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Principe de la combustion
La combustion est une réaction physico-chimique exothermique entre un comburant et un combustible, déclenchée par une énergie d'activation.
- comburant (O2) : oxydant
- combustible : réducteur
La combustion est une réaction redox. Entretenue par la formation de radicaux libres instables et très réactifs.
Différentes formes de combustions caractérisées par leur cinétique chimique :
- combustion lente : absence de flammes et d'incandescence ; faible exothermicité.
- combustion très vive et la combustion instantanée : vitesse de réaction très élevée.
- combustion vive : caractérise les feux de surface. Feu de nappe : émission de lumière et chaleur. Forte exothermicité.
Flamme : zone où a lieu la combustion en phase gazeuse. Peut être assimilée à un volume de gaz (CO2, H2O, O2...), de combustible non brûlé et de suies résultant d'une combustion incomplète. Elle est composée de 3 parties :
- partie basse, zone dite "persistante" : température élevée, donc pouvoir émissif important.
- dans le reste de la partie lumineuse, zone "intermittente" dont la position et la géométrie varient au cours du temps. Température inférieure à la partie basse.
- partie haute : zone des fumées (produits issus de la combustion).
Transfert de chaleur
Notion de potentiel calorifique associé à un combustible, pondéré par le rendement de combustion, qui définit le rapport entre la quantité de chaleur disponible théoriquement dans l'incendie et celle effectivement libérée.
La quantité d'énergie émise sous forme de chaleur est transférée :
- vers l'environnement extérieur de la flamme : propagation de l'incendie.
- vers la nappe de combustible au sol.
3 mécanismes de transfert de chaleur :
- convection : gaz
- conduction au travers de la matière
- rayonnement
Modèle de la flamme solide
La flamme est assimilée à un volume opaque de géométrie simple (cylindre, parallélépipède rectangle) dont les surfaces rayonnent uniformément. Hypothèses :
- le volume visible de la flamme émet des radiations thermiques vers la cible alors que la partie non visible n'en émet pas.
- la flamme est assimilée à un volume géométrique simple. La base de ce volume correspond alors à la base du feu et sa hauteur à la hauteur pour laquelle la flamme est visible 50% du temps.
Variantes : modèle de la flamme solide à 1 zone ou à 2 zones.
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