comment expliquer le feu
Chimie

Comment expliquer facilement le feu?

Expliquer le feu par la chimie

La combustion est la base du feu

Le feu, aussi appelé combustion dans le monde scientifique, est tout simplement le résultat d’une réaction chimique. Lors de celle-ci, des électrons sont échangés entre différents atomes. D’un côté, un atome qui perd un électron (c’est le combustible, tel que le bois). De l’autre un atome qui gagne un électron (c’est le comburant, tel que l’air).

Ce transfert d’électrons, appelé réaction d’oxydoréduction, peut se faire de manière naturelle (c’est le cas lorsqu’un objet en métal rouille) ou avoir besoin d’un déclencheur (c’est le cas de la combustion).

Pour faire simple, tant que le déclencheur est absent, le bois et l’air ne vont pas réagir ensemble. Mais lorsqu’une flamme ou une température élevée est apportée et sert de déclencheur, alors la combustion va commencer. A ce moment-là, un gaz va se former à partir du bois (ou tout autre combustible). Cette étape s’appelle la pyrolyse. Ce gaz va ensuite réagir avec l’oxygène présent dans l’air.

Cette réaction va produire un autre gaz appelé CO2 (dioxyde de carbone), de l’eau et de la chaleur.

La combustion est donc une réaction qui transforme un combustible tel que le bois et un comburant tel que l’air en CO2 entre autre. Mais alors pourquoi voit-on une flamme au-dessus de la bougie ou au cœur de l’âtre d’une cheminée ? En effet, les molécules de CO2, tout comme l’eau, produites lors de cette réaction sont invisibles.

Pourquoi est-ce qu’il y a des flammes?

Lorsque des atomes sont chauffés, ils émettent de la lumière. Ce phénomène est facilement visible lorsque tu fais un barbecue et que tu vois les braises rougir. Ça se voit également lorsque l’on fait chauffer du fer ou du verre (mais on ne fait pas ça tous les jours à la maison !)

Le verre porté à très haute température émet de la lumière

Le CO2 produit lors de la combustion est chauffé par la combustion elle-même puisqu’elle produit de la chaleur. Les molécules de CO2 vont donc émettre de la lumière. C’est la flamme que tu vois.

Selon la nature du combustible ainsi que la température, la flamme peut être de différentes couleurs. Le blanc traduit une température très élevée. Puis viennent les couleurs bleu, jaune et rouge.

Lorsque la combustion est particulière rapide et dégage beaucoup de flammes d’un seul coup, on parle d’explosion. C’est la base de fonctionnement des feux d’artifice.

Quelle est l’histoire du feu?

Le feu fait partie de la nature. Qu’il soit dû à la foudre, à un volcan ou autre, il peut apparaitre sans l’intervention de la main humaine. Pourtant, un jour, les hommes ont su le maitriser puis, ils ont appris à le provoquer.

Quand le feu fut-il maitrisé?

Ce jour-là est très difficile à identifier. En effet, il est quasiment impossible de distinguer des traces de feu d’origine naturelle de celles d’un feu initié et maitrisé par les humains. Des traces de feu qui remontent à un million d’années ont été découvertes en Afrique du Sud mais les anthropologues n’arrivent pas à se mettre d’accord pour savoir s’il s’agit d’un événement contrôlé ou non.

Néanmoins, les archéologues sont plus ou moins d’accord : Homo erectus, un homme préhistorique qui vivait il y a environ 700 000, savait utiliser le feu pour son propre usage tout comme l’homme de Néandertal. Homo sapiens, le dernier des hommes préhistoriques, l’utilisait couramment. Mais ces hommes récupéraient-ils du feu suite à un orage ? Ou savaient-ils l’initier ?

Il y a environ 400 000 ans, le nombre de foyers semble augmenter de manière importante dans différents sites africains et européens[1]. De plus des outils sont retrouvés auprès de ceux-ci. Tout cela indique que les hommes de cette époque savent utiliser et maitriser le feu. On pense qu’ils étaient alors capables d’initier un feu. Son utilisation se généralise à cette époque.

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Le feu était probablement maitrisé par l’homme de Neandertal.

Les archéologues expliquent généralement que le feu pouvait être allumé grâce à 2 techniques différentes. La première consistait à frotter un silex contre un minerai de fer (et non pas frotter 2 silex les uns contre les autres, comme la croyance populaire persiste à le dire). La deuxième technique utilisait 2 morceaux de bois. L’un était posé au sol, il fallait faire tourner rapidement le deuxième sur celui-ci pour produire une étincelle.

