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pokemon triangle grasse fire water
Tout le monde le sait, l’eau éteint le feu ! Et ceci depuis bien avant les Pokémon (car après tout il n’ont rien inventé, hein, sauf peut-être le héros que ça fait 14 ans qu’il 10 ans)… Mais ce qu’on est souvent incapable d’expliquer c’est comment et pourquoi ?

Vous allez voir que la nature a comme d’habitude plus d’un tour dans son sac et que ce phénomène très commun est comme d’habitude rempli de beaucoup de science !

L’eau est composée d’hydrogène, un gaz normalement explosif ; et d’oxygène, un gaz comburant. Notons cependant que la molécule d’eau elle-même possède des propriétés physico-chimiques propres et que c’est une molécule suffisamment stable pour ne pas réagir à la chaleur du feu.

Concernant l’extinction du feu par l’eau, il y a deux phénomènes qui entrent en jeu.

Pour le premier, je ne vous apprendrai rien en disant que le feu c’est chaud. Ceci vient de la libération de chaleur par la combustion elle même. Dans une flamme, la chaleur produite permet à la combustion de s’entretenir et de perdurer. Si l’on retirait la chaleur d’un feu, celle-ci s’éteindrait.

C’est là que l’eau intervient : l’eau absorbe la chaleur. En fait, l’eau est capable d’absorber beaucoup de chaleur : cinq fois plus que de la brique (3 L d’eau froide absorbent environ 1 mégajoule pour atteindre 100°C, et ensuite plus de 6 mégajoule pour se vaporiser entièrement) !

Vous l’aurez alors peut-être compris : lorsqu’on arrose de l’eau sur le feu, elle va absorber toute la chaleur du feu et ce dernier va s’éteindre.

Le second phénomène est utilisé pour les feux plus importants.
Le feu ne peut avoir lieu sans oxygène (un comburant). En arrosant le feu, l’eau va chauffer et se vaporiser. La vapeur d’eau prend alors jusqu’à 2000 fois plus de place que lorsqu’il est liquide ! Elle va donc se détendre et prendre toute la place autour du feu, repoussant l’air et son oxygène (c’est également le principe des extincteurs à CO2 : le dioxyde de carbone chasse l’oxygène).
Et sans oxygène, je me répète, le feu s’éteint : il est étouffé.

Il faut cependant continuer à arroser (et refroidir les braises, utilisant l’absorption de la chaleur par l’eau) : si la vapeur d’eau est soufflée par le vent, de l’air revient et le feu peut reprendre de plus belle s’il les braises sont encore assez chaudes.

Pour conclure, souvenez-vous que ce sont ces deux effets : l’absorption de la chaleur par l’eau et l’étouffement du feu par la vapeur, qui combinés, sont responsables de l’extinction du feu par l’eau.

Si vous connaissez le triangle du feu, vous remarquez que l’eau arrive à bloquer deux des trois éléments nécessaires à un incendie : l’oxygène et la source de chaleur.

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sebienfait a dit :

Retirer la chaleur d'un foyer éteindrait le feu.
Cela veut-il dire qu'il est difficile de démarrer un feu si l'air ambiant est vraiment très froid, genre dans une chambre froide ou pendant un hiver sibérien ?

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Le Hollandais Volant a dit :

@sebienfait : Oui.

Si tu veux allumer du papier ce sera plus difficile par −50°C qu’à +10°C. Pour que le combustible commence à brûler, il faut qu’il atteigne une température dite « point d’auto-inflammation », qui constitue la température où le combustible s’enflamme simplement avec la température, sans besoin d’étincelle ou de flamme.

Ce point d’auto-inflammation est de 233°C pour le papier.

Si tu es à −50°C, pour aller à +233°C, tu dois apporter la chaleur nécessaire pour monter de 283°C.
Si tu es à +10°C, pour aller à +233°C, tu dois apporter la chaleur nécessaire pour monter de 223°C.

