Les émissions de CO, de CO2, de soufre et de suies et particules liées à la combustion du charbon ont été probablement la première source de pollution majeure de l'air dès le début de l'ère industrielle
La pollution de l'air (ou pollution atmosphérique) est un type de pollution défini par une altération de la pureté de l'air,
brève ou chronique, visible (fumée) ou invisible (pesticides dans l'air), émise massivement ou en faible dose, émise en quantité dispersée (exemple:
. 2 Sur les bâtiments 7. 2. 1 Les matériaux dans l'environnement urbain pollué 7. 2. 2 L'aspect des façades
et des statues 7. 2. 3 La sulfatation à l'interface matériau-atmosphère 7. 2. 4 Les changements de nature de la pollution atmosphérique 7. 2. 5 Le verre des vitres et des vitraux
dans l'environnement urbain pollué 7. 3 Sur le climat 8 Statistiques mondiales 8. 1 Pays de l'OCDE 8. 2 République populaire de Chine 9 Union européenne 9
. 1 Pollution des villes 9. 1. 1 Exemples de pollutions de l'air critiques 10 Voir aussi 10.1 Liens
On sait aujourd'hui que l'air intérieur de nombreuses habitations traditionnelles, enfumé par des foyers mal conçus,
nuisait et nuit encore à la santé Un problème délicat est de savoir quand et de quelles façons les gens du Moyen âge ont pris conscience du danger
que ce soit l'air et l'eau qui soient corrompus "parce qu'ils les estiment comme la source de leurs malheurs
Les poussières, fumées et vapeurs émises par les mines de plomb, de cuivre et de mercure de la Rome antique ou par leurs installations de raffinage et de fonderie ont laissé des traces jusque dans la glace du pôle nord,
via le déplacement des masses d'air polluées Mais c'est au XIX e siècle qu'une pollution importante et chronique a recouvert les villes de la Révolution industrielle,
L'effet de serre est un phénomène naturel lié à l'absorption des rayonnements infrarouge (IR) de grande longueur d'onde renvoyés, par la surface terrestre,
par des composés présents dans l'atmosphère, appelés gaz à effet de serre: dioxyde de carbone (CO 2), méthane (CH 4), eau (H 2 O), ozone (O 3), protoxyde d'azote (N 2 O),
et halocarbures (dont le CFC). Une partie du rayonnement IR n'est renvoyée pas vers l'espace.
et des eaux due à un excès d'azote par rapport à la capacité d'absorption des écosystèmes
Couche d'ozone Cette section est détaillée vide, pas assez ou incomplète. Votre aide est la bienvenue modifier Principales sources de la pollution
et particules rejetées dans l'air par les véhicules à moteur, les installations de chauffage, les centrales thermiques et les installations industrielles:
volcanisme, érosion éolienne, émissions naturelles de méthane Cette distinction est parfois difficile à établir; la dégradation anthropique des sols (ex:
gaz carbonique (non toxique mais cause essentielle de l'effet de serre, en théorie), monoxyde de carbone, oxydes d'azote#jusque dans la haute atmosphère avec les avions et fusées.
La fabrication de la plupart des articles domestiques dans le monde entraîne la libération de substances chimiques toxiques, dans l'atmosphère.
le sol, l'eau et l'air doivent être pris en compte, pour les entreprises produisant des produits dangereux produits à plus 2 t/an,
Le 13 mars 2008, une circulaire a ajouté 22 polluants de l'air et 22 de l'eau à l'ancienne liste des substances
il n'est émis pas directement dans l'air mais résulte d'une réaction photochimique impliquant des précurseurs,
c'est-à-dire de l'ozone des basses couches de l'atmosphère, qui est un polluant majeur
Au contraire, l'ozone dans la haute atmosphère, formé par des mécanismes différents, donne naissance à la couche d'ozone
qui protège des rayonnements ultraviolets modifier Oxydes d'azote 5 Les oxydes d'azote (notés d'une façon générale par le sigle NO x) regroupent:
Toutes les combustions à haute température et à haute pression: moteurs des automobiles, en particulier les moteurs diesel qui,
Lors de pics de pollution, les NO x occasionnent des troubles respiratoires, inflammation et obstruction des voies aériennes et augmentation de la sensibilité aux attaques microbiennes 7. Les personnes particulièrement à risque sont les fumeurs, patients atteint de troubles respiratoires (dont asthme, allergie) personnes fragiles
On les retrouve dans l'air ambiant domestique, et ils sont la cause de nombreuses maladies respiratoires et de peau.
