COMBUSTION
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La combustion recouvre des phénomènes très variés. La définition même du terme répond à deux tendances différentes. La première lui donne un sens très général. Elle englobe « combustion vive » et « combustion lente ». La combustion de l'air dans les poumons, celle de l'hydrogène dans une pile à combustibles et un grand nombre de réactions chimiques et biochimiques mettant en jeu l'oxygène sont considérées comme des combustions lentes. Un autre terme est employé depuis longtemps pour caractériser ces dernières réactions : il s'agit du mot « oxydation ». Sa signification a été d'ailleurs considérablement précisée depuis que les chimistes ont montré qu'il n'y a pas que l'oxygène qui soit capable de réaliser l'oxydation d'un corps. Finalement, on est arrivé à une définition à la fois très générale et très fondamentale : oxyder un corps, c'est lui prendre des électrons. Cette définition s'applique à toutes les oxydations et à toutes les combustions lentes.
La seconde tendance réserve le mot « combustion » uniquement aux seules combustions vives qui s'effectuent par l'intermédiaire d'une flamme. Il existe essentiellement deux types de flammes ou combustion : ce sont la déflagration et la détonation ; mais il est possible, avec certaines réserves, d'en considérer un troisième, l'explosion.
Combustibles et comburants
Les combustibles sont nombreux et bien connus : ce sont pratiquement tous les composés hydrocarbonés de la chimie organique. Une place spéciale doit être faite aux hydrocarbures, depuis le méthane (gaz naturel) jusqu'aux paraffines solides. La plupart des produits organiques naturels, tels le bois, les graisses, etc., sont aussi des combustibles. Tous ces corps sont essentiellement des porteurs d'hydrogène et la combustion de leur carbone ne doit être considérée qu'en second lieu au point de vue énergétique. On connaît d'ailleurs d'autres porteurs d'hydrogène [...]
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Écrit par :
- Michel LUCQUIN : ingénieur diplômé de l'École nationale supérieure de chimie de Paris, professeur à l'université des sciences et techniques de Lille
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ACÉTYLÈNE
Dans le chapitre « Préparation de l'acétylène par craquage » : […] L'acétylène est parmi les hydrocarbures celui dont la formation est la plus endothermique, mais si l'on compare les variations des enthalpies libres de formation, en fonction de la température, on constate qu'aux températures élevées il devient plus stable que les alcanes ou les alcènes et qu'il est, par conséquent, thermodynamiquement possible de l'obtenir par craquage de ces carbures. Alors qu'a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acetylene/#i_10555
ALCANES
Dans le chapitre « Oxydation et combustion » : […] Stables vis-à-vis de l'oxygène à température ordinaire, les alcanes subissent, à partir de 150 0 C, des réactions d'oxydation qui conduisent à des mélanges très complexes de produits oxydés dans lesquels prédomine l'acide acétique dont c'est un des procédés de fabrication (cf. acide acétique ). La réaction est radicalaire en chaîne et fait intervenir la formation d'hydroperoxydes ROOH dont les r […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alcanes/#i_10555
AUTOMOBILE - Technologie
Dans le chapitre « Le moteur thermique à quatre temps » : […] Le succès de l'automobile a été assuré, et le demeure pour quelques décennies encore, par l'efficacité du moteur thermique dit à combustion interne (cycle 4 temps) qui équipe plus de 98 p. 100 des voitures. Ce type de moteur transforme l'énergie chimique des carburants en énergie calorifique puis en énergie mécanique. La première conversion s'effectue par la combustion (inflammation) d'un mélan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/automobile-technologie/#i_10555
BALISTIQUE
Dans le chapitre « Charges propulsives » : […] La balistique intérieure s'intéresse uniquement au canon et à la fusée qui ont en commun l'emploi, comme source d'énergie propulsive, d'un propergol qui agit habituellement par expansion contrôlée ou directe de gaz chauds. Les propergols peuvent être des substances gazeuses, liquides, solides ou le mélange des trois. Cependant, en raison des difficultés de stockage, les propergols les plus employ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/balistique/#i_10555
CARBURANTS
Dans le chapitre « Caractéristiques exigées » : […] Pour que la combustion s'accomplisse de façon satisfaisante, le carburéacteur doit se vaporiser rapidement et se mélanger intimement à l'air. Cela justifie la fixation de spécifications relatives à la masse volumique (entre 0,775 et 0,840 kg/l à 15 0 C), à l'intervalle de distillation (plus de 10 p. 100 distillés à 204 0 C, point final inférieur à 300 0 C), et à la viscosité (inférieure à 8 mm […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carburants/#i_10555
CHARBON - Géologie