Donc en fait, ici, le papier prendra plus de temps pour s’embraser quand il fait froid. Si tu utilises une allumette, ce temps supplémentaire peut-être trop important et tu te brûlera les doigts avant que le papier et ton feu prenne.

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qwerty a dit :

Les mousses utilisés par les pompiers (mousse avec du carbone ou un truc du genre) utilise le même principe.
Maintenant, explique nous comment faire de la fumée sans feu :p (pour reprendre une expression dans ce thème)

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Le Hollandais Volant a dit :

Tout dépend de ce que tu appelles « fumée ».

Si tu fais un "burn" avec tes pneus, sur la route, ça fait de la fumée sans brûler :-).
Même chose si tu met du sucre dans une casserole et que tu chauffes à fond : le sucre (saccharose) se décompose (pyrolyse) avec une grosse fumée blanche (qui n’est autre que de l’eau). Idem en chauffant de l’huile, mais là c’est dangereux : c’est de l’huile sous forme gazeuse qui est hautement inflammable.

Dans les deux cas, ce sont des fumées produites sous l’effet de la température.

Tu peux aussi prendre un bloc de glace carbonique (CO2 solide) qui se sublime en CO2 gazeux avec beaucoup de fumées. Les fumées que l’on voit sont en réalité de la vapeur d’eau : la glace carbonique est si froide, qu’elle gèle la vapeur d’eau dans l’air, et forme des micro-gouttelettes bien visibles.
C’est encore mieux avec de l’azote liquide : l’azote solide qui fond puis qui bout va transformer le CO2 de l’air en glace carbonique, qui lui va geler l’eau de l’air (l’azote solide (−210°C) est encore plus froid que le CO2 solide (−78°C)).

Dans tous les cas, respirer tout ça n’est pas bon : tout ce qui est différent de l’air n’est pas bon à respirer. Y compris l’oxygène pure (oxyde et assèche les tissus).

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Maxime a dit :

La pyrolyse est une combustion incomplète non ? Est-ce que si la combustion était complète on aurait aussi cette fumée ?

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Le Hollandais Volant a dit :

@Maxime : la pyrolyse c'est une décomposition sous l'effet de la température.

Une combustion complète produirait (pour le sucre) du CO2 et de l'eau au lieu de C et de l'eau.

Mais si tu prends par exemple l'aluminium, la combustion complète produit de l'alumine sous forme d'une fumée blanche.
Tout dépend vraiment du matériau.

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blux a dit :

Le CO2 n'éteint pas le feu qu'à cause de la privation d'oxygène. Comme il est stocké sous forme liquide à environ 70 bars, il se détend en sortie de l'extincteur et récupère des calories du feu pour ce faire (il devient gazeux à -78 °C), abaissant donc la température du foyer.

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Le Hollandais Volant a dit :

@blux : oui pas faux, mais sa capacité thermique reste bien plus faible que celle de l’eau. Et même en étant à −78°C, et l’eau à 20°C, l’emploi de l’eau restera environ 2~3 fois plus efficace en ne tenant compte que de l’absorption de chaleur (pour atteindre 100°C, après quoi l’eau devient encore plus efficace grâce à la chaleur de changement d’état).

Si on tient compte du type de feu, ok le CO2 est parfois la seule solution.

Je me demande ce qui se passerait niveau efficacité avec l’usage de neige ou de glace carbonique : la sublimation du CO2 solide consomme pas mal de chaleur.

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blux a dit :

Je me demande ce qui se passerait niveau efficacité avec l’usage de neige ou de glace carbonique : la sublimation du CO2 solide consomme pas mal de chaleur.
Oui, mais utilisables seulement sur de grands incendies (je ne parle pas des projections de morceaux de glace dus à l'expansion gazeuse d'un seul côté, par exemple), se pose la question de l'accès de l'agent extincteur au coeur du combustible, c'est pour ça que les halons et leurs remplaçants sont sous forme gazeuse -> accès plus facile aux molécules...


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