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INC 1 (Version du 02/10/08)
La combustion
Objectifs
A l ’issue de la séquence, le
Introduction
stagiaire sera capable de connaître
Flamme de diffusion
Flamme de pré-mélange la cinétique du système feu.
Processus de combustion
Les explosions de gaz
Dangers des produits de
combustion
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Définition
La combustion:
est une réaction physico-chimique,
exothermique d’un corps avec un comburant,
généralement accompagnée de flammes et
de fumée.
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de diffusion
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de diffusion
FICHE DE TACHE
Rappel de l’objectif
Comprendre la structure de la flamme de diffusion
Action
•
•
•
Indiquer ce qui conditionne la hauteur de la flamme de diffusion
Dessiner la flamme de diffusion sur le transparent
Expliquer le fonctionnement d’une bougie
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de diffusion
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de diffusion
Définition:
Dans ce type de flamme, les réactifs gazeux
( combustible + comburant) ne sont pas
mélangés avant d’arriver au niveau de la
flamme
C’est le cas de la bougie
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de diffusion
Modes de propagation de la chaleur et du feu:
CONDUCTION
CONVECTION
Transport de chaleur
par un support matériel
Echange de chaleur entre un solide
et un fluide, s ’accompagnant d ’un
déplacement de gaz réchauffés de
façon ascendante
RAYONNEMENT
TRANSPORT
Chaleur qui se propage dans l’air par
radiation
écoulement de liquides enflammés
projection de solides
Animaux en fuite
brandons poussés par le vent...
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de pré-mélange
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de pré-mélange
FICHE DE TACHE
Rappel de l’objectif
•
Comprendre les conditions d’apparition et les effets de la flamme de pré mélange
Action
• Expliquer les différences de couleurs et de formes de flammes et enfin de bruit, pendant
l’expérience.
• Expliquer les notions de mélange idéal
• Emettre des hypothèses au moyen d’un graphique
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de pré-mélange
• Le domaine d’inflammabilité
• Le rendement de la combustion n’est pas égal en
fonction de l’emplacement dans le mélange.
Puissance de
la réaction
PAUVRE
TROP
PAUVRE
L.I.I.
RICHE
M.I.
TROP
RICHE
L.S.I.
ECHELLE D’INFLAMMABILITE
%
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Flamme de pré-mélange
Définition:
Dans ce type de flamme, les réactifs gazeux
( combustible + comburant) sont déjà mélangés
lorsqu’ils arrivent à la flamme
C’est le cas dans les appareils
de chauffage (chauffe eau gaz)
ou de soudure (chalumeau)
INC 1 (Version du 02/10/08)
SYNTHESE:
Ce qu’il faut retenir de la
flamme de diffusion….
Ce qu’il faut retenir de la
flamme de pré-mélange…
•Zone de réaction (Flamme)
•Combustion vive
•Les réactifs ne sont pas
mélangés au préalable
•Sons perceptibles
(crépitement)
•Transfert de masse
•Effet thermique
•(flamme 1000°)
• E.G.E (Embrasement
Généralisé Eclair)
•Combustion très vive
(déflagration)
•Les réactifs sont mélangés
•Surpression (effet mécanique :
BLAST, effet missile)
•Effet thermique
(flamme 1300°)
•EF (Explosion de fumées)
•« Smoke explosion » (retour de
flamme)
INC 1 (Version du 02/10/08)
SYNTHESE:
La vitesse d’oxydation augmente
Lente
(combustion
couvante)
Vive
(flamme de
diffusion)
Très vive
(flamme de prémélange déflagrante )
Instantanée
(flamme de pré-mélange
détonante)
De quelques
jours à quelques
heures
De quelques
heures à
quelques
minutes
Vitesse du front de
flamme < vitesse
du son
Vitesse du front de
flamme > vitesse
du son
Braise d’un
feu de bois
Incendie
Flamme de
chalumeau
Bombe
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Processus de combustion
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Processus de combustion
FICHE DE TACHE
Rappel de l’objectif
•
Comprendre les phases de combustion
Action
•
•
•
•
Noter toutes vos observations
Emettre des hypothèses sur le déroulement de la séquence
Replacer le tétraèdre du feu dans et à l’extérieur du bol
Quel est la nature du combustible
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Processus de combustion
Chez les sapeurs-pompiers, la réaction de la combustion est
représenté par: « le triangle du feu »
Une donnée importante entre en jeu: la température
La réaction de la combustion doit être représenté par un schéma
appelé: « le tétraèdre du feu »
T°
Energie d’activation
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Processus de combustion
Vaporisation
•Comprendre que la distillation est une transformation physique de la matière,
• mais avec la possibilité de revenir à la forme initiale.
ex : de solide à gazeux, vapeur d’eau
A B C D
(gaz)
A B C D
(solide)
(e) chaleur
Pyrolyse
•Transformation irréversible du solide à l’état gazeux, sur le plan chimique,
•les molécules se sont transformées en autres chose.
W X Y Z
(gaz)
A B C D
(solide)
(e) chaleur
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Explosion de gaz
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Explosion de gaz
FICHE DE TACHE
Rappel de l’objectif
Mettre en évidence un phénomène thermique: explosion
Action
Les stagiaires émettent des hypothèses avant chaque manipulation sur les concepts en jeu.
Les stagiaires assistent aux 4 expériences avec l’aquarium : LIE, LSE, mélange idéal, EF.
Les stagiaires répondent à la question suivante après chaque expérience : Quels sont les
concepts scientifiques en jeu sur l’expérience ?
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Explosion de gaz
Effet de surpression
Effet de projection
Effet thermique
Effet incendie
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Explosion de gaz
• La température a également une influence sur ce domaine :
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Dangers des produits de combustion
Présentation des dangers liés aux fumées
Cdt Michel PERSOGLIO sdis 83
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Dangers des produits de combustion
1
TOXIQUES
2
OPAQUES
3
INFLAMMABLES
4
CHAUDES
5
MOBILES
G.N.R.
G.N.R.
Acc. Therm. A.R.I.
2003
1996
Les fumées sont 5 fois dangereuses
INC 1
Introduction Flamme de diffusion Flamme de pré-mélange Processus Les explosions Dangers
(Version du 02/10/08)
Dangers des produits de combustion
Nature des gaz de combustion:
H2O
CO2
CO
Suies
…. Autres éléments en fonction du combustible
Gaz imbrûlés
INC 1 (Version du 02/10/08)
Evaluation après exposé
INC 1 (Version du 02/10/08)
Questions
1 – Différence entre une flamme de diffusion et de
pré-mélange
2 – Modes de propagation de la chaleur et du feu
3 – Différents types de combustion
4 – Les effets d’une explosion de gaz
5 – Les 5 dangers de fumées
INC 1 (Version du 02/10/08)
Introduction
Flamme de diffusion
Flamme de pré-mélange
Processus de combustion
Les explosions de gaz
Dangers des produits de
combustion
Conception :
- Lt Daniel LEVEQUE
- Sgt Thierry SERGENT
- Sgt Chef Patrice LAUTIER
- Sgt TISSERAND
Année : 2013
Contact : pour toute remarque
concernant ce document, merci
d’envoyer un mail sur l’adresse
suivante : gfor@sdis69.fr
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