Livret de l apprenant

Transcription

1 Service Départemental d Incendie et de Secours de Seine et Marne Livret de l apprenant INC 1 - (Equipier)

2 Définition La combustion est une réaction chimique au cours de laquelle un combustible et un comburant, appelés réactifs, interagissent pour former de nouvelles espèces chimiques appelées produits de combustion. Cette réaction chimique produit de la chaleur. C est une réaction exothermique. Le feu est une des manifestations visible de la combustion Les différents types de combustion 1- Lente : 2- Vive : 3- Très vive : 4- Instantanée : Echauffement du combustible avec une température insuffisante pour qu il y ait émission de lumière (fumier, rouille). Emission simultanée de gaz, lumière et fumée, avec élévation de la température, c est la combustion habituelle lors des incendies. La vitesse de réaction est importante sans toutefois dépasser la vitesse du son. C est la flamme de pré-mélange déflagrante. L onde de choc ne dépasse pas une dizaine de bars. La vitesse de réaction est supérieure à la vitesse du son. C est la flamme de pré-mélange détonante. L onde de choc peut varier de 30 à 1000 bars. La combustion très vive et instantanée font partie du domaine de L EXPLOSION 2

3 Terminologie Combustible : Inflammable : Ininflammable : Tout corps qui a la propriété de brûler. Tout corps qui prend feu au contact d une flamme. Tout corps combustible qui brûle lorsqu il reste soumis au contact de la chaleur, la combustion cesse si l on retire la source de chaleur. Incombustible : Tout corps qui ne brûle pas. Ex : verre, amiante, pierre, plâtre... 3

4 Ecole Départementale des Sapeurs-Pompiers de Seine-et-Marne Le triangle du feu Pour qu un feu existe, trois éléments doivent être mis en relation et en bonne proportion : LE COMBUSTIBLE ST IB BU RA NT M BU CO M L ENERGIE D ACTIVATION CO LE LE COMBURANT ENERGIE D'ACTIVATION Le triangle du feu Ces trois éléments sont symbolisés dans le triangle du feu, leur réunion conditionne la combustion. 4

5 Le triangle du feu LE COMBUSTIBLE : Le corps combustible peut se présenter sous les trois états de la matière : État solide : ils ont une forme propre. Ils opposent une résistance à la déformation. Leur volume est pratiquement invariable. Sous l influence d un échauffement, ils peuvent produire des gaz susceptibles de brûler. Le triangle du feu LE COMBUSTIBLE : Le corps combustible peut se présenter sous les trois états de la matière : État liquide : Ce sont des corps sans forme propre et présentent, au repos, une surface plane et horizontale. A partir d une certaine température, propre à chacun d eux, ils émettent des vapeurs susceptibles de s enflammer. 5

6 Le triangle du feu LE COMBURANT : En fait un seul comburant est, en pratique, à considérer : L OXYGENE : - contenu dans l air - libéré lors d une réaction chimique Le triangle du feu LE COMBUSTIBLE : Le corps combustible peut se présenter sous les trois états de la matière : État gazeux : Ce sont des fluides expansibles. Ils n ont pas de surface libre et ils tendent à occuper la totalité du volume qui leur est offert en fonction de leur densité. Ils sont compressibles et élastiques. Lorsque les gaz combustibles sont mélangés à l air dans une proportion convenable, ils peuvent s enflammer. 6

7 Le triangle du feu L ENERGIE D ACTIVATION : Un apport d énergie calorifique dite énergie d activation est nécessaire pour démarrer la réaction chimique de combustion Cette énergie peut provenir de différentes sources extérieures (soleil, source de chaleur, flamme nue, étincelle, électricité, travail mécanique, frottement, réaction chimique etc.). La combustion étant une réaction exothermique, une fois amorcée, elle s entretien d elle-même. 7

