Qu’est-ce que le feu?
Le feu est l’effet visible du processus de combustion – un type spécial de réaction chimique. Elle se produit entre l’oxygène de l’air et une sorte de combustible. Les produits issus de la réaction chimique sont complètement différents de la matière de départ.
Le combustible doit être chauffé à sa température d’allumage pour que la combustion se produise. La réaction se poursuivra tant qu’il y aura suffisamment de chaleur, de combustible et d’oxygène. C’est ce qu’on appelle le triangle du feu.
La combustion se produit lorsque le combustible réagit avec l’oxygène pour libérer de l’énergie thermique. La combustion peut être lente ou rapide en fonction de la quantité d’oxygène disponible. La combustion qui se traduit par une flamme est très rapide et est appelée brûlage. La combustion ne peut se produire qu’entre des gaz.
Réaction chimique dans le processus de combustion
Les combustibles peuvent être des solides, des liquides ou des gaz. Au cours de la réaction chimique qui produit le feu, le combustible est chauffé à un point tel (s’il n’est pas déjà un gaz) qu’il libère des gaz à sa surface.
Seuls les gaz peuvent réagir dans la combustion. Les gaz sont constitués de molécules (groupes d’atomes). Lorsque ces gaz sont suffisamment chauds, leurs molécules se brisent et des fragments de molécules se rejoignent avec l’oxygène de l’air pour fabriquer de nouvelles molécules de produits – molécules d’eau (H2O) et molécules de dioxyde de carbone (CO2) – et d’autres produits si la combustion n’est pas complète.
La chaleur générée par la réaction est ce qui entretient le feu. La chaleur de la flamme va maintenir le combustible restant à la température d’allumage. La flamme enflamme les gaz émis, et le feu se propage. Tant qu’il y a suffisamment de combustible et d’oxygène, le feu continue de brûler.
Combustible + oxygène (de l’air) = produits de combustion (principalement CO2 + H2O) + énergie thermique.
Combustion complète
Dans une combustion complète, le combustible en combustion ne produira que de l’eau et du dioxyde de carbone (pas de fumée ni d’autres produits). La flamme est généralement bleue. Pour que cela se produise, il faut qu’il y ait suffisamment d’oxygène pour se combiner complètement avec le gaz combustible.
Beaucoup d’entre nous utilisent du gaz méthane (CH4), communément appelé gaz naturel, à la maison pour cuisiner. Lorsque le gaz est chauffé (par une flamme ou une étincelle) et s’il y a suffisamment d’oxygène dans l’atmosphère, les molécules se séparent et se reforment totalement en eau et en dioxyde de carbone.
| CH4(g) | + | 2O2(g) | + | chaleur | → | CO2(g) | + | 2H2O(g) | + | chaleur |
| méthane | + | oxygène | + | chaleur | → | Dioxyde de carbone | + | eau | chaleur |
Combustion incomplète
Si l’oxygène disponible n’est pas suffisant pendant une réaction chimique, une combustion incomplète se produit, et des produits tels que le carbone (C) et le monoxyde de carbone (CO) ainsi que l’eau et le dioxyde de carbone sont produits. Moins d’énergie thermique est libérée lors d’une combustion incomplète que lors d’une combustion complète.
Dans le cas d’une combustion incomplète, la flamme brûlante est généralement jaune ou orange et il y a de la fumée.