Bien que le feu ait été découvert il y a plus d’un million d’années, de nombreux mystères l’ont entouré pendant bien longtemps. Cependant, grâce à la science, nous en savons beaucoup plus et nous avons appris de nombreux enseignements.
C’est le cas par exemple des différents changements de couleur que vous pouvez observer sur une flamme. Si vous vous demandez pourquoi les flammes peuvent avoir différentes couleurs, voici ce que vous devez savoir.
Une flamme est le résultat d’une combustion chimique
Nombreuses sont les personnes pour qui il n’y a pas de différences entre le feu et la flamme. Bien que cela soit vrai en partie, il est important de faire une petite nuance.
La flamme
La flamme est la matérialisation d’une réaction chimique exothermique d’oxydoréduction encore appelée combustion. En d’autres termes, lorsqu’un corps est chauffé, sa température augmente et se matérialise par une lumière qu’on nomme flamme. S’il ne peut y avoir de flammes sans feu par contre l’inverse est bien possible. En pratique, on peut avoir du feu sans flammes comme c’est le cas avec de la braise.
Cependant, on distingue différents types de flammes. Dans un premier temps, vous avez les flammes de diffusion ou de contact. Pour les obtenir, vous avez besoin d’un combustible et d’un comburant qui doivent entrer en contact pour provoquer la combustion.
Ce type de flamme peut provenir de la combustion des solides comme le bois, une bougie, le papier ou autre matière organique. La combustion des liquides comme l’essence ou le pétrole produit également des flammes de diffusion. C’est le cas aussi dans un feu provenant d’un gaz non mélangé à l’air.
Ensuite, vous avez des flammes de prémélange qui ne nécessitent pas un contact au préalable. On retrouve ce type de flammes avec des combustions produites par les becs Bunsen ou le chalumeau.
Le feu
Pour avoir du feu, vous avez besoin de 3 éléments principaux que sont le combustible, le comburant et de l’énergie. Il est classé dans 4 différentes catégories.
- la classe A : elle rassemble les feux dits secs qui sont induits par les combustibles solides ;
- la classe B : elle rassemble les feux issus de combustibles liquides ou qu’on peut liquéfier (essence, pétrole, hydrocarbures, alcool, etc.) ;
- la classe C : il s’agit des feux issus d’hydrocarbures gazeux.
- La dernière classe (D) rassemble quant à elle les feux de métaux.
Comment expliquer les couleurs de la flamme ?
Une flamme peut prendre une couleur bleue, jaune, rouge ou orange selon les cas. Si ces coloris peuvent être observés individuellement selon le type de combustion, vous pouvez les observer toutes à la fois sur une bougie.
La teinte que prend une flamme dépend de la pureté des combustibles et de l’apport en oxygène permettant d’entretenir la réaction.
La flamme bleue : une combustion complète
La couleur bleue d’une flamme traduit son niveau d’oxygénation. Ainsi, un bon apport en oxygène produira forcément une flamme bleue. Dans une combustion complète, la quasi-totalité du combustible est transformée en CO2 et en vapeur d’eau. Ce processus donne des flammes bleues.
Dans ce type de combustion, la température est particulièrement élevée. Sur une bougie, elle peut atteindre les 1200 °C. Cependant, elle sera plus élevée sur une gazinière.
Cela s’explique par le fait que le dispositif est conçu pour réaliser une combustion complète donnant des flammes particulièrement bleues. C’est à juste titre qu’il fonctionne avec du butane. La température ici atteint les 2000 °C. Comme vous pouvez vous en douter, la couleur d’une flamme peut traduire la température de la réaction chimique qui s’y produit.
En général, les températures élevées donnent des couleurs froides durant la combustion. C’est donc le cas de la flamme blanche qui peut facilement atteindre les 1500 °C.
La flamme jaune : la combustion la plus classique
Lorsque vous allumez un feu dans la nature par exemple, vous avez plus de chances d’avoir une flamme jaune qu’une autre de couleur bleue. Cela est conditionné par l’utilisation d’un combustible contenant beaucoup de particules carbonées. Sa température avoisine les 1000 °C. C’est donc ce que vous observez quand vous brûlez du bois ou du papier par exemple.
Comme vous pouvez bien vous en douter, une flamme entière est rarement jaune. On peut apercevoir cette couleur sur sa pointe et donc avec une base blanche ou bleue. C’est généralement le cas sur une gazinière, la faute à une faible pression de gaz. Pour avoir une bonne flamme, il vous suffit d’augmenter la pression.
La flamme rouge traduit une combustion incomplète
On obtient une flamme rouge à la suite d’une combustion incomplète. En réalité, cette couleur est obtenue à partir du chauffage d’un métal, pas d’une combustion. La couleur de la flamme sera donc liée à celle du métal chauffé. C’est également le cas des braises. Un feu rouge a une température comprise entre 600 et 800 °C.
La flamme orange produit beaucoup de CO2
Contrairement à une flamme bleue, la réaction qui a lieu dans un processus d’obtention de flamme orange est incomplète. Vous pourriez retrouver les flammes de ces couleurs dans les cheminées.
Par ailleurs, il existe un risque d’asphyxie si vous ne prenez pas les dispositions nécessaires. Vous devez vous assurer d’apporter de l’oxygène en quantité suffisante à la réaction. En effet, cette dernière produit du CO2 qui en l’état est sans danger et du monoxyde de carbone (CO).
Lorsque vous l’inhalez, le monoxyde de carbone va capter les molécules d’oxygène contenues dans votre sang. Cela va induire une asphyxie. Si vous ne pouvez pas apporter plus d’oxygène, il vous faut évacuer efficacement les gaz vers l’extérieur. Par ailleurs, la température d’une flamme jaune atteint les 1100 °C.
Comment faire des flammes colorées ?
S’il est possible d’obtenir naturellement des flammes de différentes couleurs, il est aussi possible d’en créer vous-même. Il est vrai que certaines sont plus difficiles à reproduire, mais le cas de la flamme bleue par exemple se prête bien à l’exercice.
Pour ce faire, vous avez besoin de différents types de sel. Le sel de table vous permet d’avoir par exemple une flamme jaune.
Pour une couleur rouge foncé, utilisez du chlorure de lithium. Le rouge sera toutefois atténué si vous faites usage du chlorure de strontium. Pour obtenir une teinte orangée, vous aurez besoin du chlorure de calcium. Dans le cas où vous penchez pour différentes nuances de vert, optez pour de l’acide borique ou pour du sulfate de cuivre.