8 Deux formes de combustion En fonction de l alimentation en air (donc en comburant), la combustion peut être : COMPLETE : -Suffisamment alimentée en O², -Flammes le plus souvent bleue, -Produits de combustion (hydrocarbonés) : H2O, CO² IMCOMPLETE : -Renouvellement en O² insuffisant, -Flammes allant du jaune vif à l orange (en fonction de la disponibilité de l O²), -Produits de combustion (hydrocarbonés) : H2O, CO², CO, résidus de carbone, nombreux autres résidus de combustion. Les phases préparatoires à la combustion Le préchauffage : T Combustible H2O GAZ Combustibles Energie d activation 8

9 Les phases préparatoires à la combustion Combustion des gaz : Combustible Energie d activation T GAZ Combustibles OXYGENE INFLAMMATION production d énergie + CO CO2 Les phases préparatoires à la combustion Incandescence : Production de gaz terminé Résidus solides de charbon Combustible + incandescent 9

10 Les différentes flammes de la combustion La flamme de diffusion : Le mélange des réactifs se fait au niveau de la flamme. On peut dire que c est une combustion de surface. COMBURANT COMBUSTIBLE COMBURANT Les différentes flammes de la combustion La flamme de diffusion : Les réactifs gazeux (comburant + combustible) ne sont pas mélangés avant d arriver au niveau de la flamme. C est le cas de la BOUGIE 10

11 Les différentes flammes de la combustion La flamme de pré-mélange : Les réactifs gazeux (comburant + combustible) sont déjà mélangés lorsqu ils y a réaction de combustion. C est le cas du CHALUMEAU ou du BEC BUNSEN lorsque la virole d adduction d air est ouverte. Les différentes flammes de la combustion La flamme de diffusion : Concentration Combustibles Produits de combustion Comburant Cœur de la flamme Bord de flamme Air frais Distance depuis le cœur de la flamme 11

12 Les différentes flammes de la combustion La flamme de pré-mélange : La température de flamme est plus importante et la réaction peut être plus violente (explosion). C est une flamme de volume. Mélange combustible + comburant 12

13 Les conditions de la combustion Les limites d inflammabilité : Il en existe deux. Elles délimitent la plage d inflammabilité. La Limite inférieure d inflammabilité (L.I.I.) est la concentration minimale en % d un combustible à l état gazeux contenu dans un volume, mélangé à l air, nécessaire pour qu il y ait inflammation. La Limite Supérieure d inflammabilité (L.S.I.) est la concentration maximale en % d un combustible à l état gazeux contenu dans un volume, mélangé à l air, nécessaire pour qu il y ait inflammation. Au-delà, il ne peut y avoir inflammation du mélange Exemple : LII des vapeurs de gazole => 6% LSI => 13,5% Les conditions de la combustion Les limites d inflammabilité : 80 13

14 Les conditions de la combustion Le point d ignition (ou point de flamme): Température minimale ( C) à laquelle, dans des conditions d essai spécifiée, une substance (solide ou liquide) dégage une quantité suffisante de gaz inflammables pour s enflammer et d entretenir une combustion au contact une source d allumage. Les conditions de la combustion Les limites d inflammabilité : % AIR 100 % 50 % 0 % 0 % DOMAINE D INFLAMMABILITE % GAZ 100 % LII LSI 14

15 Les conditions de la combustion Le point éclair : Température minimale ( C) à laquelle, dans des conditions d essai spécifiée, une substance (solide ou liquide) dégage une quantité suffisante de gaz inflammables pour s enflammer momentanément au contact une source d allumage. Exemple : Point éclair de l éther => -45 C Point éclair du gasoil => 65 C Les conditions de la combustion Le point d auto inflammation (TAI) : Température à laquelle un combustible, en présence de comburant, s enflamme spontanément sans apport extérieur de chaleur. Exemple : TAI de l éther => 160 C TAI du CO => 609 C 15

