samedi 10 novembre 2018

Le tétraèdre du feu

Bonjour les amis,

Aujourd’hui, je vais vous parler du tétraèdre du feu.

Oh là là !!! Qu’est-ce que c’est que cela ?

Pas de panique, je vais essayer de faire simple.

Dans un précédent article consacré aux « Composants du triangle du feu », j’avais expliqué que cette petite figure géométrique, permettait de bien comprendre la manière dont le feu se développe.

Chaque sommet de ce triangle est respectivement associé à :
  • Un combustible,
  • Un comburant,
  • Une source d’énergie.

Si l’on agit sur l’un de ces éléments à l’aide d’un agent extincteur adapté, le feu cesse de se développer ou tout du moins diminue d’intensité.

Mais cette manière très basique d’expliquer les choses n’est cependant pas suffisante pour assouvir l’insatiable soif de connaissances d’un spécialiste.

Il faut prendre en considération un quatrième élément qui regroupe les radicaux libres.


Le tétraèdre


Mais avant de développer, arrêtons-nous un instant sur la définition d’un tétraèdre.
Figure géométrique associée au triangle du feu
Tétraèdre
Un tétraèdre est une figure géométrique ressemblant à une pyramide dont la base est triangulaire.

Un tétraèdre régulier possède 4 sommets, 6 arêtes et 4 faces triangulaires.

Grâce à cette nouvelle figure géométrique, nous pouvons donc aisément prendre en compte le quatrième élément que j’ai désigné ci-dessus sous le terme de « radicaux libres »




Les radicaux libres


Un petit peu de chimie…

Un radical libre se présente sous la forme d’un atome ou d’une molécule qui possède un électron célibataire, c’est-à-dire non apparié.

Cette caractéristique le rend instable et lui procure une grande réactivité vis-à-vis des molécules environnantes.

Il va réagir très facilement avec son environnement et c’est ce qui fait toute sa dangerosité.

Un radical libre se stabilise au détriment de la molécule voisine qui devient à son tour un radical libre et ainsi de suite.

Le phénomène se propage grâce à l’apparition par de réactions en chaîne successives.

Dans le phénomène du développement de l’incendie, nous retrouvons donc le combustible, le comburant et l’oxygène mais également ce nouvel élément qui se forme naturellement.

La cassure des liaisons chimiques

Ces radicaux libres vont réagir avec d’autres molécules en libérant de l’énergie.

En fait, le processus s’auto-alimente et on pourrait observer un nombre infini de liaisons chimiques qui se cassent et aussitôt se reforment avec d’autres atomes ou d’autres molécules.

Pour bien comprendre ce phénomène, prenons l’exemple du méthane (CH4) que l’on fait brûler dans l’oxygène (O2) de l’air.

Le méthane est une molécule constituée d'un atome de carbone C lié à 4 atomes H (Hydrogène).

On dit qu'il y a 4 liaisons C-H ou CH4

Dans la flamme du méthane, les 4 liaisons C-H se cassent, les 4 atomes H sont arrachés de l'atome C, et vont se fixer sur les deux atomes d'oxygène contenus dans l’air. 

On obtient de l'eau (deux molécules d’H2O). 
L'atome C résiduel se lie à une autre molécule O2, pour former du CO2.

Cette réaction chimique se développe de la manière suivante :

CH4 + 2 O2 => CO2 + 2 H2O

Le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O) sont plus stables que le dioxygène (2 O2) et le méthane (CH4).

Bien sûr, pour que cela fonctionne, il faut une énergie d’activation (c’est la base du triangle du feu).

Quand la première liaison C-H se cassé, on obtient un peu de méthane instable, qui va réagir immédiatement et céder un nouvel atome H.

C’est finalement ce reste intermédiaire, formé de C et 3 H, qu'on appelle un radical.

Il est dit libre car il va interagir avec d’autres molécules ou atomes situés à proximité immédiate.

Remarque importante
Il ne faut pas confondre les radicaux libres et l’énergie d’activation.

Les radicaux libres sont constitués de matière alors que l’énergie d’activation est associée à une notion de température.

D’ailleurs, il semblerait que si l’on explique les conditions de développement de l’incendie uniquement en considérant le triangle du feu, l’expérience démontrerait qu’il n’y a pas de flammes.

Seule la prise en compte du quatrième élément (les radicaux libres) permettrait de réellement voir l’apparition d’un feu avec présence de flammes.

Oui, c’est très bien tout cela, me direz-vous à juste titre, mais à quoi tout cela sert-il précisément ?

Tout simplement, le tétraèdre du feu aide à comprendre le phénomène de la combustion que je me ferai un plaisir d’expliquer dans un autre article.

Voilà, vous savez tout ou presque tout sur les notions de tétraèdre du feu.

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