Comme le méthane se dégrade assez rapidement dans l'atmosphère, la valeur est encore plus forte sur une durée de 20 ans;
qui sont eux produits par la combustion, notamment dans les moteurs modifier CFC et assimilés
destruction de la couche d'ozone dans la stratosphère ainsi qu'importante contribution à l'effet de serre. Le protocole de montréal a mis un terme à la production de la grande majorité de ces produits
c'est un des produits de la combustion incomplète. Il est dangereux car il se fixe sur l'hémoglobine du sang,
Il se dilue très facilement dans l'air ambiant, mais en milieu fermé, sa concentration le rend toxique, voire mortel;
chaque année, on relève des dizaines de cas d'intoxication mortelle, à cause d'appareil de combustion (ou de groupes électrogènes) placés dans une pièce mal aérée (manque d'oxygène entrant, manque de sortie pour le CO.
c'est l'un des principaux déchets rejetés lors de la combustion d'origine fossile.
marécages, océans, volcanisme. Il est un agent irritant du tractus respiratoire. Le dioxyde de soufre est aussi un composant de la formation des pluies acides, nuisibles aux écosystèmes tels que les forêts et les lacs.
En 2006, La chine est le premier pays du monde pour les émissions de dioxyde de soufre, qui ont progressé de 27%entre 2000
dans le cadre de la combustion, notamment la combustion domestique, mais également dans les moteurs Diesel. le mélange BTX:
Les particules solides en suspension dans l'air sont constituées principalement de suies, particules cancérigènes riches en carbone, résidus de combustion incomplète (dues aux moteurs diesel, à l'activité industrielle, au chauffage au bois résidentiel 10, par exemple).
) de poussière (provenant de l'érosion des sols ou d'activité volcanique), de particules d'origine biologique pollen, virus, bactéries, spores, excréments d'acariens..(
tout ou partie de l'année. Les pollens peuvent être rendus allergènes par contact avec les polluants oxydants (ozone en particulier)
ou suite à un long séjour dans l'air ou exposé aux UV 11...des procédés industriels,
La pluie en lessivant l'atmosphère ramène de nombreux polluants au sol. Mais une partie d'entre eux,
repartir dans l'air. Certains polluants plus légers que l'eau ou liposolubles sont fixés provisoirement par les océans, dans le biofilm de surface,
mais ils peuvent repasser dans le compartiment atmosphérique par évaporation ou via les embruns emportés par le vent à des dizaines voire des centaines de kilomètres lors des tempêtes
Parmi les problèmes émergents, récents ou nouveaux, on peut citer la pollution radioactive, avec les essais nucléaires atmosphériques,
puis les pollutions dues au fonctionnement des installations nucléaires ou à des accidents (Tchernobyl, Tokai-Mura..)
mais qui peuvent facilement recontaminer l'air lors par exemple d'un incendie de forêt, après qu'ils se sont accumulés dans les arbres
ou d'autres végétaux ou champignons exposés à l'incendie. produits chlorés type dioxines ou furanes issus de l'incinération des déchets nouveaux produits chimiques industriels non testés (voir Directive Reach) des résidus de pulvérisations de pesticides (micro-gouttelettes
ou micro-agglomérats cristallisés) issus de gouttelettes perdues par les pulvérisateurs et emportés par le vent (dérive),
et véhicules puis mis en suspension dans l'air par le vent, avec des spores fongiques ou microbiens (streptocoques, staphylocoques) en raison de l'imperméabilisation croissante de notre environnement.
en raison de l'augmentation de l'acidité et du caractère oxydant de l'air, et en raison de l'imperméabilisation croissante de notre environnement:
la rosée, les mousses et les lichens qui fixaient et les sols humides qui fixaient les pollens
et particules de l'air disparaissent de nos villes. Parmi les questions émergentes Celle des"changements climatiques"apparaît de plus en plus préoccupante.
La pollution gagne les hautes couches de l'atmosphère avec les avions à réactions. Leurs traînées de condensation contrails), non pris en compte par le Protocole de kyoto ont des impacts
mais certains événements naturels peuvent perturber la composition de l'air de façon non négligeable et durable,
comme une éruption volcanique ou certains feux naturels à très grande échelle La pollution due aux activités humaines se décompose principalement en
les industries de la chimie et de la pétrochimie notamment rejettent dans l'air de nombreux types de produits, résidus de processus de transformation;
les installations du secteur de la Sidérurgie et de la métallurgie émettent également de nombreux polluants en grande quantité, notamment dans des processus de combustion incomplète:
rejets liés à l'incinération et la dégradation naturelle ou contrôlée (compostage, fermentation#)des ordures ou d'autres produits;
rejets liés à la production d'énergie (électricité, généralement par combustion de carbone fossile produits pétroliers, charbon et gaz;
La plupart des pays se sont dotés de lois sur l'air (Clean Air Act), Loi sur l'air en France, etc
lichens sensibles à la pollution acide de l'air. Elle a aussi des impacts indirects (par exemple
Les relations prédateurs-proies pourraient être affectées également là où l'air est pollué. 13 modifier Chez l'Homme
La réduction des fines particules en suspension dans l'air augmente l'espérance de vie. 14 La réduction de la pollution de l'air peut contribuer jusqu'à 15%de l'espérance de vie globale.
