Comprendre la combustion

Pour obtenir une combustion, il faut réunir trois éléments :

  • Comme nous, le feu a besoin de respirer, il lui faut donc un comburant : le dioxygène.
  • Il a aussi besoin de manger, il lui faut donc un combustible, comme le bois par exemple.
  • Et enfin, il lui faut de la chaleur, ou énergie d’activation : il en a besoin pour exister, et en dégage pendant la combustion, c’est une réaction en chaîne.

La combustion du bois suit alors trois grandes étapes :

  • Le séchage, soit l’évaporation de l’humidité contenue dans le bois, pour lui permettre de monter en température.
  • La pyrolyse, c’est à dire la transformation du bois de son état solide à un état gazeux, inflammable sous l’effet de la chaleur. (Le bois se transforme peu à peu en charbon, qui se pyrolyse lui même, plus lentement.)
  • La combustion, durant laquelle les gaz de bois se mélangent à l’air à une température suffisamment élevée pour créer une flamme. Les atomes de carbone à l’état gazeux se combinent avec le dioxygène (comburant) et forment alors du CO2. + Cendres = matière incombustible du bois (3 % de sa masse)

Nb : En réalité, ces trois étapes forment une réaction en chaîne : une petite brindille va brûler grâce à l’apport d’une étincelle, cette petite flamme sera alors un apport de chaleur pour les plus grosses brindilles, etc.

On peut donc observer le cycle du carbone qui se produit : en poussant, l’arbre se nourrit de dioxyde de carbone (CO2), pour conserver les atomes de carbone (C) qui constitueront le bois, et dégager du dioxygène (O2) par ses feuilles.2

En brûlant, le bois libère tout le dioxyde de carbone (CO2) qu’il a emmagasiné dans sa vie, en recombinant ses atomes de carbone (C) avec le dioxygène (O2), élément indispensable à la combustion (triangle du feu).

Le cycle carbone du bois est donc nul : il absorbe autant de CO2 dans sa vie qu’il en rejette lors de sa combustion ou de sa décomposition. Il est donc tout à fait normal de rejetter du CO2 lors d’une combustion, ce n’est pas de la pollution, mais juste un cycle naturel.

Attention ! Ce bilan carbone neutre n’est possible à l’échelle globale que si nous laissons au bois le temps de se renouveler ! La combustion de bois doit donc impérativement s’accompagner d’une gestion durable des forêts.

« Ok. Mais alors, pourquoi dit-on toujours qu’un feu de cheminée en ville, ça pollue ? »

Jusque là, c’était la théorie, ou comment se passeraient les choses si tout était parfait. En réalité, on retrouve beaucoup d’éléments polluants que l’on pourrait limiter à la sortie d’une cheminée : du COV, des oxydes d’azote (Nox), des HAP, du méthane, du monoxyde de carbone (CO), etc. Alice : CH4, H2, CO, CO2, C2H4, C2H2… → donner les noms complets et les compositions (lettres)

Ces particules polluantes (ou particules fines?) prennent la forme de fumée, et de suie.

Un feu non polluant (que l’on désigne aussi de combustion complète),
est donc un feu sans fumées.

Reprenons le triangle du feu : il définit les 3 éléments indispensables à la combustion. Ce triangle doit être parfaitement équilibré pour une bonne combustion.

Par exemple : si l’on ferme l’aspiration sous la cheminée avant d’aller se coucher, afin de brûler le bois tout doucement toute la nuit, on créé un déséquilibre dans le triangle du feu.

Le manque de dioxygène va perturber les combinaisons chimiques évoquées plus haut, et il se passera ceci :

Nb : ceci est une explication simplifiée, les réactions chimiques impliquées lors de la combustion étant complexes. Pour les curieux·ses, une explication plus poussée sera bientôt disponible sur ce site.