3H8.), méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...), dihydrogène…) ;
  • un métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...) (fer, aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13....), sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...), 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...), il s’agit de l’air 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,...). 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...) chauffe-plat allumée dans un bocal de confiture et qu’on ferme le bocal, la flamme s’éteint ; à l’inverse, 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 (La nitroglycérine, ester trinitrique du glycérol, trinitroglycérine, trinitrate de...), molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, 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 :...). Par exemple, ce sera l'échauffement du frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre...) 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...) ou d’un appareil électrique qui se met en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...) 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...), radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se...), pression… qui permettront toujours une augmentation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...). 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 (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) 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...).

Procédés d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque...) 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...) (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...) à neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et...) carbonique, d'une couverture, aspersion d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) 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...) 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...) 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...);
  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...) 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).

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