Certains industriels proposent des solutions de purification de l'air domestique à l'aide d'appareils de filtration, épuration, combustion,
photocatalyse de l'air ainsi que le traitement de l'air au plasma froid d'oxygène afin de réduire les risques des impacts sanitaires de la pollution sur l'organisme à partir d'une analyse des différentes sources de pollution de l'air
L'exposition chronique à un taux important de micro-particules dans l'air accroît sensiblement le nombre de maladies cardio-vasculaires (infarctus du myocarde, accidents vasculaires cérébraux,
les polluants communs de l'air auraient aussi un impact sur différentes étapes de la reproduction humaine masculine et féminine (gamétogénèse, conception, développement intra-utérin, naissance).
pour les plans régionaux pour la qualité de l'air (PRQA) prévus par la loi sur l'air.
aux embruns marins pollués (cf. biofilm) et aux apports par l'air et les pluies d'autres polluants dont des désherbants,
fongicides ou insecticides transportés par l'air puis lessivés par les pluies ou directement absorbés dans les cuticules cireuses.
au point de dépolluer en quelques heures l'air d'une pièce fermée. voir programme phyt'air.
Le retour de produits azotés (nitrates) sur terre et dans les mers par lavage par la pluie pourrait avoir une incidence sur la prolifération réf. nécessaire modifier Animaux
Les impacts les plus souvent cités sont respiratoires et écotoxiques (phénomènes inflammatoires, diminution de l'immunité.
Des études récentes sur les pesticides dans l'air, et sur les pesticides dans la pluie ont montré
que certains de ces biocides sont (dans les années 1990-2006) souvent présents dans l'air et les pluies, rosées, brumes, etc.
Ils sont très présent dans les pluies plusieurs jours par an (au dessus des normes européennes pour l'eau potable,
et en quantité très supérieure à ce qu'on trouve dans l'eau du robinet). Ils sont le plus présent au moment des pulvérisations ou peu après,
Pesticides et engrais peuvent avoir de nombreux impacts sur la faune et les écosystèmes. Des chercheurs ont modélisé 19 l'impact de la pollution de l'air sur la dispersion des fragrances de fleurs:
Dans un air pur, les odeurs florales se dispersent sur des distances pouvant parfois dépasser le kilomètre,
alors que dans un air pollué, l'ozone, les acides, divers oxydants et radicaux libres (hydroxyles et nitrés) et d'autres polluants dégradent
tout comme certains lichens pour cela utilisés comme bio-indicateurs de la qualité de l'air. Il est possible
que les fongicides présents dans l'air et lessivés par les pluies soient responsable de la régression des espèces les plus sensibles.
modifier Les matériaux dans l'environnement urbain pollué Depuis plus de deux siècles, l'augmentation massive de la production et de la consommation d'énergie, due au développement des industries, des transports et du chauffage,
comme combustible, du bois par le charbon et les dérivés du pétrole, ont entraîné d'importantes émissions atmosphériques de composés soufrés,
se manifestant par l'apparition, à l'interface matériaux-atmosphère, de sulfate de calcium hydraté (Gypse:
selon des modalités complexes dépendant, en plus des concentrations en soufre d'origine atmosphérique, d'autres paramètres tels que l'humidité relative de l'air, l'exposition ou non des matériaux à la pluie, de leur disponibilité en calcium, de leur porosité, de leur rugosité
Le durcissement de la réglementation ces dernières décennies en matière d'émissions atmosphériques, l'abandon du charbon et la désulfuration des combustibles ont porté leurs fruits:
les teneurs en NOX, provenant de l'oxydation de l'azote atmosphérique lors de toute combustion,
et les teneurs en particules très fines, les suies, provenant de la combustion d'autres carburants que le charbon et le fioul lourd (essence, fioul léger, kérosène, gaz naturel...
Par ailleurs, la formation de nitrates à la surface des matériaux, à partir des oxydes d'azote et de l'acide nitrique, est observée très rarement, probablement du fait de leur très grande solubilité dans l'eau,
qui se révèlent au laboratoire être constituées de particules atmosphériques cimentées par du gypse. La croissance de ces croûtes gypseuses nécessite que les phénomènes
qui en sont à l'origine, la sédimentation particulaire et leur cimentation, soit continus. Cela explique que ces croûtes se trouvent dans les zones abritées de la pluie;
en effet, une pluie ou un ruissellement peuvent en quelques instants évacuer les particules qui s'étaient déposées depuis la pluie précédente
Cependant, le gypse étant hydraté un minéral, une quantité minimale d'humidité dans l'air (vapeur,
Les parties claires sont frappées par la pluie directe ou par des ruissellements d'eau. À ces endroits,
ou même érodée. modifier La sulfatation à l'interface matériau-atmosphère La sulfatation des façades des bâtiments et des statues en atmosphère urbaine polluée concerne tous les matériaux
qui les constituent L'apparition du gypse est cantonnée à l'interface entre l'atmosphère contenant du soufre et la surface des matériaux à son contact
Le gypse apparaît au dessus de la surface quelle que soit la nature du matériau, calcique ou non:
et par dépôt de poussières diverses (anthropiques, terrigènes, marines, biogéniques...elles-mêmes éventuellement porteuses de soufre et de calcium.
Parmi les particules atmosphériques, une attention particulière a été portée ces dernières décennies aux cendres volantes, émises principalement par la combustion du charbon et du fioul lourd.