Un réel avantage pour les êtres humains

Une très grande avancée dans l’évolution humaine a suivi de près la maîtrise du feu par les hommes préhistoriques. En effet, il a très rapidement rendu de grands services.

Amélioration de la sécurité

Dans un premier temps, le feu a permis de cuire les aliments. Grâce à cela, la viande et certaines plantes sont devenues beaucoup plus digestes. De plus, la cuisson permet d’éliminer de nombreux pathogènes (comme des bactéries) qui sont présents dans les aliments. Tout comme elle permet de conserver la nourriture plus longtemps.

Le feu a ainsi permis un meilleur régime alimentaire. Par là-même, il a augmenté la durée de vie en diminuant le risque de maladie provoquée par une mauvaise alimentation. De ce fait, la taille du cerveau a pu augmenter : les aliments étant plus digestes, l’énergie qui n’était plus utilisée pour la digestion a été utilisée pour le développement du cerveau[2].

Le feu a également permis d’améliorer la qualité des armes et des outils. En effet, le bois chauffé devient plus dur. Quant aux pierres chauffées, il est plus facile de les tailler. De plus le feu a éloigné les animaux sauvages qui cherchaient à attaquer les hommes préhistoriques, devenant, lui-même une arme.

Amélioration du confort

Bien évidemment, le feu a réchauffé les hommes préhistoriques. Ceux-ci ont donc pu s’aventurer dans les territoires où le climat est plus froid tel que l’Europe du nord.

Le feu permet également un éclairage non négligeable. Les hommes préhistoriques ont ainsi pu s’installer dans des cavernes plus profondes. Ils furent alors plus à l’abris des éléments naturels (orage, neige, chaleur, animaux sauvages…).

Le feu a créé un lien social

Pour finir, le feu a joué un vrai rôle social. Le foyer du feu est devenu le lieu de rencontre entre les êtres humains, des liens forts se sont créés, des histoires ont été contées. C’est probablement ainsi que les premières cultures humaines sont nées (chant, danse, mythe…)[3]. Voilà qui explique pourquoi le feu est si important dans nos vies.

« Aux environs de 400 000 ans, avec l’apparition des premiers foyers aménagés, se développe vraisemblablement autour du feu une vie sociale plus organisée. Le feu a été un formidable moteur d’hominisation. […] Mais c’est surtout un facteur de convivialité ». 

Henry de Lumley, préhistorien français, 2004

La révolution dans l’industrie

Pendant de très nombreuses années le feu est utilisé comme source de lumière et de chaleur. Il permet également de cuire des aliments et des matériaux (terre cuite, armes, métal…). Mais à la fin du XVIIIème siècle, le feu va offrir une nouvelle révolution à l’être humain.

En effet, à cette époque, la machine à vapeur est mise au point[4]. Le principe est simple : la combustion de charbon (c’est-à-dire de bois fossilisé) va permettre de créer de la chaleur. Cette chaleur est ensuite transformée en une énergie qui permet de faire bouger une machine.

L’exemple le plus simple est la locomotive. Mais comment expliquer que le feu fasse avancer un train?

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En permettant la mise au point des machines à vapeur, le feu a provoqué la première révolution industrielle

La chaleur de la combustion va permettre de chauffer de l’eau qui va alors se transformer en vapeur d’eau. Cette dernière va permettre à certaines pièces, appelées piston, de bouger faisant ainsi avancer la locomotive. De nombreuses machines industrielles vont être développées sur le même principe. L’apparition de machines à vapeur dans les usines va provoquer ce que l’on appelle la première révolution industrielle : une augmentation brutale de la production et une diminution drastique de la pénibilité du travail.

L’être humain doit aujourd’hui payer sa soif d’énergie. En effet, la combustion présente dans les transports (voitures, camions, bateaux, trains…) et les usines représente 71% des émissions de gaz à effets de serres responsables du réchauffement climatique. En rejetant du CO2 cette réaction chimique pollue la planète.

De plus, cette combustion utilise dans la grande majorité des cas du bois ou du bois fossilisé (charbon) et participe ainsi à la déforestation. Pour éviter cela, de nombreuses personnes cherchent à améliorer le procédé de combustion. De ton côté, n’oublie pas que moins tu utilises de l’énergie et moins tu pollues !

Le feu peut également être très dangereux

Quels sont les dangers du feu ?

