Phénomène de Combustion - PDF

# La combustion ## 1. PHÉNOMÈNES DE LA COMBUSTION ### 1.1. Définition La combustion est une réaction chimique d'oxydoréduction rapide entre un combustible et un comburant. Cette réaction se fait avec un dégagement de chaleur. Elle est dite exothermique. Si la réaction est lente, comme dans le cas du...

# La combustion ## 1. PHÉNOMÈNES DE LA COMBUSTION ### 1.1. Définition La combustion est une réaction chimique d'oxydoréduction rapide entre un combustible et un comburant. Cette réaction se fait avec un dégagement de chaleur. Elle est dite exothermique. Si la réaction est lente, comme dans le cas du fer qui rouille, on ne parle pas de combustion mais d'oxydation. ### 1.2. Triangle de feu La combustion ne peut avoir lieu que si les trois éléments suivants sont présents simultanément: - le comburant (oxydant); - le combustible (réducteur); - une source d'inflammation ou source d'énergie; Ceci est fréquemment illustré par le triangle de feu. Chaque côté du triangle représente un élément. ## II. COMBURANTS ### II.1. Oxygène de l'air Le comburant le plus courant est l'oxygène de l'air, sa composition volumique dans l'air est approximativement la suivante : - Air 79% Azote - Oxygène 21% ### II.2. Autres comburants Certains corps chimiques contenant ou non de l'oxygène sont des comburants car ils réagissent violemment avec les matières combustibles et organiques. | Comburants | | | | |:---|:---|:---|:---| | Protoxyde d'azote | N2O | Fluor | F | | Monoxyde d'azote | NO | Chlore | Cl2 | | Trifluorure de chlore | CIF3 | Brome | Br | | Acide nitrique | HNO3 | Chorate de sodium | NaCIO3 | ## III. COMBUSTIBLES (appelé aussi substances inflammables) ### III.1. Définition Le combustible est un produit qui a la propriété de se combiner à l'oxygène pour conduire à une réaction de combustion. ### III.2. Classification La matière combustible pourrait être divisée en deux principales catégories : organique et inorganique. La grande majorité des produits organiques contenant du carbone et de l'hydrogène sont combustibles. A l'inverse, la matière inorganique ne contient pas de carbone, et elle n'est généralement pas facilement combustible. | COMBUSTIBLES | | | |:---|:---|:---| | **ORGANIQUE** (avec Carbone) | Brûlent << bien >>> | Brûlent <<< mal >>> | | presque toujours l'hydrogène (H) | | | | souvent l'exygène (O) | | | | parfois l'azote (N) | | | | + autres atomes... | | | | **INORGANIQUE** (sans carbone) | | | | métaux: sodium (Na), Fer (Fe), magnésium (Mg).... | | | | non métaux : soufre (5), phosphore (P).... | | | | composés: oxydes, halogénés, azotés, phosphorés,... | | | ### III.4. Combustibles gazeux La réaction de combustion amorcée en un point du mélange par une source d'inflammation libère de l'énergie sous forme de chaleur. ## IV. LES SOURCES D'INFLAMMATION ### IV.1. Énergie minimale d'allumage Lorsque les vapeurs de combustibles ou les poussières et l'air sont dans des proportions correspondant à la zone d'inflammabilité, un apport d'énergie, même très faible, déclenche le mécanisme de combustion. Cette énergie est l'énergie nécessaire au démarrage de la combustion de quelques molécules. ### IV.2. Différentes sources d'inflammation L'apport d'énergie peut être fait par : - une flamme; - une élévation de température; - des étincelles; - des composés pyrophoriques; ...; #### a-Flamme Créée par une soudure en cours d'exécution, une allumette (=900°C), elle apporte des radicaux libres qui vont initier les réactions radicalaires de combustion. #### b) – Élévation de température : température d'auto-inflammation Une elevation de température peut amener le mélange combustible à sa température d'auto inflammation. Le produit s'enflamme alors spontanément en présence d'air, sans présence de flamme ni d'étincelle. L'inflammation survient simultanément en tous les points du mélange gazeux. Cette élévation de température peut être due : - à des appareils chauds : fours, échangeurs, tuyauteries,... - à des échauffements anormaux dus à des frottements ou grippage d'organes de machines : roulement détérioré, température extérieure d'un boîtier électrique,... - gaz chauds de combustion - à des réactions chimiques exothermiques ## V-LES TYPES DE COMBUSTION Parmi les classifications existantes, deux sont le plus souvent utilisées. La première consiste à classer les types de combustion en comparant la vitesse d'oxydation de leurs réactions. Quand à la deuxième elle se base sur la présence ou l'absence des flammes lors de la réaction de combustion. ## VI. PARAMETRES DE L'INCENDIE Le principal effet de l'incendie est évidemment de dégager de la chaleur; la quantité de chaleur dégagée est fonction de trois paramètres : - le pouvoir calorifique; - le potentiel calorifique; - le débit calorifique. ## VII. EFFETS DE LA COMBUSTION ### VII.1. Les Gaz de combustion La combustion des matériaux s'effectue en dégageant un certain nombre de gaz qui peuvent avoir des effets toxiques et corrosifs. Par ailleurs, portés à température élevée, ces gaz vont contribuer à la propagation du feu. La nature des matériaux combustibles peut permettre de prévoir les caractéristiques des principaux gaz de combustion. ### VII.2. Les fumées Les fumées sont constituées de gaz de combustion et sont chargées de particules solides de produits imbrûlés souvent portés à température élevée. Ce mélange est souvent à l'origine de la propagation du feuz. Les fumées dégagées par l'incendie ont pour effet de gêner et même souvent d'empêcher toute intervention des secours. ## VIII PHASES DE L'INCENDIE Dans le déroulement d'un incendie, on peut distinguer cinq phases qui se déroulent successivement. La courbe de la figure représente le développement d'un incendie en considérant qu'il était suffisamment alimenté en comburant, en combustible et en énergie. **Phase 1**: feu couvant ; après allumage par un point chaud (cigarette, allumette, court-circuit, soudure...), il y a début de combustion avec formation de fumées (OA). **Phase 2**: combustion ; apparition de flammes avec dégagement de gaz chauds et incomplètement brûlés (AB). **Phase 3**: embrasement généralisé ou « flash over » ; les gaz chauds (combustibles) et les particules îmbrûlées des fumées portés à température d'auto- inflammation provoquent Tembrasement (BC). **Phase 4**: développement de l'incendie; cette phase dépend de l'aliment du feu en combustible et en comburant (CD). **Phase 5**: décroissance ; soit du fait de l'intervention, soit du fait de la disparition du combustible.