Certaines sont en effet porteuses de soufre et de catalyseurs de la sulfatation (V, Ni, Fe...
sous forme gazeuse (SO 4) et/ou dissous dans l'eau (H 2 SO 4). Cependant,
les parties à l'abri de la pluie et des ruissellements sont sombres et voient se développer des croûtes gypseuses. les parties exposées à la pluie sont claires, lessivées et érodées,
L'épaisseur de ces plaques (mm) semble correspondre à la profondeur de pénétration de l'eau lors d'une pluie battante
l'eau s'évapore en profondeur de la roche, entraînant la cristallisation des sels qu'elle contenait à l'état dissous,
elles n'ont pas le temps de croître comme leurs voisines abritées de la pluie,
les condensations d'eau sont tellement importantes sous les voûtes de ce cloître que cette eau percole à travers les croûtes noires,
pénètre dans la roche sous-jacente et s'y évapore en profondeur selon le mécanisme que nous venons de décrire dans les parties exposées à la pluie
lorsque des remontées capillaires d'eau chargée de sels s'ajoutent à la pollution atmosphérique. C'est le cas par exemple à Venise,
et à la cimentation des poussières atmosphériques restent adhérentes aux parties des édifices situées à l'abri de la pluie,
qui sont baignés par l'eau de mer modifier Les changements de nature de la pollution atmosphérique Des changements de nature de la pollution atmosphérique-et donc des dépôts sur les matériaux-se sont produits dans le passé,
exposés à l'atmosphère anté-industrielle et qu'un concours de circonstances a épargnés ensuite de l'action de l'atmosphère industrielle
A-Un exemple démonstratif de tels reliquats est celui des Têtes des Statues des Rois de Juda,
lors de travaux souterrains rue de la Chaussée d'antin et transportées au musée où elles peuvent dorénavant être examinées.
c'est-à-dire durant leur exposition à l'atmosphère du centre de Paris entre le XIIE et le XVIIIE siècles.
(au point d'en incruster les éléments des façades) de l'atmosphère parisienne anté-industrielle, la nature des poussières révélant celle du combustible dominant, le bois,
un brasero brûlant évidemment du bois. L'église Saint-barthélémy en la Cité occupait l'emplacement actuel du Tribunal du Commerce, boulevard du Palais,
et des vitraux dans l'environnement urbain pollué A-Le verre a la réputation d'être un matériau inaltérable.
Le principal agent d'altération du verre est l'eau, qui provoque, lorsque son ph est inférieur à 9, un lessivage superficiel ou lixiviation (leaching) des alcalins et alcalino-terreux, éléments dits modificateurs du réseau irrégulier de tétraèdres Sio 4, dits formateurs.
Lorsque le ph de l'eau dépasse 9, la structure en tétraèdres est détruite elle-même et le verre se corrode.
s'altèrent sous la pluie par lixiviation ou par corrosion (apparition de cratères), et ils s'opacifient par le développement de croûtes sulfatées dans les parties abritées de cette pluie.
et il cimente des particules atmosphériques. On assiste ainsi au développement progressif d'une croûte noire gypseuse comme sur la pierre ou le bronze, dans les zones abritées de la pluie
Certains polluants atmosphériques, notamment les CFC, détruisent la couche d'ozone Attention: l'ozone est un gaz toxique
donc comme un polluant dans l'air près du sol. À ces altitudes, il s'agit d'ozone produit essentiellement par des activités humaines.
Le dioxyde de soufre est aussi un composant de la formation des pluies acides, nuisibles aux écosystèmes tels que les forêts et les lacs.
le pays est affecté par le réchauffement global de la Terre: 80%des glaciers de l'Himalaya se sont réduits,
ce qui a des conséquences sur les cours d'eau qui naissent dans ces montagnes et coulent En chine.
En 2006, le Sichuan a connu une grave sécheresse modifier Union européenne L'union européenne a enregistré une amélioration nette et globale pour le dioxyde de soufre,
le plomb et le monoxyde de carbone (émissions divisées par deux de 1995 à 2004, alors que les PM-10 chutaient de 44%de 1990 à 2004).
de même que les pics d'ozone qui ne diminuent pas en dépit d'une baisse des émissions de précurseurs d'ozone(-36%de 1990 à 2004
qui sont exposés le plus, surtout dans le Benelux, la Pologne, la République tchèque, la Hongrie, la vallée du Pô (Italie) et le sud de l'Espagne.
mais en 2004 15%des écosystèmes naturel ou semi-naturel de l'UE-25 étaient concernés par des retombées acides critiques,
et d'oxydes émis par les véhicules et chaudières ou cheminées. l'UE estimait en 2007 que 47%de ses espaces d'écosystèmes naturels
ou semi-naturels étaient en 2004 soumis à une eutrophisation induite par la pollution azotée de l'air.