16 Les classes de feux Feu de classe A: feux de matériaux solides, généralement organiques, dont la combustion se fait normalement avec formation de braises (bois, charbon, papier, ). Feu de classe B: feux de liquides ou de solides liquéfiables (cires, résines, paraffines, graisses, hydrocarbures, solvants, alcools, ). Feu de classe C: feux de gaz à température ambiante, qui pour brûler, doivent être mélangés à l air afin de constituer un mélange dans des proportions convenables. Ces mélanges gazeux sont explosifs (butane, propane ). Feu de classe D: feux de métaux nécessitent l emploi de produit particuliers, adaptés à chaque cas (aluminium, magnésium, sodium). Feu de classe F: Feu de classe F: feux liés aux auxiliaires de cuisson (huiles et graisses végétales et animales) utilisés sur les appareils de cuisson. 16

17 Les causes des incendies Les incendies peuvent avoir de nombreuses causes : Naturelles : - foudre, - soleil, - fermentations (fourrage, fumier), etc. Les causes des incendies Les incendies peuvent avoir de nombreuses causes : Humaines : - imprudence (fumeurs), - ignorance, - inconscience, - négligence, - malveillance, etc. 17

18 Les causes des incendies Les incendies peuvent avoir de nombreuses causes : énergétiques : - étincelles, - arc électrique, - frottements, - échauffement anormal, - réaction chimique. 18

19 Les modes de propagation LA CONDUCTION Tous les corps solides conduisent la chaleur, mais avec plus ou moins de facilité. Les modes de propagation Les incendies ont la particularité de propager leur énergie (chaleur) à travers trois modes principaux. RAYONNEMENT CONVECTION RAYONNEMENT RAYONNEMENT CONDUCTION CONDUCTION 19

20 Les modes de propagation LA CONDUCTION Lors d un incendie, les matériaux de construction peuvent propager la chaleur. Les modes de propagation LA CONDUCTION Ainsi pouvons-nous classer les conducteurs de chaleur entre eux. Mauvais conducteur BOIS VERRE ACIER CUIVRE Bon conducteur 20

21 Les modes de propagation LA CONVECTION C est la convection qui est à l origine du phénomène du tirage lors d un incendie. GAZ DE COMBUSTION CHAUDS s échappant de la flamme Le sens des flèches indique le sens du tirage AIR FRAIS aspiré à la base des flammes Les modes de propagation LA CONVECTION La convection est le transport de la chaleur au travers du mouvement d un fluide (fumée, gaz de combustion, etc.). Dû à la différence de densité, un fluide chaud aura toujours tendance à se déplacer vers le haut. 21

22 Les modes de propagation LE RAYONNEMENT chaleur peut également se propager sans «support» à travers l espace par rayonnement. En effet, la chaleur se propage comme un rayon lumineux. Les modes de propagation LA CONVECTION Lorsque les gaz chauds emportés vers le haut par convection rencontrent un obstacle (plafond), ils se déplacent latéralement le long de cette paroi et l échauffent peu à peu. Le feu peut se développer. 22

23 Les modes de propagation DEPLACEMENT DE SUBSTANCE EN IGNITION Aux trois modes de propagation, même si il n est pas directement lié à la transmission de la chaleur elle-même, peut s ajouter le déplacement de substance en ignition. Les modes de propagation LE RAYONNEMENT Lors d un incendie le feu peut se propager sans qu il y ait contact entre deux combustibles. La chaleur se déplace au travers de l air grâce au rayons. 23

24 Les modes de propagation REPARTITION ENERGETIQUE 2/3 1/3 Les modes de propagation REPARTITION ENERGETIQUE Chaque combustion dégage une certaine quantité de chaleur à la fois. Cette chaleur ne s évacue pas de manière identique selon le mode de propagation qu elle utilise. 24

25 Les effets des incendies sur l homme Ils peuvent être classés en deux catégories DIRECTS Il s agit de la brûlure, provoquée les flammes ou l effet radiatif des fluides et matériaux en ignition, et de l intoxication, provoquée par les gaz résultant de la combustion. INDIRECTS Allant de la destruction de biens des particuliers à la perte d outils de production qui ont, la plupart du temps, des répercutions économiques (chômage, perte de l outil de travail) ou écologiques (pollution, destruction de forêts, etc.) voire historique (perte de patrimoine). 25

26 FIN Version 2.1 Créé le 07 juillet 2007 Par : CUVELIER Patrick Modifié le 27 août