- Combustible
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Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion.
Un carburant est un combustible qui alimente un moteur à combustion interne.Sommaire
Définitions
Dans le langage courant, le terme «combustible » est souvent réservé aux produits utilisés pour le chauffage (bois, charbon, produits pétroliers…). Dans les faits, ce qualificatif s’applique à tout composé susceptible de s’unir à un oxydant (presque toujours l’oxygène de l’air) et capable de se consumer[1].
Dans la première acceptation, « les combustibles sont des produits dont la combustion en présence d'air dans les brûleurs, foyers, fours ou chaudières fournit de l'énergie thermique. Celle-ci est utilisée dans le secteur domestique et commercial (chauffage, cuisine, parfois éclairage), dans l'industrie (apport de chaleur dans les réactions chimiques endothermiques, production de vapeur et d'électricité), ou encore dans l'agriculture (séchage des récoltes).
Les combustibles se distinguent des carburants qui sont destinés à la production d'énergie mécanique dans les moteurs. On notera que certains produits comme les gaz de pétrole liquéfiés (GPL), le fuel domestique (FOD) et le fioul lourd peuvent être utilisés à la fois comme combustibles et carburants[2]. »
Les combustibles se répartissent en trois grandes catégories selon leur état physique habituel. On distingue ainsi[2]:
- les combustibles solides (charbon, bois, paille...) ;
- les combustibles liquides (GPL, FOD, fioul lourd et produits assimilés), tous issus du pétrole brut et parfois, pour une très faible part, de la biomasse (dérivés d'huiles végétales);
- les gaz combustibles, le gaz naturel constituant, à lui seul, une source d'énergie primaire importante.
La seconde acceptation plus large englobe évidemment un plus grand nombre de substances, dont la vocation dans l'industrie, n'est pas forcément d'être brûlées pour produire de l'énergie. Dans ce cas l’appellation combustible renvoie aux propriétés chimiques, aux précautions de manipulation et de stockage.
Certains produits combustibles ont la propriété de s’enflammer vivement et de brûler avec production de flammes ; ils sont qualifiés de « produit inflammable ». Pour caractériser l’inflammabilité des liquides, on utilise la notion de point d’éclair. Le « point d'éclair » est la température minimale à laquelle, dans des conditions d’essais spécifiés, un produit émet suffisamment de gaz inflammables capables de s’enflammer momentanément en présence d’une source d’inflammation[1].
Par ailleurs, les gaz, vapeurs, brouillards de produits combustibles, mélangés à l’air, sont explosifs dans le domaine de concentration compris entre la limite inférieure d'explosivité (LIE) et la limite supérieure d’explosivité (LSE) (Voir Limite d'explosivité). En dessous de la LIE, le mélange est trop pauvre en combustible pour donner lieu au phénomène explosif. Au-dessus de la LSE, le mélange est trop riche en combustible et ne contient pas suffisamment d’oxygène[1].
La combustion est une réaction chimique d’oxydation d’un combustible par un comburant, qui nécessite une source d’énergie. Elle met en jeu trois éléments nécessaires[1]:
- le combustible, la matière susceptible de brûler (solide: charbon…; liquide: essence, solvants…; gazeuse : propane, butane…), etc.
- le comburant, en se combinant avec un autre corps, permet la combustion (oxygène, peroxydes, chlorates…)
- l’énergie d’activation, l’énergie minimum nécessaire au démarrage de la réaction chimique de combustion. elle est apportée par une source de chaleur, une étincelle…
qui constituent le triangle du feu.
- L’absence d’un des trois éléments empêche le déclenchement de la combustion.
- La suppression d’un des trois éléments arrête le processus.
- Le feu s’éteint de lui-même, s’il n’y a pas assez de comburant, si le combustible manque ou si le foyer est refroidi.
Classification par état
Les combustibles peuvent être classé en combustibles solide, combustible liquide, combustible gazeux.
A chaque état correspond:
- certains type de stockage et de transport ainsi que les précautions incendie et sanitaires y afférant.
- un type d'appareil de chauffage (chaudière ou chauffe-eau, brûleur, corps de chauffe, etc.)
- des normes, législations et conventions de négoces particulières[3]
Les opérations de stockage et la manipulation des gaz et liquides combustibles se préoccupent des mesures de prévention à appliquer contre les risques d'incendie et d'explosion. Les autres risques sont liés à la toxicité et à l’écotoxicité des produits[1].
Combustible solide
Article connexe : Combustible solide.Combustible liquide
Article connexe : Combustible liquide.Combustible gazeux
Article connexe : Gaz combustible.Sources primaires
La plupart des matières d'origine organique sont des combustibles. Par exemple, le bois (20 000 kilojoules par kilo), le charbon, le pétrole (42 000 kilojoules par kilo pour l'essence) sont des combustibles.
