La réaction chimique de combustion ne peut se produire que si l'on réunit trois éléments :
un combustible, un comburant, une énergie d'activation en quantités suffisante. On
représente de façon symbolique cette association par le triangle du feu.
Le combustible peut être:
* un gaz (butane, propane, gaz de ville, dihydrogène…),
* un liquide (essence, gasoil, huile, kérosène…),
* un solide (bois, papier, carton, tissu, plastique…).
Ce peut être un mélange de différents corps.
Le comburant est l'autre réactif de la réaction chimique. La plupart du temps, il s'agit de
l'air ambiant, et plus particulièrement de l'un de ses composants principaux, le
dioxygène. En privant un feu d'air, on l'éteint ; par exemple, si on place une bougie
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), le comburant et le combustible
sont un seul et même corps (par exemple la célèbre nitroglycérine, molécule instable
comportant une partie oxydante greffée sur une partie réductrice).
La réaction est déclenchée par une énergie d'activation. La production de chaleur permet
à cette réaction de s'auto-entretenir dans la plupart des cas, voire de s'amplifier en une
réaction en chaîne.
L'énergie d'activation est le déclencheur du feu. Il s'agit généralement de chaleur. Par
exemple, ce sera l'allumette que l'on frotte, le câble électrique qui chauffe, ou une autre
flamme (propagation du feu), étincelle (de l'allume-gaz, de la pierre du briquet ou d'un
appareil électrique qui se met en route ou s'arrête). Mais il y a d'autres façons de fournir
l'énergie d'activation : électricité, radiation, pression… qui permettront toujours une
augmentation de la température.
Différents types de combustion
Rapide
La combustion rapide est une forme de combustion au cours de laquelle de grandes
quantités de chaleur et d'énergie sous forme de lumière sont relâchées, donnant
naissanc au feu. Elle est utilisée dans certaines machines telles que les moteurs à
combustion internes ou les armes thermobariques.
Lente
La combustion lente est une réaction se réalisant à des températures peu élevées. On
peut citer le cas de la respiration cellulaire.
Complète
Lors d'une combustion complète, le réactif brûlera en présence de dioxygène, ce qui
limite les produits de la réaction. Quand un hydrocarbure brûle dans le dioxygène, les
produits sont ainsi uniquement du dioxyde de carbone et de l'eau.
Quand des éléments comme le carbone, l'azote, le soufre, et le fer sont brûlés, on
remarque la production des oxydes les plus communs.
Réactif Produit
Carbone Dioxyde de carbone
Azote Dioxyde d'azote
Soufre Dioxyde de soufre
Fer Oxyde de fer (III)
Chaude [modifier]
La combustion chaude est une combustion caractérisée par des flux de chaleur. Elle est
souvent utilisée dans l'industrie (par exemple, les turbines à gaz, les moteurs diesel...)
car la chaleur facilite l'opération de mélange entre le combustible et l'oxydant.
Incomplète [modifier]
La combustion incomplète a lieu quand il n'y a pas assez d'oxygène pour permettre au
combustible (souvent un hydrocarbure) de réagir complètement avec le dioxygène pour
produire du dioxyde de carbone et de l'eau. Quand un hydrocarbure brûle dans l'air, la
réaction produira du dioxyde de carbone, de l'eau, du monoxyde de carbone, du carbone
pur (suie ou cendres), mais aussi de nombreux autres composés tels que les oxydes
d'azote. La réaction incomplète de combustion est par conséquent la plus commune de
toutes, et produira ainsi de très grandes quantités de produits secondaires, et, dans le
cas de la combustion de carburant dans les moteurs automobiles, ces produits
secondaires peuvent être plutôt mauvais pour la santé et endommagent l'environnement.
La qualité de la combustion peut être améliorée en étudiant les pièces impliquées dans la
réaction, comme les brûleurs, et les moteurs à combustion interne. D'autres