Comment fonctionne le feu

Typiquement, le feu provient d’une réaction chimique entre l’oxygène de l’atmosphère et une sorte de combustible (bois ou essence, par exemple). Bien sûr, le bois et l’essence ne s’enflamment pas spontanément simplement parce qu’ils sont entourés d’oxygène. Pour que la réaction de combustion se produise, il faut chauffer le combustible à sa température d’inflammation.

Voici la séquence des événements d’un feu de bois typique :

Quelque chose chauffe le bois à une température très élevée. La chaleur peut provenir de beaucoup de choses différentes — une allumette, une lumière focalisée, une friction, un éclair, quelque chose d’autre qui brûle déjà….

Lorsque le bois atteint environ 300 degrés Fahrenheit (150 degrés Celsius), la chaleur décompose une partie de la matière cellulosique qui compose le bois.

Une partie de la matière décomposée est libérée sous forme de gaz volatils. Nous connaissons ces gaz sous le nom de fumée. La fumée est un composé d’hydrogène, de carbone et d’oxygène. Le reste de la matière forme du charbon, qui est du carbone presque pur, et des cendres, qui sont tous les minéraux imbrûlables du bois (calcium, potassium, etc.). Le charbon est ce que vous achetez lorsque vous achetez du charbon de bois. Le charbon de bois est du bois qui a été chauffé pour éliminer presque tous les gaz volatils et laisser le carbone. C’est pourquoi un feu de charbon de bois brûle sans fumée.

La combustion proprement dite du bois se déroule ensuite en deux réactions distinctes :

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Un effet secondaire de ces réactions chimiques est une grande chaleur. Le fait que les réactions chimiques dans un feu génèrent beaucoup de nouvelle chaleur est ce qui entretient le feu. De nombreux combustibles brûlent en une seule étape. L’essence en est un bon exemple. La chaleur vaporise l’essence et tout brûle sous forme de gaz volatile. Il n’y a pas de carbonisation. L’homme a également appris à doser le combustible et à maîtriser un feu. Une bougie est un outil permettant de vaporiser et de brûler lentement de la cire.

Lorsqu’ils chauffent, les atomes de carbone ascendants (ainsi que les atomes d’autres matériaux) émettent de la lumière. Cet effet  » la chaleur produit de la lumière  » est appelé incandescence, et c’est le même genre de chose qui crée la lumière dans une ampoule. C’est ce qui provoque la flamme visible. La couleur de la flamme varie en fonction de ce que vous brûlez et de sa température. La variation de couleur dans une flamme est causée par une température inégale. Généralement, la partie la plus chaude d’une flamme — la base — brille en bleu, et les parties plus froides au sommet brillent en orange ou en jaune.

En plus d’émettre de la lumière, les particules de carbone ascendantes peuvent s’accumuler sur les surfaces environnantes sous forme de suie.

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Le feu forme une sphère en microgravité.

Photo courtoisie de la NASA

La chose dangereuse à propos des réactions chimiques dans le feu est le fait qu’elles s’auto-entretiennent. La chaleur de la flamme elle-même maintient le combustible à la température d’allumage, de sorte qu’il continue à brûler tant qu’il y a du combustible et de l’oxygène autour. La flamme chauffe tout combustible environnant, ce qui libère également des gaz. Lorsque la flamme enflamme les gaz, le feu se propage.

Sur Terre, la gravité détermine la façon dont la flamme brûle. Tous les gaz chauds de la flamme sont beaucoup plus chauds (et moins denses) que l’air environnant, ils se déplacent donc vers le haut, vers une pression plus faible. C’est pourquoi le feu se propage généralement vers le haut et c’est aussi pourquoi les flammes sont toujours « pointues » vers le haut. Si vous allumiez un feu dans un environnement de microgravité, disons à bord de la navette spatiale, il formerait une sphère !

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