Air pollution in Europe 1990-2004, Rapport n°2/2007 de l'Agence européenne de l'environnement (EEA modifier Pollution des villes
La mauvaise qualité de l'air est due au nombre important de voitures vétustes dans l'agglomération. modifier Exemples de pollutions de l'air critiques
dans les années 1950 des cas de smog Pollution de la vallée de la Meuse en 1930 modifier Voir aussi
Polluant Purification de l'air, Purificateur d'air Surveillance de la qualité de l'air, Normes de qualité de l'air Réchauffement climatique, effet de serre Changement climatique Plan climat territorial Plan régional du climat, de l'air et de l'énergie
Pluie acide, pollution acido-particulaire Particules en suspension Microparticule, nanoparticule Bois énergie Automobile, Filtre à particules Radioactivité Santé-environnement
Dépollution par les plantes, Dépollution de l'air Phyt'air Pollution automobile, Transport routier de marchandises Bois énergie Modélisation de la dispersion atmosphérique
fr) La pollution atmosphérique sur le site du CITEPA (fr) 2-Site spécialisé dans le traitement de l'air intérieur (fr) 3-Site spécialisé dans les purificateurs d'air blueair (fr) Air
renforcement du dispositif de lutte pour la qualité de l'air (fr) Cartes pollution de l'air par le dioxyde d'azote à Paris, Marseille et Lyon (fr) Carte mondiale de la pollution de l'air (ESA)( fr) Pollution du trafic aérien et des aéroports
(fr) Estimation des volumes d'air transitant par différents moteurs dans un environnement urbain (fr) Fédération des associations de surveillance de la qualité de l'air en France (fr) Pollution de l'air
et santé résumé de Greenfacts de rapports de l'OMS (fr) TPE sur les moyens de réduire le taux de dioxyde de carbone dans l'air (fr) Pollution de l'air et mortalité (fr) Ozone-info Campagne d'information en Suisse (fr
#http://www. actualites-news-environnement. com/21364-pollution-interieure-ufc-que-choisir-pouvoirs publics. html#La pollution du trafic aérien selon L'union Francilienne Contre les Nuisances Aériennes 1#Principaux
plus que les 5. 800 millions de tonnes produites par les États-unis#Fiche explicative sur les oxydes d'azote-Ministère de l'écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de la Mer,
-Que Choisir dénonce la passivité des pouvoirs publics-Actualités News Environnement, 27 août 2009#2006: année de la pollution En chine, dans L'express du 10/01/2007, lire en ligne#Le point sur les particules fines;
Article intitulé Synergie entre pollens et polluants chimiques de l'air: les risques croisés, Environnement, Risques & Santé.
Volume 1, Numéro 1, 42-9, Mars-Avril 2002, Synthèses#(en) Convention Marpol site de l'OMI#Source:
communiqué des académies des sciences et de médecine, ingénierie et recherche américaines#Fine-Particulate Air Pollution and Life Expectancy in the United states. C. Arden Pope
American Journal of Epidemiology (publication en ligne, le 3 octobre 2008)#(en) Long-term exposure to air pollution and incidence of cardiovascular events
356: 447-458#revue Extrapol, publiée par l'Invs et l'ADEME (n°28, mi juin 2006)#(1) Rapports INVS#étude de l'université de Virginie (USA), publiée dans#Atmospheric Environment#mi 2008#L'OCDE en chiffres 2005;
qu'une mauvaise qualité de l'air tue les Canadiens-Scoop-Santé, 13 août 2008#Brice Pedroletti, La chine devient championne du monde des émissions de gaz à effet de serre, dans Le monde du 24/05/2007,
extrait du Rapport 2004 sur l'évaluation de l'économie nationale verte En chine écrit par l'Administration nationale pour la protection de l'environnement (SEPA)# Liaowang Xinwen Zhoukan, Ces milliards perdus à cause de la pollution, dans Courrier international
extrait du Rapport 2004 sur l'évaluation de l'économie nationale verte En chine écrit par l'Administration nationale pour la protection de l'environnement (SEPA)# 3 600 morts:
Pluie acide#Indice de qualité de l'air#Atmospheric dispersion modeling#Chlorofluorocarbure#Assombrissement global#Réchauffement climatique#Brume de beau temps#Diminution de la couche d'ozone#Aérosol#Smog#Pollution intérieure
Eutrophisation#Désoxygénation#Pollution marine#Acidification de l'océan#Marée noire#Ruissellement#Pollution thermique#Eaux usées#Maladie hydrique#Qualité de l'eau#Eau stagnante
Clean Air Act#Clean Water Act#Protocole de kyoto#Water Pollution Control Act#Protocole de montréal Principales organisations DEFRA#ADEME#Environmental Protection Agency#Global Atmosphere Watch#Greenpeace#National Ambient Air Quality Standards
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Combustion-Wikipédia Combustion Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre Aller à: Navigation, rechercher Pour les articles homonymes, voir Combustion (homonymie
La combustion d'un bâton d'encens, se traduisant par la production d'une flamme
La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion
Sommaire 1 Triangle du feu 1. 1 Procédés d'extinction d'une combustion 2 Caractéristiques 2. 1 Combustion rapide 2. 2 Combustion lente 2. 3
Combustion complète 2. 4 Combustion turbulente 2. 5 Combustion incomplète 3 Chimie de la combustion 4 Énergie dégagée
et pouvoir calorifique 5 Vitesse du front de flamme et explosion 6 Feux de métaux 7 Application en astronautique 8 Notes et références 9 Voir aussi 9. 1 Bibliographie 9. 2 Articles connexes 9. 3
Liens externes modifier Triangle du feu Triangle du feu La réaction chimique de combustion ne peut se produire
que si l'on réunit trois éléments: un combustible, un comburant, une énergie d'activation en quantités suffisantes.