Dans le chapitre « Classifications chimiques » : […] Elles sont fondées sur l'analyse « industrielle », autrement dit sur le comportement d'une houille lors de sa combustion. Pour en comprendre le principe, il suffit de savoir qu'un échantillon chauffé à un peu plus de 100 0 C commence par perdre de l'eau : c'est l' humidité . Puis, à 960 0 C, s'échappe une certaine quantité d'hydrocarbures : les matières volatiles , ou M.V. Il reste le carbone fi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/charbon-geologie/#i_10555
CHARBON - Industrie charbonnière
Dans le chapitre « Les désavantages du charbon » : […] Le charbon est depuis de nombreuses années fortement critiqué pour son impact sur l'environnement. De nombreux progrès technologiques ont été maintenant réalisés pour réduire les rejets atmosphériques dus à la combustion du charbon. C'est ainsi que l'on parle de « combustion propre » du charbon, car ses rejets d'oxydes de soufre ou d'oxydes d'azote ont été très fortement réduits et ne dépassent p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/charbon-industrie-charbonniere/#i_10555
CHIMIE - Histoire
Dans le chapitre « Première théorisation cohérente : le phlogistique » : […] Cette théorie s'est imposée pendant tout le xviii e siècle à la suite de Stahl qui a diffusé et développé une conception de Becher. Dans sa Physica subterranea (1667), celui-ci avait imaginé que l'élément terrestre se subdivise en trois espèces, dont l'une, la terra pinguis , serait caractéristique des corps inflammables. Dans cette vue imaginaire, la flamme est considérée comme un phénomène de p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-histoire/#i_10555
CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
Dans le chapitre « La perturbation par les activités humaines » : […] Tous les processus de combustion à haute température (centrales électriques, automobiles) produisent des oxydes d'azote par réaction directe de l'azote sur l'oxygène. Les activités humaines contribuent ainsi à augmenter le flux naturel d'oxyde d'azote dans l'atmosphère. L'air pollué contenant des oxydes d'azote, de l'oxyde de carbone, du méthane et des hydrocarbures est sujet à des réactions phot […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cycles-biogeochimiques/#i_10555
DÉCHETS
Dans le chapitre « L'extension des traitements thermiques : production d'énergie et purification » : […] Une meilleure connaissance des facteurs de la combustion a permis d'élargir le champ d'action de l'incinération et de maîtriser le contrôle de ses effluents. Le traitement thermique apparaît comme une forme moderne de réduction des déchets ; il est de plus en plus utilisé pour les résidus ménagers dans les pays fortement industrialisés où les espaces disponibles pour l'enfouissement sont rares ou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dechets/#i_10555
ÉNERGIE - La notion
Dans le chapitre « Systèmes de conversion d'énergie » : […] On peut soit transformer l'énergie « primaire » disponible en électricité facile à transporter (problème le plus important), soit transporter directement la source d'énergie (combustible) à l'endroit où elle est utilisée. Voyons les principaux systèmes de conversion employés pour chaque type de source d'énergie. L'énergie hydroélectrique (énergie potentielle de l'eau accumulée dans des barrages) […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-la-notion/#i_10555
ÉNERGIES RENOUVELABLES
Dans le chapitre « Quelques définitions » : […] Un certain nombre de termes sont utilisés pour désigner les énergies renouvelables, en référence à des périmètres assez divers. Ils ne sont pas toujours neutres et reflètent souvent les intérêts des acteurs qui les ont introduits. Ainsi, l’expression « énergies vertes » met l’accent sur l’approche écologique quand celle d’« énergies propres » s’oppose aux énergies considérées comme « sales » puisq […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energies-renouvelables/#i_10555
GAZ ANALYSE DES
Dans le chapitre « Méthodes physico-chimiques » : […] Divers analyseurs mettent à profit les phénomènes d' adsorption en utilisant comme adsorbant : – un quartz, dont on détermine les variations de fréquence ( hygromètres piézo-électriques à adsorption) ; – un semi-conducteur, dont on mesure les variations de conductivité (appareil pour doser de 1 à 100 p.p.m. de H 2 S et détecteurs de gaz combustibles) ; – de l'alumine poreuse qui, disposée judicie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/analyse-des-gaz/#i_10555
INCENDIES
Les incendies sont des phénomènes de combustion non maîtrisés. Dans leur grande majorité, ils sont d'origine humaine (imprudence, négligence ou malveillance) et sont en augmentation croissante. La vie moderne et les progrès techniques ont apporté une évolution du confort domestique avec, pour conséquence indirecte, l'augmentation quantitative des matériaux combustibles, notamment dans les habitat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/incendies/#i_10555
LAVOISIER ANTOINE LAURENT (1743-1794)
