6 • Combustion
241
6.1 Notions générales
sur la combustion
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
La réaction étant équilibrée et connaissant l’état (liquide ou gazeux) des
différents réactifs et produits, on peut ainsi facilement calculer le nombre de moles dans les différentes phases dans le flux des réactifs et des
produits s’il s’agit d’un écoulement permanent en système ouvert.
Généralement, la combustion ne s’effectue pas à partir d’oxygène pur
mais à partir d’air. Dans le cas le plus général de combustion, on dispose
d’un combustible (solide, liquide ou gazeux) qui peut être du carbone
(charbon sous ses différentes formes ou bois), un hydrocarbure (essence
à base essentiellement d’octane, C 8 H 18 ou diesel à base essentiellement
de dodécane, C 12 H 26 ) ou un liquide tel le méthanol ou l’alcool (biocarburants, qui ne sont pas des alcanes) ou d’autres combustibles moins
utilisés. On dispose de plus d’un comburant oxydant : généralement de
l’air ou de l’oxygène pur.
Lorsque l’oxydant est de l’air, il faut tenir compte de la composition de
l’air qui est de 21 % d’oxygène en volume et de 79 % d’azote en volume,
ce qui correspond à 3,76 moles d’azote pour 1 mole d’oxygène. La combustion complète d’un alcane en présence d’air s’écrit donc :
[6.6]
Si le combustible n’est pas un alcane, la même méthode s’applique. Par
exemple, pour la combustion complète du méthanol en présence d’air,
on commence par effectuer le bilan sur le carbone, ensuite on passe au
bilan sur l’hydrogène, ensuite on comptabilise les oxygènes et on termine en comptabilisant les azotes et on obtient :
[6.7]
Cette démarche donne la quantité exacte d’oxygène nécessaire pour que
la combustion soit complète. On dit en effet qu’une combustion est
complète si l’oxydation du carbone est totale (formation de dioxyde de
carbone et pas de monoxyde de carbone).
Si on utilise de l’air en excès, il y a présence d’air dans les produits et on
définit le taux d’air en excès, λ. Par exemple pour un alcane, on obtient :
2 2
2
2
2
2
2
3 1
3 1
C H
(O 3,76N )
CO
( 1)H O
3,76N
2
2
n
n
n
n
n
n
+
+
+
+
+
Æ
+ +
+
¥
3
2
2
2
2
2
3
3
CH OH
(O +3,76N )
CO + 2H O
3, 76N
2
2
+
Æ
+ ¥
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6.1 Notions générales
sur la combustion
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
La réaction étant équilibrée et connaissant l’état (liquide ou gazeux) des
différents réactifs et produits, on peut ainsi facilement calculer le nombre de moles dans les différentes phases dans le flux des réactifs et des
produits s’il s’agit d’un écoulement permanent en système ouvert.
Généralement, la combustion ne s’effectue pas à partir d’oxygène pur
mais à partir d’air. Dans le cas le plus général de combustion, on dispose
d’un combustible (solide, liquide ou gazeux) qui peut être du carbone
(charbon sous ses différentes formes ou bois), un hydrocarbure (essence
à base essentiellement d’octane, C 8 H 18 ou diesel à base essentiellement
de dodécane, C 12 H 26 ) ou un liquide tel le méthanol ou l’alcool (biocarburants, qui ne sont pas des alcanes) ou d’autres combustibles moins
utilisés. On dispose de plus d’un comburant oxydant : généralement de
l’air ou de l’oxygène pur.
Lorsque l’oxydant est de l’air, il faut tenir compte de la composition de
l’air qui est de 21 % d’oxygène en volume et de 79 % d’azote en volume,
ce qui correspond à 3,76 moles d’azote pour 1 mole d’oxygène. La combustion complète d’un alcane en présence d’air s’écrit donc :
[6.6]
Si le combustible n’est pas un alcane, la même méthode s’applique. Par
exemple, pour la combustion complète du méthanol en présence d’air,
on commence par effectuer le bilan sur le carbone, ensuite on passe au
bilan sur l’hydrogène, ensuite on comptabilise les oxygènes et on termine en comptabilisant les azotes et on obtient :
[6.7]
Cette démarche donne la quantité exacte d’oxygène nécessaire pour que
la combustion soit complète. On dit en effet qu’une combustion est
complète si l’oxydation du carbone est totale (formation de dioxyde de
carbone et pas de monoxyde de carbone).
Si on utilise de l’air en excès, il y a présence d’air dans les produits et on
définit le taux d’air en excès, λ. Par exemple pour un alcane, on obtient :
2 2
2
2
2
2
2
3 1
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C H
(O 3,76N )
CO
( 1)H O
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2
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n
n
n
n
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(O +3,76N )
CO + 2H O
3, 76N
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