On représente de façon symbolique cette association par le triangle du feu. De la même manière, la combustion cesse
dès qu'un élément du triangle est enlevé Le combustible peut être un solide formant des braises (bois, papier, carton, tissu, PVC#;
#un liquide ou solide liquéfiable (essence, gazole, huile, kérosène, polyéthylène, polystyrène#;#un gaz (butane, propane, méthane, dihydrogène#;
#un métal (fer, aluminium, sodium, magnésium#.#Ces quatre points correspondent respectivement aux quatre principales classes de feux A b c et D
Le comburant est l'autre réactif de la réaction chimique. La plupart du temps, il s'agit de l'air ambiant,
et plus particulièrement de l'un de ses composants principaux, le dioxygène. En privant un feu d'air,
on l'éteint; par exemple, si on place une bougie chauffe-plat allumée dans un bocal de confiture et
qu'on ferme le bocal, la flamme s'éteint; à l'inverse, si l'on souffle sur un feu de bois,
cela l'active (on apporte plus d'air). Dans certains chalumeaux, on apporte du dioxygène pur pour améliorer la combustion
Dans certains cas très particuliers (souvent explosifs comme avec l'aluminium), le comburant et le combustible sont un seul et même corps (par exemple la célèbre nitroglycérine,
molécule instable comportant une partie oxydante greffée sur une partie réductrice La réaction est déclenchée par une énergie d'activation.
Il s'agit généralement de chaleur. Par exemple, ce sera l'échauffement du frottement dans le cas de l'allumette, le câble électrique
qui chauffe, ou une autre flamme (propagation du feu), étincelle (de l'allume-gaz, de la pierre du briquet ou d'un appareil électrique qui se met en route
ou s'arrête). Mais il y a d'autres façons de fournir l'énergie d'activation: électricité, radiation, pression#qui permettront toujours une augmentation de la température.
La production de chaleur permet à la réaction de s'autoentretenir dans la plupart des cas,
voire de s'amplifier en une réaction en chaîne. La température à partir de laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour former avec l'air un mélange inflammable
dont la combustion peut s'entretenir d'elle-même est appelée point d'inflammation modifier Procédés d'extinction d'une combustion
Article détaillé: Lutte contre l'incendie Pour éteindre une réaction de combustion, il faut supprimer un des trois éléments du triangle du feu
suppression du combustible: fermeture d'une vanne ou d'un robinet qui alimente la combustion, éloignement de combustibles à proximité du feu,
exutoire pour chasser la fumée (qui contient des imbrûlés),#suppression du comburant (étouffement): utilisation d'un extincteur à neige carbonique, d'une couverture, aspersion d'eau sur un combustible solide (la vapeur d'eau formée chasse l'air)# suppression de l'énergie d'activation (refroidissement:
pulvérisation d'eau dans le cas d'une atmosphère prémélangée (mélange de gaz ou de particules combustibles et de gaz comburant), grille absorbant la chaleur (lampe de mineur"Davy),
"exutoire pour chasser la fumée (qui est chaude), #L'eau peut avoir deux rôles différents
dans le cas d'un combustible solide, le facteur limitant est l'apport en comburant (air), le feu produisant sa propre chaleur;
l'eau étouffe donc le feu par dégagement de vapeur qui entraîne l'air et empêche l'alimentation en oxygène;
dans le cas d'une atmosphère prémélangée, on ne peut pas séparer le combustible du comburant, la seule action possible consiste à refroidir l'atmosphère pour empêcher la flamme de se propager (la vapeur d'eau joue également un rôle de diluant).
Il existe cependant des cas où le facteur déclenchant la combustion n'est pas l'énergie d'activation.
Par exemple, l'explosion de fumées est une combustion très violente des gaz imbrûlés présents dans les fumées (voir combustion incomplète) provoquée par un apport soudain d'air,
donc de comburant. L'intervalle dans lequel le mélange air/gaz pourra brûler est borné par les limites d'explosivité dans l'air.