Le feu n’a pas que des avantages ! Loin de là ! C’est un élément extrêmement dangereux. Il peut provoquer de gros dégâts. En effet, il détruit tout ce qui se trouve sur son passage. Il peut se révéler rapide et passer d’un petit feu à un gros incendie en très peu de temps. Au contraire, il peut se faire discret pendant un certain temps (on dit qu’il couve) puis repartir de plus belle. C’est pour cela qui faut être vigilant, notamment en été, lorsque la végétation est sèche et le soleil ardent.

Bien évidemment, le feu peut te blesser. Il peut te brûler et pas qu’avec les flammes! En effet, la chaleur dégagée par la combustion peut, elle aussi, causer de gros dégâts sur ta peau. Si tu t’es brulé, il faut laisser couler de l’eau fraiche sur la brûlure pendant 15-20 minutes pour calmer la douleur et empêcher que la brûlure ne se propage sur une plus grande surface de ta peau.

Le feu peut également t’asphyxier. C’est-à-dire qu’il va utiliser l’oxygène présent autour de lui (et autour de toi) pour grandir et toi, tu n’auras plus d’oxygène pour respirer. De plus le gaz qu’il rejette (principalement du CO2) est un poison (on dit qu’il est toxique) et peut venir s’accrocher dans tes poumons, ne laissant plus de place pour que l’oxygène puisse passer.

Pour toutes ces raisons, tu ne dois jamais jouer avec le feu ! Ne l’oublie pas ! Manipuler du feu, nécessite de prendre des précautions pour qu’il reste toujours sous contrôle.

Deux symboles doivent t’alerter. Si tu vois ces symboles quelque part, ils veulent dire que le produit en question peut facilement prendre feu, ou exploser (l’explosion est une combustion particulièrement violente et forte). Redouble alors de vigilance!

Produit qui peut facilement prendre feu
Produit qui peut facilement exploser

Mais parfois, malgré toutes les précautions prises, un incendie se déclenche. Comment réagir ?

Comment éteindre un feu ?

On a vu au début de l’article que le feu a besoin de trois choses pour vivre : un combustible (qui brûle), un comburant (qui permet la combustion) et un déclencheur. C’est ce qu’on appelle le triangle du feu. Si on élimine un de ces éléments, le feu s’éteint. En mettant de l’eau ou en soufflant très fort, on abaisse la température autour des flammes, on élimine donc le déclencheur. Et le feu s’arrête.

Mais ATTENTION ! Si tu souffles doucement, tu vas apporter de l’oxygène et donc le feu va grandir. C’est la différence entre souffler fort sur une bougie (qui l’éteint) et souffler doucement sur des braises (pour qu’elles s’allument).

Autre chose de très très importante : NE METS JAMAIS DE L’EAU SUR UN FEU D’HUILE.

Si ta friteuse prend feu, surtout ne met pas d’eau! Une réaction violente aurait lieu et les flammes seraient bien plus grandes. Si cela t’arrive, couvre le feu avec un chiffon humidifié. Le feu va ainsi étouffer parce qu’il n’aura plus d’air et s’arrêtera.

Comment éteindre un feu de friteuse

Si jamais tu es témoin d’un feu que tu ne peux pas maitriser, ne prends aucun risque et appelle les pompiers en composant le 18 sur un téléphone. Ils sauront comment éteindre le feu le plus rapidement possible. Et si tu es toi-même coincé dans une maison en feu, ferme la porte de la pièce où tu te trouves et dispose des chiffons mouillés au bas de la porte pour empêcher les fumées de rentrer et ralentir la progression du feu. Fais de grands signes par la fenêtre, les pompiers viendront te chercher. Pour plus de conseils, n’hésite pas à jeter un coup d’œil sur le site des pompiers.

N’oublie pas d’être prudent∙e avec le feu !

Dis-moi, aimes-tu regarder les flammes danser dans une cheminée ?

Bibliographie

  • [1]      W. Roebroeks et P. Villa, « On the earliest evidence for habitual use of fire in Europe », Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 108, no 13, p. 5209‑5214, mars 2011, doi: 10.1073/pnas.1018116108.
  • [2]      R. I. M. Dunbar, « Richard Wrangham, Catching Fire: How Cooking Made Us Human », Hum. Nat., vol. 20, no 4, p. 447, sept. 2009, doi: 10.1007/s12110-009-9075-3.
  • [3]      P. W. Wiessner, « Embers of society: Firelight talk among the Ju/’hoansi Bushmen », Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 111, no 39, p. 14027‑14035, sept. 2014, doi: 10.1073/pnas.1404212111.
  • [4]      S. Carnot, Réflexions sur la puissance motrice du feu. Vrin, 1978.
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