COMBUSTION

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

La détonation

La combustion détonante a été caractérisée par deux groupes de chercheurs, en même temps, en 1881 : Berthelot et Vieille, Mallard et Le Chatelier. Mais Lavoisier, dans son Traité élémentaire de chimie, utilisait déjà le mot « détonation » pour parler d'une combustion violente telle qu'elle se produit dans une arme à feu.

La détonation est une flamme qui se propage à une très grande vitesse, de l'ordre de 2 à 3 km/s. Cette vitesse a été mesurée initialement par la méthode photographique de Le Chatelier. On comprend facilement que l'énergie dégagée par seconde ou puissance d'une telle flamme soit nécessairement importante. La plupart des accidents provoqués par des mélanges combustibles ont des détonations pour origine (coups de grisou ou de poussière, détonation dans une pièce d'un mélange combustible provoqué par une fuite de gaz).

Mécanisme de propagation et structure

Le mécanisme de propagation est tout à fait différent de celui d'une déflagration. Une détonation, appelée parfois onde explosive, est constituée de deux parties : une onde de choc et une onde de combustion. L'onde de choc élève la pression et la température et permet ainsi la naissance de l'onde de combustion. L'onde de combustion, par l'énergie qu'elle dégage, entretient l'onde de choc. Il s'agit donc de deux phénomènes intimement liés.

Détonation

Dessin : Détonation

La détonation ou onde explosive 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Une onde de choc peut d'ailleurs exister seule en l'absence de toute détonation. Elle naît et se propage dans l'air, à l'occasion du franchissement du mur du son ou de la rentrée d'un satellite dans l'atmosphère.

Limite de détonabilité

La naissance d'une détonation est parfois spontanée, mais, la plupart du temps, elle résulte de la transformation d'une déflagration auto-accélérée. Pour qu'une détonation puisse se produire, il faut donc que le mélange soit inflammable. Le domaine de détonabilité est par conséquent entièrement compris à l'intérieur du domaine d'inflammabilité.

À une pression donnée, par exemple P = 1 atm., il est possible de distinguer quatre limites, deux limites d'inflammabilité et deux limites de détonabilité. Les mélanges inflammables non détonants sont ceux pour lesquels le minimum du domaine de détonabilité se trouve à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

Détonation

Dessin : Détonation

La détonation ou onde explosive 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

La connaissance des limites de détonabilité est donc importante pour toutes les questions concernant la sécurité. Quelques valeurs en sont données au tableau.

Limites de détonabilité

Tableau : Limites de détonabilité

Limites de détonabilité de quelques combustibles usuels. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 8 pages

Médias de l’article

Flamme d'un bec Bunsen

Flamme d'un bec Bunsen
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Flammes mobiles

Flammes mobiles
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Vitesse de propagation de déflagration

Vitesse de propagation de déflagration
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Diagramme pression-concentration

Diagramme pression-concentration
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Afficher les 13 médias de l'article


Écrit par :

  • : ingénieur diplômé de l'École nationale supérieure de chimie de Paris, professeur à l'université des sciences et techniques de Lille

Classification

Autres références

«  COMBUSTION  » est également traité dans :

ACÉTYLÈNE

  • Écrit par 
  • Henri GUÉRIN
  •  • 5 095 mots
  •  • 5 médias

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

ALCANES

  • Écrit par 
  • Jacques METZGER
  •  • 3 658 mots
  •  • 11 médias

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

AUTOMOBILE - Technologie

  • Écrit par 
  • Georges BRESSON, 
  • Jean-Pierre CAPET, 
  • François de CHARENTENAY, 
  • Thierry HALCONRUY, 
  • Frédéric RIVAS, 
  • Jean-Pierre VÉROLLET
  • , Universalis
  •  • 15 851 mots
  •  • 29 médias

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

BALISTIQUE

  • Écrit par 
  • Jean GARNIER
  •  • 2 104 mots
  •  • 2 médias

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

CARBURANTS

  • Écrit par 
  • Daniel BALLERINI, 
  • Jean-Claude GUIBET, 
  • Xavier MONTAGNE
  •  • 10 528 mots
  •  • 9 médias

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

CHARBON - Géologie

  • Écrit par 
  • Robert FEYS
  •  • 2 769 mots
  •  • 3 médias

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

CHARBON - Industrie charbonnière

  • Écrit par 
  • Michel BENECH, 
  • Pierre BERTE, 
  • Jacques BONNET, 
  • Robert PENTEL
  •  • 11 876 mots
  •  • 4 médias

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

CHIMIE - Histoire

  • Écrit par 
  • Élisabeth GORDON, 
  • Jacques GUILLERME, 
  • Raymond MAUREL
  •  • 11 167 mots
  •  • 7 médias

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

CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude DUPLESSY
  •  • 7 881 mots
  •  • 7 médias

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

DÉCHETS

  • Écrit par 
  • Jean GOUHIER
  •  • 9 261 mots
  •  • 5 médias

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

Voir aussi

Les derniers événements

27 février 2020 France. Mise en examen de la société Lubrizol.

combustion d’une dizaine de milliers de tonnes de produits chimiques, avait provoqué une vaste pollution atmosphérique. Placée sous contrôle judiciaire, Lubrizol doit également constituer une sûreté de 4 millions d’euros destinée à garantir les droits des victimes. Le rapport de la Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement […] Lire la suite

Pour citer l’article

Michel LUCQUIN, « COMBUSTION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/combustion/