Cet intervalle peut mesurer de quelques pour cent (kérosène) à plusieurs dizaines de pour cent (acétylène
modifier Caractéristiques modifier Combustion rapide La combustion rapide est une forme de combustion au cours de laquelle de grandes quantités de chaleur et d'énergie sous forme de lumière sont relâchées,
donnant naissance au feu. Elle est utilisée dans certaines machines telles que les moteurs à combustion interne ou les armes thermobariques
modifier Combustion lente La combustion lente est une réaction se réalisant à des températures peu élevées
On peut citer le cas de la respiration cellulaire: cette lenteur due à des enzymes spécifiques permettent d'augmenter les réactions d'oxydoréduction
et ainsi d'obtenir un très bon rendement par récupération d'une grande partie de l'énergie. modifier Combustion complète
Lors d'une combustion complète, le réactif réagira avec le comburant jusqu'à former des produits
qui ne pourront plus être oxydés, c'est-à-dire que ces produits ne peuvent plus réagir avec le comburant:
les produits ont atteint un degré de stabilité qu'une réaction de combustion ne peut modifier.
Dans le cas d'un hydrocarbure réagissant avec le dioxygène, les produits de combustion sont le dioxyde de carbone
et de l'eau. Il existe pour chaque élément un produit de combustion stable, ainsi une combustion complète fournit les mêmes produits de réactions
quels que soient les réactifs Une combustion complète permet d'obtenir la quantité maximale d'énergie disponible par une substance
et cette énergie est définie comme étant le pouvoir calorifique modifier Combustion turbulente La combustion turbulente est caractérisée une combustion par des flux de chaleur.
Elle est utilisée souvent dans l'industrie (par exemple, les turbines à gaz, les moteurs diesel...car la chaleur facilite l'opération de mélange entre le combustible et l'oxydant
modifier Combustion incomplète La combustion incomplète a lieu quand il n'y a pas assez de comburant pour permettre la réaction complète du combustible
ou lorsque le temps de contact à une température rendant la combustion possible est trop faible.
Elle produit donc des résidus de combustion, sous forme de cendres qui génèrent des fumées, dont certains composés sont très toxiques pour l'homme et pour l'environnement tel que le monoxyde de carbone (gaz mortel), des particules de carbone pur (suie, goudron, cendres), des oxydes d'azote, des hydrocarbures (cancérigènes tels le benzène,
ou fortement toxiques tels les HAP), des composés organiques volatiles 1 La réaction de combustion est habituellement incomplète et seul un contrôle des conditions permet d'obtenir une combustion complète, telle que la combustion en présence d'un excès d'oxygène à haute température.
En cas de combustion incomplète, il est possible de traiter les fumées une seconde fois pour réduire les imbrûlés comme
dans le cas des moteurs d'automobiles où les pots d'échappement et les filtres à particules permettent une seconde combustion à plus faible température grâce à des catalyseurs
modifier Chimie de la combustion Combustion du méthane dans le dioxygène La combustion est une réaction chimique où des molécules complexes sont décomposées en molécules plus petites et plus stables via un réarrangement des liaisons entre les atomes.
La chimie de la combustion est une composante majeure de la chimie à haute température qui implique principalement des réactions radicalaires.
Toutefois il est possible de traiter la combustion via une réaction globale unique Exemple: Combustion du propane dans le dioxygène
H 3 C-CH 2-CH 3+5o 2#3co 2+4h 2 O Le dioxyde de carbone CO 2 et l'eau H 2 O
sont plus stables que le dioxygène et le propane La combustion est une réaction d'oxydoréduction, en l'occurrence l'oxydation d'un combustible par un comburant
le combustible est le corps qui est oxydé durant la combustion; c'est un réducteur, il perd des électrons;
le comburant est le corps qui est réduit; c'est un oxydant, il gagne des électrons.
Comme pour toutes réactions chimiques, un catalyseur facilite la combustion et comme cette dernière possède souvent une énergie d'activation élevée,
l'usage d'un catalyseur permet de travailler à une température moins élevée. Ceci permet une combustion complète comme dans le cas des pots catalytiques
qui grâce à la présence de métaux catalytiques brûlent les résidus des gaz d'échappement à une température inférieure à celle régnant dans le moteur
Dans le cas des combustibles solides, l'énergie d'activation va permettre de vaporiser ou de pyrolyser le combustible.
Les gaz, ainsi produits, vont se mélanger au comburant et donner le mélange combustible. Si l'énergie produite par la combustion est supérieure ou égale à l'énergie d'activation nécessaire,
la réaction de combustion s'auto-entretient modifier Énergie dégagée et pouvoir calorifique La quantité d'énergie dégagée par la réaction est supérieure à la quantité d'énergie nécessaire à l'initier
La quantité d'énergie produite par la combustion est exprimée en joules (J; il s'agit de l'enthalpie de réaction.
Dans les domaines d'application (fours, brûleurs, moteurs à combustion interne, lutte contre incendie), on utilise souvent la notion de pouvoir calorifique,
qui est l'enthalpie de réaction par unité de masse de combustible ou l'énergie obtenue par la combustion d'un kilogramme de combustible,
exprimée en général en kilojoule par kilogramme (noté kj/kg ou kj kg-1 Les combustions d'hydrocarbures dégagent de l'eau sous forme de vapeur.