On distingue:
Combustibles organiques
Article détaillé : Combustible organique.Les combustibles organiques sont le bois, le gaz naturel, le pétrole et ses dérivés, etc.
Bois de chauffage
Article détaillé : Bois énergie.Combustibles fossiles
Article détaillé : Combustible fossile.Les combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz...), issus de matières organiques préhistoriques fossilisées. Leur combustion rejette dans l'atmosphère du dioxyde de carbone (CO2) qui provient de la combinaison d'atomes de carbone issus du sous-sol et d'oxygène atmosphérique. Ces rejets de CO2 participent à l'effet de serre et aux changements climatiques actuels.
Biocombustible
Article détaillé : biocombustible.Les biocombustibles (biocarburants liquides, copeaux ou granulés de bois, céréales et autres aspects de la biomasse), issus de plantes vivantes. Leur combustion présente un bilan CO2 beaucoup plus faible (pour autant qu'on replante ce qui a été coupé) puisqu'elle rejette le CO2 atmosphérique qu'ils ont accumulé au cours de leur croissance par photosynthèse. C'est donc une énergie renouvelable, mais pas non-polluante.
Combustible nucléaire
Article détaillé : combustible nucléaire.On parle aussi de combustible nucléaire pour désigner les matières utilisées pour produire de l'énergie par fission dans les centrales nucléaires, bien qu'il ne s'agisse pas d'une réaction de combustion.
Teneur énergétique
Teneur énergétique de quelques combustibles (pour utilisation finale) et table de conversion[4]:
Produit énergétique kJ (PCI) kgep (PCI) kWh (PCI) 1 kg de coke 28500 0,676 7,917 1 kg de charbon maigre 17200 — 30700 0,411 — 0,733 4,778 — 8,528 1 kg de briquettes de lignite 20000 0,478 5,556 1 kg de lignite noir 10500 — 21000 0,251 — 0,502 2,917 — 5,833 1 kg de lignite 5600 — 10500 0,134 — 0,251 1,556 — 2,917 1 kg de schiste bitumineux 8000 — 9000 0,191 — 0,215 2,222 — 2,500 1 kg de tourbe 7800 — 13800 0,186 — 0,330 2,167 — 3,833 1 kg de briquettes de tourbe 16000 — 16800 0,382 — 0,401 4,444 — 4,667 1 kg de fioul lourd 40000 0,955 11,111 1 kg de fioul domestique 42300 1,010 11,750 1 kg de carburant (essence) 44000 1,051 12,222 1 kg d'huile de paraffine 40000 0,955 11,111 1 kg de gaz de pétrole liquéfié 46000 1,099 12,778 1 kg de gaz naturel (à 93% de CH4) 47200 1,126 13,10 1 kg de gaz naturel liquéfié 45190 1,079 12,553 1 kg de bois[5]. (à 25 % d'humidité) 13800 0,330 3,833 1 kg de granulés de bois (pellets)
/de briques de bois16800 0,401 4,667 1 kg de déchets 7400 — 10700 0,177 — 0,256 2,056 — 2,972 1 MJ de chaleur dérivée 1000 0,024 0,278 1 kWh d'énergie électrique 3600 0,086 1[6] Voir aussi
Articles connexes
Références
- [Matthieu Mairesse et Jean-Michel Petit, service Risque chimique et protection individuelle, INRS, Paris. Gaz et liquides combustibles Réglementation pour le stockage et l’utilisation. Sur le site bip.cnrs-mrs.fr
- GUIBET Jean-Claude. Combustibles liquides. Techniques de l'ingénieur. Génie énergétique. 1998, vol. 3, noBE8546, pp. BE8546.1-BE8546.20 sur le site cat.inist.fr
- Convention collective nationale du négoce et de distribution de combustibles solides, liquides, gazeux, produits pétroliers du 20 décembre 1985. Etendue par arrêté du 23 juillet 1990 JORF 8 août 1990. sur cnccorg.com
- pour l'Europe, données Eurostatretenues par le projet de directive européenne relative à l’efficacité énergétique et abrogeant les directives 2004/8/CE et 2006/32/CE, sachant que les États membres peuvent appliquer « des facteurs de conversion différents à condition de pouvoir les justifier »
- Chaque États membres peut en Europe appliquer d'autres valeurs (à justifier) selon le type de bois majoritairement utilisé sur son territoire
- S'applique lorsque les économies d'énergie sont calculées en termes d'énergie primaire selon une approche ascendante fondée sur la consommation d'énergie finale. Pour les économies d'électricité en kWh, les États membres peuvent appliquer un coefficient par défaut de 2,5, ou un autre coefficient à condition de pouvoir le justifier.
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