l`energie des combustibles

L’ENERGIE DES COMBUSTIBLES
I) GÉNÉRALITÉS
1) Définition.
Une combustion est la réaction entre un combustible et un comburant (en général le dioxygène de
l’air) qui aboutit à l’oxydation poussée des éléments chimiques contenus dans le combustible.
Elle s’accompagne d’un fort dégagement de chaleur qui est l’objectif de ce type de réactions.
2) Schématisation.
Combustible + comburant -------------------> Dioxyde de carbone + eau
Energie thermique
3) Bonnes et mauvaises combustions

Bonne combustion
Lorsque les molécules qui constituent le combustible sont amenées à leur oxydation la plus
poussée, on dit que la combustion est complète.
L’énergie libérée sous forme de chaleur est alors maximale. On observe alors une flamme très
chaude et très pâle.
Pour cela il faut que la quantité de comburant soit suffisante. C’est à dire qu’il faut alimenter une
combustion en oxygène par une bonne ventilation.

Mauvaise combustion
Lorsque l’oxygène est en quantité insuffisante par rapport à la quantité de combustible à brûler,
on observera une combustion incomplète.
- Si la température est limitée à 400°C, on obtient une flamme orangée qui éclaire
beaucoup mais chauffe peu ; il y a formation de fumées noires.
Combustible + dioxygène --------------> Carbone + vapeur d’eau
- Si la température est plus élevée, on obtient un mélande de C et de CO2. Dans certaines
conditions de températures on peut observer la réaction suivante :
CO2 + C -----------> 2 CO
Remarque :
Le CO est le monoxyde de carbone connu pour sa grande toxicité : il se fixe très facilement sur
l’hémoglobine du sang et provoque l’asphyxie.
Il apparaît dans un foyer surchauffé et pas suffisamment ventilé. Il est très difficile à détecter
car sans odeur, sans couleur et de même densité que l’air.
II) CARACTÉRISTIQUES D’UN COMBUSTIBLE
La combustion est une réaction qui transforme l’énergie chimique du combustible en énergie
thermique. Cette quantité d’énergie thermique s’exprime en Joules ou en kWh
Rappel : 1 kWh = 3600 kJ
1) Le pouvoir calorifique.
Le pouvoir calorifique d’un combustible solide ou liquide est la quantité de chaleur produite par la
combustion de 1 kg de ce combustible.
Le pouvoir calorifique d’un combustible gazeux est la quantité de chaleur produite par la
combustion de 1 m3 de ce combustible stocké à l’état liquide.
Premières, MAN
1
Equipement
Exemple : Ordre de grandeur des caractéristiques des principaux combustibles.
Combustibles solides ou
liquides
Houille
Bois dur et sec
Alcool à brûler
Mazout
Essence
Combustibles gazeux
Gaz naturel
Butane
Propane
Pouvoir calorifique
(kJ / kg)
31000
14600
25000
46000
50000
Pouvoir calorifique
(kJ / kg)
40000
125000
98000
Température d’inflammation
400 à 500 °C
300°C
Pouvoir comburivore
(m3 d’air / m3 de gaz)
9,9
32
24,5
2) Le pouvoir comburivore.
Correspond à la quantité d’air nécessaire à la combustion de 1kg ou de 1 m3 de ce combustible.
3) Température de combustion.
Chaque combustible brûle à une température précise
III) EXERCICES
Exercice 1
Exprimer les pouvoirs calorifiques du tableau ci-dessus en kWh/kg
Présenter les résultats finaux sous forme de tableau
Exercice 2
Un brûleur à gaz a une puissance utile de 18 kW. Il est alimenté en gaz de pouvoir calorifique de
9,8 kWh/ m3, sous un débit de 2,6 m3/h.
Calculez le rendement de ce brûleur.
Exercice 3
Un brûleur à gaz consomme 7,48 m3/h de gaz de pouvoir calorifique 11,2 kWh/ m3 , avec un
rendement de 71,6%.
Calculez la puissance utile de ce brûleur.
Premières, MAN
2
Equipement