Cette vapeur d'eau contient une grande quantité d'énergie. Ce paramètre est pris en compte donc de manière spécifique pour l'évaluation du pouvoir calorifique,
et l'on définit le pouvoir calorifique supérieur (PCS: Quantité d'énergie dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée condensée
et la chaleur récupérée 2. le pouvoir calorifique inférieur (PCI): Quantité de chaleur dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée non condensée
et la chaleur non récupérée 3. La différence entre le PCI et le PCS est la chaleur latente de vaporisation de l'eau (L v) multipliée par la quantité de vapeur produite (m),
qui vaut à peu-près 2 250 kj kg-1 (cette dernière valeur dépend de la pression et de la température
On a la relation PCS=PCI+m L v Article détaillé: Pouvoir calorifique modifier Vitesse du front de flamme et explosion
Article détaillé: explosion Dans le cas d'une flamme de prémélange, la combustion est caractérisée par la vitesse du front de flamme
La déflagration: la vitesse du front de flamme est inférieure à la vitesse du son (330 m/s sous une pression de 1 atm à 20°C;
La détonation: la vitesse du front de flamme est supérieure à la vitesse du son,
et peut atteindre plusieurs kilomètres par seconde. modifier Feux de métaux L'oxydation des métaux est en général lente.
La chaleur dégagée est donc faible et est lentement dissipée dans l'environnement; c'est le domaine de la corrosion (par exemple la rouille du fer et de l'acier
Cependant, dans certains cas, l'oxydation est violente et constitue donc une combustion. Il existe cinq cas notables
combustion dans l'air du magnésium: le magnésium brûle facilement, en émettant une lumière très vive et blanche;
il était utilisé auparavant pour les flashs photographiques; combustion du sodium dans l'eau: ce n'est pas à proprement parler le sodium
qui brûle; le sodium réagit violemment avec l'eau et provoque un dégagement de dihydrogène,
et avec la chaleur produite par la réaction, le dihydrogène s'enflamme dans l'air;
aluminothermie: le comburant est ici un oxyde métallique, il s'agit d'une réaction chimique entre deux solides;
combustion à haute température et forte concentration de dioxygène: lorsque le métal est chauffé très fort et
que l'on envoie du dioxygène pur, la réaction est suffisamment rapide pour s'autoentretenir;
ce phénomène est utilisé pour l'oxycoupage au chalumeau, la lance thermique, et c'est aussi l'accident du coup de feu
qui peut survenir avec un détendeur d'une bouteille de dioxygène (par exemple oxygène médical ou bouteille de chalumeau);
combustion d'un métal sous forme de poudre ou de mousse: la réaction chimique se fait au contact entre le métal et l'air,
or dans le cas d'une mousse ou d'une poudre, cette surface de contact (la surface spécifique) est très grande,
la réaction est donc rapide et la chaleur dégagée importante; c'est un phénomène comparable au coup de poussière. modifier Application en astronautique
La combustion est utilisée dans le domaine de l'astronautique pour fournir l'énergie de propulsion des engins spatiaux.
Les termes correspondants en anglais sont burning et combustion Selon le type de combustion employée dans un propulseur,
on parle de Combustion en cigarette (en anglais cigarette burning et end burning) qui est une combustion d'un bloc de poudre caractérisée par une surface plane de combustion progressant dans la direction longitudinale, vers l'avant ou vers l'arrière;
Combustion érosive (en anglais erosive burning) qui est une combustion d'un bloc de poudre dans le cas où l'écoulement des gaz de combustion provoque une érosion du bloc;
Combustion transversale extérieure (en anglais external burning) qui est une combustion d'un bloc de poudre caractérisée par une surface de combustion s'étendant longitudinalement
et progressant de l'extérieur vers l'intérieur; Combustion transversale intérieure (en anglais internal burning) qui est une combustion d'un bloc de poudre
qui s'effectue de l'intérieur vers l'extérieur à partir d'un canal central. modifier Notes et références
Droit français: arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales.
Les mots de la combustion, dictionnaire des termes couramment utilisés en combustion établi par le Groupement Français de Combustion
#fr) CEREN-Approche toxicologique des fumées de feux de forêts, par Véronique FERLAY-FERRAND, Claude PICARD, Claude PRIM#Pouvoir calorifique supérieur (PCS)- Gaz de france#Pouvoir calorifique
inférieur (PCI)- Gaz de france modifier Voir aussi modifier Bibliographie en) Maximilian Lackner (éd.),Franz Winter (éd.),Avinash K. Agarwal (éd.),Handbook of Combustion, John Wiley & Sons, juin 2010 (ISBN
978-3-527-32449-1)( en) Thierry Poinsot, Denis Veynante, Theoretical and Numerical Combustion, Edwards, 2005 modifier Articles connexes
Chambre de combustion Combustion du carbone (réaction chimique) Lutte contre l'incendie Gazéification Fumée Cendre Pollution de l'air Piégeage du carbone Boucle chimique
modifier Liens externes Theoretical and Numerical Combustion téléchargement gratuit du livre Schéma de la combustion dans le cycle du carbone et de l'Oxygéne v d m
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Terminologie Feu Flamme Classe de feux Triangle du feu Équipe en binôme Feu de forêt Feu de véhicule Incendie de navire Embrasement généralisé éclair
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