Dans le chapitre « Les grands travaux scientifiques » : […] En 1768, il entreprit d'approfondir la nature des quatre éléments considérés depuis l'Antiquité comme porteurs d'une réalité inaccessible à l'analyse scientifique : la terre, l'eau, l'air et le feu. Certes, les chimistes contemporains utilisaient déjà la balance, car depuis la diffusion de la mécanique newtonienne tous connaissaient le principe de la conservation de la matière, que personne n'avai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antoine-laurent-lavoisier/#i_10555
LAVOISIER : LES COMBUSTIONS ET LA VIE
Au moment où, en 1772, Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) débute ses expériences sur la combustion, l'opinion des chimistes était dominée par la théorie du phlogistique, un agent assimilable au feu et nécessaire autant à la combustion, à la calcination qu'à la respiration. Lavoisier devait montrer qu'une substance prise dans l'air s'incorporait au métal calciné et en augmentait le poids, expér […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lavoisier-les-combustions-et-la-vie/#i_10555
MÉTABOLISME
Dans le chapitre « Le bilan énergétique » : […] C'est seulement cent ans environ après Lavoisier que Berthelot a montré que l'énergie dégagée par la combustion des aliments dans l'organisme se calculait par la différence entre la chaleur de combustion des aliments et celle des déchets éliminés. En d'autres termes, ce qui importe est la différence entre l'état initial et l'état final. Berthelot a construit une « bombe calorimétrique » pour mesur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metabolisme/#i_10555
OXYGÈNE
Dans le chapitre « Principales utilisations du dioxygène » : […] Même au laboratoire, on ne s'adresse plus guère, pour la préparation du dioxygène, aux méthodes fondées sur la décomposition du chlorate ou du permanganate de potassium, de l'oxylithe (Na 2 O 2 , K 2 O 4 ), etc. À partir de la distillation fractionnée de l'air, l'industrie fournit un gaz de qualité courante (99,5 p. 100) ou ultra pure (99,998 p. 100) contenant moins de 20 volumes d'impuretés par m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oxygene/#i_10555
PÉTROLE - L'exploitation des gisements
Dans le chapitre « Les procédés thermiques » : […] Les méthodes thermiques ont été imaginées pour permettre l'exploitation des pétroles bruts lourds et visqueux. Il est nécessaire de recourir à un apport d' énergie sous forme thermique pour « mobiliser » le brut. Deux techniques ont donc été développées : l'injection de vapeur et la combustion in situ. L' injection de vapeur consiste à injecter sous pression de la vapeur d'eau créée en surface d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-l-exploitation-des-gisements/#i_10555
PHLOGISTIQUE
Cet adjectif grec ( phlogiston ) signifiant « inflammable » est utilisé pour la première fois par Aristote pour désigner une combustion accompagnée de flamme ; il fut ensuite repris par Becher (1635-1682) et surtout par Stahl (1660-1734) dans les circonstances suivantes. Becher pensait que tous les corps composés contiennent, en proportions différentes, trois espèces de terre : la terre vitrifiabl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phlogistique/#i_10555
POLLUTION
Dans le chapitre « Dérivés du carbone » : […] Les hydrocarbures imbrûlés constituent des contaminants prépondérants dans les atmosphères polluées des grandes agglomérations ; certains d'entre eux sont des polluants secondaires qui se forment dans les combustions incomplètes. Tel est le cas des hydrocarbures polycycliques carcinogènes : benzopyrène, benzanthracène, fluoranthrène, etc., qui sont particulièrement abondants dans les fumées, les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pollution/#i_10555
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On considère généralement que les recherches physico-chimiques aux hautes températures ont débuté à la fin du xix e siècle, lorsque Paul-Gabriel Hautefeuille et A. Perrey déterminèrent les points de fusion des silicates, vers 1 000 0 C, et surtout lorsque Henri Moissan, en 1897, inventa et utilisa les premiers fours à arc dans lesquels la température dépassa 2 000 0 C. Avant 1903, Hermann Walth […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physico-chimie-des-hautes-temperatures/#i_10555
TURBINES À GAZ
Dans le chapitre « Le foyer » : […] Le foyer, ou chambre de combustion, est l'endroit où l'on fournit à l'air l'énergie sous forme chimique en y réalisant une réaction chimique ou une combustion de l'air. La combustion est une oxydation d'un hydrocarbure. La quantité de carburant injectée dans le foyer placé entre le compresseur et la turbine est généralement inférieure à la valeur, appelée stœchiométrique, utilisant toute la quant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/turbines-a-gaz/#i_10555
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Voir aussi
Pour citer l’article
Michel LUCQUIN, « COMBUSTION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/combustion/