Les philosophes classiques divisaient le monde en quatre éléments: la terre, l’eau, l’air et le feu.
Bien que nous reconnaissions maintenant non pas quatre mais 118 éléments, les anciens étaient un peu proche de la réalité. «Leur système correspond plus ou moins à nos concepts modernes de matière: solides, liquides et gaz».
Mais le feu est tout à fait autre chose.
Le feu est la production d’une flamme et la dégradation visible d’un corps par une réaction chimique exothermique d’oxydo-réduction appelée combustion.
De manière générale, le terme « feu » désigne souvent un phénomène produisant de la lumière et de la chaleur, qu’il provienne d’une combustion ou non.
La combustion est une réaction chimique avec du feu et du gaz dégageant de l’énergie thermique (exothermique) et de l’énergie lumineuse. C’est aussi la dégradation visible d’une matière. Cette dégradation n’est réellement visible que pour les matières combustibles solides. Pour le gaz, seul l’abaissement de la pression dans le contenant peut être observé, et pour les liquides, l’abaissement du niveau de celui-ci s’il est visible. Elle ne peut avoir lieu que si l’on réunit trois facteurs :
deux composés chimiques (un combustible et un comburant) et une source d’énergie (énergie d’activation), ce que l’on appelle le triangle du feu. En terme général, le feu est déclenché par une flamme et/ou une étincelle, eux-mêmes déclenchés par une réaction chimique entre deux ou plusieurs corps. Sous l’effet de l’énergie d’activation (notamment de la chaleur), le combustible se décompose (pyrolyse
) exclusivement pour les matériaux combustibles solides, les liquides se vaporisent et les gaz s’enflamment directement. Certaines matières plastiques se pyrolysent, d’autres fondent et se vaporisent. Le produit de cette décomposition ou les gaz diffusés réagissent avec le comburant (en général le dioxygène
de l’air
). Le processus décrit peut être résumé par la formule suivante : combustible + chaleur + dioxygène (comburant) = feu.
Le feu peut avoir plusieurs couleurs selon la chaleur qu’il dégage. Les couleurs du feu varient selon sa température : bleu (~ 2 000 °C), jaune et rouge (~ 1 000 °C).
En termes simples, le feu est une réaction chimique dans un mélange de gaz à incandescence, généralement lumineux avec une chaleur intense. Mais les flammes des bougies, les feux de bois et les feux de propane ne sont pas semblables.
Ce qui constitue un feu dépend du combustible brûlé.La chimie de chaque type d’incendie est différente. son ressemblance est que tous les incendies libèrent de l’énergie emmagasinée dans les combustibles s’ils sont bruler avec suffisamment d’oxygène et suffisamment de temps, ils finissent par produire du dioxyde de carbone et de l’eau. «C’est la fin du jeu». On ne peut pas en tirer plus d’énergie sans en mettre plus. Tous les incendies finissent par s’éteindre.
Le feu, composé de braises et de flammes, est de couleur variée, mais le plus souvent jaune, et parfois bleu. Il faut faire attention : c’est toujours très chaud. Les flammes dansent au-dessus des braises, elles produisent beaucoup de lumière et produisent de la chaleur, que l’ont peut sentir à distance. Au-dessus du feu, il y a souvent une fumée noire, qui s’élève dans un courant d’air très chaud. Ce phénomène a inspiré le proverbe « Il n’y a pas de fumée sans feu ».
Qu’est-ce qui produit la braise ?
La chaleur produite au niveau de la braise fait cuire les éléments qui composent le combustible. La chaleur va détruire le combustible en le transformant en gaz : c’est le phénomène de pyrolyse, qui permet de nettoyer certains fours modernes. Ces gaz, au contact de la braise, vont s’enflammer : c’est-à-dire que les gaz vont eux aussi réagir avec l’oxygène de l’air. Cette réaction est également très rapide, et produit assez de chaleur pour faire briller le gaz : c’est la flamme. Là encore, c’est un phénomène d’incandescence : plus la flamme sera chaude, plus elle sera claire.
Qu’est-ce qui arrête le feu ?
Il y a plusieurs raisons pour qu’un feu s’arrête. Comme le feu se base sur une réaction chimique entre l’oxygène et le combustible, le feu s’arrête si :
- tout a brûlé ! il n’y a plus de combustible, le feu s’éteint.
