Dans notre précédent article (lien ici), nous avons défini la combustion comme une une réaction chimique (dite d’oxydo-réduction exothermique) schématisée de la facon suivante:
Combustible + Énergie d’activation + Comburant = Énergie calorifique
Dans cet article, nous continuerons sur le thème de la combustion en définissant deux concepts importants, l’énergie d’activation et la barrière d’activation. Nous traiterons ensuite de l’énergie calorifique produite par la combustion en définissant les termes de pouvoir, charge et potentiel calorifique. En effet, nous retrouverons très régulièrement ces termes dans nos différents articles.
L’énergie d’activation et la barrière d’activation
L’énergie d’activation se définit comme la quantité d’énergie qu’il faut apporter (en présence de comburant) pour initier une réaction de combustion et donc l’inflammation d’un combustible.
On parle de barrière d’activation pour définir le niveau d’énergie minimale nécessaire à l’activation de la combustion.
Prenons un exemple avec deux combustibles différents, le bois et le papier. Nous pouvons convenir aisément que le niveau d’énergie nécessaire pour initier une réaction de combustion avec du papier est inférieur à celui nécessaire pour une bûche de bois. La barrière d’activation du papier est donc plus faible que celle du bois.
Nous pourrions prendre un autre exemple avec des combustible identiques mais dans un état de division différent, des brindilles et une buche du même bois. Là encore, il faudra moins d’éneregie pour allumer les brindilles que pour faire prendre la bûche (bon courage avec votre briquet …) et donc la barrière d’activation d’un combustible divisé est plus faible que celle d’un combustible compact.
En effet, de nombreux facteurs influencent la barrière d’activation:
- La nature du combustible (papier vs. bois)
- L’état de division du combustible (feuille de papier vs. livre compact)
- La température (plus elle est élevée moins la barrière d’activation sera importante)
- La pression: (plus elle est élevée moins la barrière d’activation sera importante)
Le pouvoir calorifique
Dans le schéma présenté ci-dessus, nous pouvons observer le pouvoir calorifique généré par la combustion. Le pouvoir calorifique se définit comme la quantité de chaleur produite par la combustion complète d’une unité d’un combustible.
Il s’exprime en kJ/kg (et kWh/kg, Pour rappel 1 kWh = 3 600 000 J) pour les solides et en kJ/m3 pour les gazs.
Ce dernier diffère en fonction des combustibles. Vous trouverez ci-dessous, quelques exemples (aproximatifs):
- 8 à 11,5kWh/m3 pour le Gaz naturel
- 13.5kWh/kg pour la Butane/Propane
- 12kWh/kg pour le Fioul à usage domestique
- 11kWh/kg pour le Fioul lourd
- 8kWh/kg pour le Charbon
- 3,5 kWh/kg pour le bois dont l’humidité est estimée à 30%.
La charge calorifique
C’est la somme des pouvoirs calorifiques pouvant être dégagées par la combustion complète de l’ensemble des matériaux d’un local. Cette charge est exprimée en joules.
La charge calorifique peut se claculer de la facon suivante:
PCC1 x MC1 + PCC2 x MC2 + PCC3 x MC3 + ……
avec PCC1 = Potentiel Calorifique du combustible 1 et MC1 = Masse du combustible 1
Le potentiel calorifique
Il s’agit de la charge calorifique rapportée à une unité de surface par exemple des kJ/m2.
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