Pourquoi le feu brûle-t-il ?

Pourquoi le feu brûle-t-il ?

Lors de froides journées d'hiver, rien de tel que de s'installer devant un feu ouvert avec une tasse de chocolat chaud. Mais au fait, d'où proviennent cette lumière et cette chaleur ? Et que devient tout le bois que nous utilisons ? Tout n'est qu'une question de réaction chimique. Laquelle ? Nous allons le découvrir ensemble. 

 

Qu'est-ce que le feu ?

Le feu, c'est le fruit d'une réaction entre deux éléments : le bois et l'oxygène. Mais tu le sais, une bûche de bois ne s'enflamme pas tout seule quand elle est exposée à l'air. Il faut pour cela un 3e élément: la chaleur. Énormément de chaleur! Car ce n'est que lorsque la bûche atteint une température de 250 °C qu'elle s'enflamme.

Voici ce qui se passe : la chaleur très élevée entraîne une réorganisation soudaine des atomes de carbone avec les atomes d'oxygène présents dans l'air. Ensemble, ils forment une nouvelle molécule sous la forme de gaz : le CO2. Celui-ci s'évacue par la cheminée, tout comme les atomes d'hydrogène qui s'évaporent grâce à la chaleur. Enfin, l'énergie libérée par le mouvement de tous ces atomes apparaît sous la forme du feu qui produit de la lumière et de la chaleur.
 

Et que contiennent alors les cendres qui restent ?


Après un feu de camp par exemple, pourquoi ne retrouve-t-on qu'un petit tas de poussière grise? Ces cendres sont des molécules de carbone du bois qui n'ont pas atteint la température suffisante pour se réorganiser. Elles se sont refroidies et sont restées là.

Les scientifiques appellent ce phénomène la combustion incomplète. Elle se produit notamment lorsqu'il n'y a pas assez d'oxygène. Ou lorsque le bois est trop mouillé, ce qui empêche la température de s'élever suffisamment. Dans ce cas, la réaction chimique n'est pas complète et des substances résiduelles sont libérées : hydrocarbures, CO et particules de carbone non brûlées. Ces particules sont les cendres restantes.

Pour la suie que l'on trouve dans les cheminées, c'est pareil sauf qu'elle est plus fine.
 

Faut-il toujours allumer le feu avec du feu ?

C'est bien sûr la manière la plus rapide : allumer le feu avec un autre feu. C'est facile grâce à la chaleur qui se dégage pendant la réaction. Mais il existe d'autres manières de faire brûler un objet, par exemple par le frottement. Quand tu te frottes les mains, elles chauffent. Il en va de même pour le bois. Si tu frottes 2 morceaux de bois l'un contre l'autre pendant assez longtemps, il se dégage tellement de chaleur que le bois s'enflamme.

 

 

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D'où proviennent les différentes couleurs du feu ? 

Le feu peu avoir en effet différentes couleurs. Cela dépend de la concentration d'atomes dans le matériau qui brûle. Car plus les atomes de carbone qui réagissent en même temps avec les atomes d'oxygène sont nombreux, plus la réaction est vive et plus elle produit de lumière.

De nombreux rayons lumineux concentrés donnent une lumière blanche ou bleue intense. C'est la partie la plus chaude de la flamme, car la combustion y est la plus complète. Plus la réaction chimique est faible, moins elle dégage de lumière. Voilà pourquoi la pointe de la flamme est généralement jaune, et les braises consumées rouges.

Pourquoi le feu ne brûle-t-il pas indéfiniment ?

Le feu a besoin d'un matériau de base : le bois pour un feu de camp, tes cheveux si tu t'approches trop près d'un briquet… il faut avoir quelque chose à consumer. Sinon il n'y a pas de combustion. Si on alimente un feu à camp en permanence, il brûlera indéfiniment, sans avoir besoin d'une autre allumette. Mais dès qu'un des éléments n'est plus disponible, il n'y a plus de réaction chimique, et donc plus de lumière ni de chaleur. Le feu s'éteindra alors lentement.

Ton petit feu prend trop d'ampleur ? Tu dois l'éteindre! Dans ce cas, il faut supprimer l'un des trois éléments du feu : le matériau, la chaleur ou l'oxygène. Attendre que le bois se soit consumé prend trop de temps. Mais tu peux refroidir la réaction chimique avec de l'eau. Ou séparer les atomes d'oxygène des atomes de carbone : jetez une couverture antifeu, recouvrez de sable ou projetez de la mousse sur le feu. Vous pouvez même éteindre une petite flamme en la couvrant avec un verre retourné. Attention, ne jamais jetter de l'eau sur un feu avec de l'huile (ex: friteuse en feu), cela ne ferait qu'empirer la situation!

Sauf s'il s'agit d'une bougie (d'anniversaire), ne soufflez jamais sur une flamme pour l'éteindre. Car en soufflant, vous alimentez en oxygène les flammes qui deviennent plus vives.

Le saviez-vous ?

  • … il arrive que des professionnels des forêts fassent des “brûlages dirigés”, donc ils allument volontairement des incendies en forêt, mais qu’ils contrôlent totalement? Ils font cela car certaines forêts présentent des conditions qui font qu’elles risquent de s’enflammer facilement. Ils préfèrent alors allumer le feu eux-mêmes et de manière contrôlée plutôt que de risquer qu’un incendie se déclenche tout seul et qu’il deviennne incontrôlable. Cela aide aussi parfois la nature à rajeunir les écosystèmes car on élimine les arbres morts, donc on élimine aussi les insectes nuisibles et les maladies végétales.
  • … le corps peut supporter jusqu’à une température de 60 °C et des flux thermiques de 2,5 kW/m2. Une pièce en proie aux flammes atteint 600 °C en cinq minutes ! C’est donc important de quitter très vite la pièce, et appeler les pompiers évidemment !
  • … la domestication du feu par les chasseurs-cueilleurs a favorisé leurs interactions culturelles ? En effet, avant la découverte du feu, ils n’étaient éveillés que lorsqu’il faisait jour et leurs journées tournaient autour de la chasse, la cueillette et la fabrication d’outils. Grâce au feu, ils pouvaient rester éveillés le soir lorsqu’il faisait noir, et en profitaient pour interagir. Du coup, les chants, la danse, le fait de raconter des histoires a commencé à émerger dans leurs cultures.

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