- il n’y a plus d’oxygène : c’est ce qui éteint la flamme d’une bougie si l’on la met dans un contenant étanche, comme un verre par exemple.
Mais la réaction chimique ne se fait que si la température est assez élevée, car elle a besoin de chaleur pour démarrer. Pour éteindre le feu, on peut essayer d’enlever de la chaleur : c’est ce qu’on fait en soufflant fort ou en envoyant de l’eau. Attention, si l’on souffle doucement, on nourrit le feu en oxygène, mais si l’on souffle fort, on refroidit assez le feu pour qu’il s’éteigne !
Éteindre un feu
Pour éteindre un feu, il faut un
extincteur. On ne peut pas utiliser d’eau sur n’importe quel feu, car cela peut parfois aggraver les dégâts. Comme il existe plusieurs sortes de feu, il existe plusieurs sortes d’extincteurs :
- Les feux de classe A : ce sont les feux de bois, de papier… Tout ce qui est solide et qui brûle. On peut les éteindre avec de l’eau, ou avec un extincteur de classe A, qui contient de l’eau, parfois avec un additif.
- les feux de classe B : ce sont tous les feux de liquides, comme l’essence, ou l’huile, mais aussi de certains solides, qui ne brûlent pas vraiment : sous l’effet de la chaleur, le beurre, la cire des bougies, etc. fondent, puis c’est le liquide obtenu qui brûle. Ce sont aussi des feux de classe B. L’eau ne marche pas sur un feu de classe B, car les liquides qui brûlent ne se mélangent pas avec l’eau : il faut donc utiliser un extincteur de classe B.
- les feux de classe C : concernent tous les gaz, comme le gaz de ville (méthane), le propane ou le butane : ce sont, notamment, les gaz que nous utilisons pour faire la cuisine. L’eau n’a aucun effet sur les gaz, il faut utiliser un extincteur de classe C.
- les feux de classe D sont les plus dangereux : ce sont des feux de très hautes températures, capables de brûler certains métaux, ainsi que les feux d’origine électrique. Il est très dangereux d’utiliser de l’eau sur ce genre de feux, car cela peut aggraver la situation. Les pompiers utilisent des poudres spéciales pour les éteindre.
Precaution
Le feu est quelque chose de dangereux, car la combustion détruit les objets combustibles, la chaleur détruit ce qui n’a pas brûlé. Quant aux fumées, elles asphyxient, et détériorent les poumons si elles sont toxiques. De plus, la brûlure, c’est-à-dire la peau abîmée par le feu, est une blessure très douloureuse et difficile à guérir, la cicatrice ne disparaissant presque jamais. Il faut faire très attention avec le feu et avec la chaleur !
En cas de brûlure, il faut immédiatement refroidir la plaie en faisant ruisseler de l’eau froide sur la partie brûlée, pendant longtemps (jusqu’à une vingtaine de minutes).
Il faut faire la différence entre la flamme qui se voit, et la chaleur qui, elle, ne se voit pas. La grande chaleur produite par le feu peut s’accumuler et provoquer des explosions de choses qui ne brûlent pas, ou déclencher des incendies à distance. La flamme, très chaude, consomme l’oxygène et propage le feu par contact. Dans certains incendies très intenses, la chaleur provoque la pyrolyse des combustibles, mais il n’y a pas assez d’oxygène pour faire brûler les gaz, qui vont s’accumuler et faire courir un risque d’explosion et de retour de flamme. Si une entrée d’air se fait (par effondrement, ou si quelqu’un ouvre la porte !), les gaz vont s’enflammer instantanément ! C’est très dangereux.
En cas d’incendie, il faut suivre les consignes de sécurité ! et laisser faire les pompiers.
Mais le feu est aussi ce qui a permis aux être humains de bâtir une civilisation et qui les différencie nettement des animaux : les humains savent produire et maîtriser le feu.
La science a parcouru un long chemin depuis les tentatives des premiers chercheurs pour définir la matière, mais la nature exacte du feu n’est pas encore totalement comprise.
De nombreuses entreprises automobiles emploient des scientifiques spécialisés dans l’étude de la combustion de carburant dans les moteurs des véhicules, l’effet de découvrir exactement ce qui se passe pendant la combustion pourrait améliorer l’efficacité et rendre les processus de combustion plus efficaces.
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