Quelle chaleur dégage un feu ?

Les scientifiques définissent le feu comme une réaction chimique d’un matériau qui perd ses électrons extrêmement vite (on dit qu’il s'oxyde) et la production d’une flamme issue de cette oxydation. C’est une réaction chimique exothermique qui produit et dégage de la chaleur en dégradant un combustible (on dit qu’il se décompose par pyrolyse pour une substance solide, par inflammation directe pour les gaz ou encore par vaporisation pour les liquides).

En plus de créer de la chaleur, le feu peut produire de la lumière, des sous-produits chimiques issus de la combustion de la matière ou des gaz, et même du son ! (Bon, ce ne sera jamais David Guetta non plus). 🎶

Le triangle du feu sert très souvent à illustrer le phénomène qui intervient pour créer du feu.

Il faut trois éléments (un peu comme la triforce dans Zelda, mais on s'éloigne du sujet) : 

Si le bois (un combustible) et l’oxygène (un comburant) coexistent dans la nature sans embraser l’atmosphère, c’est justement parce qu’il n'y a pas d'étincelles (une source d'énergie qui produit de la chaleur) pour créer la flamme de la passion.

Comme si cela n’était pas assez compliqué, et grâce aux découvertes de la science, une nouvelle condition a été ajoutée : la présence de radicaux libres qui sont des atomes ou des molécules possédant au moins un électron un peu rebelle qui leur confère une grande instabilité. Ce sont ces radicaux libres qui permettent à la combustion de durer dans le temps et de produire la réaction en chaîne qui permet au feu de s’auto-alimenter.

C’est cet ajout qui transforme le triangle en tétraèdre (pyramide en trois dimensions avec 4 faces triangulaires).

Il est à noter que la gravité permet aussi la continuité du feu en alimentant les flammes en oxygène car l’oxygène ne se déplace pas naturellement. Sans gravité, le feu consumerait tout le comburant disponible autour de lui et finirait donc par s'éteindre. 

En résumé, pour faire un feu il faut 🧑‍🍳: 

Le feu peut être bleu, vert, jaune ou encore orangé. 

Si la température d’un feu peut grandement varier (de 200°C à presque 5000°C !), un feu bleu est en général autour de 2000°C tandis qu’un feu jaune et rouge avoisine les 1000°C. Cette température varie en fonction de la quantité d’oxygène disponible et de la source de carburant.

La chaleur du bois qui brûle dans une cheminée se situe entre 700 et 800°C au moment des flammes. Une braise, qui correspond à du bois qui brûle dans une autre forme de combustion, produit une chaleur plus constante et se situe entre 1000 et 1800°C. De plus, et contrairement à la pyrolyse, cette chaleur ne dégage presque aucun gaz toxique.

Si des milliers de combustibles existent (presque tout peut brûler plus ou moins facilement), le principal qui vient à l’esprit est bien entendu le bois. Alliant à la fois une bonne chaleur et une pyrolyse assez lente de la matière (mais si, souvenez-vous, la dégradation de la matière solide qui entraîne de la chaleur), le bois est le combustible parfait pour se chauffer, et ce, depuis des millénaires. 

Chez Ekwateur, en plus de proposer l’achat de bois de chauffage, on vous explique leurs propriétés et les températures maximales qu’ils peuvent atteindre selon le bois choisi. 

La puissance du feu est exprimée en Watts. Cela représente la quantité d'énergie thermique (que l’on appelle Joules) dégagée par seconde : 5 Watts équivalent donc à 5 joules par seconde.  Par exemple, une bougie est en moyenne à 80 Watts alors qu’un matelas double en train de brûler est à 4 Mégawatts, soit 4000 Kilowatts. Pour se chauffer, il existe des poêles à bois ou à granulés, des chaudières, ou encore la bonne vieille cheminée.

Les pellets sont composés de chutes de bois compactés et ont une forme cylindrique de quelques centimètres. En plus de trouver une utilité à des bois qui étaient jetés auparavant, les granulés représentent une très bonne manière de se chauffer grâce à leur grand pouvoir calorifique (ils dégagent une forte chaleur lors de la combustion).  Les granulés d’excellente qualité sont en général certifiés ENplus et assurent un rendement compris en 4,6 kWh/kg et 5.3 kWh/kg.

Source énergétique renouvelable, les granulés sont une solution viable pour se chauffer, que ce soit avec un poêle à granulés ou une chaudière. Comme tout feu de foyer qui n’a pas de vent pour augmenter sa température, il fait entre 700 et 800 C° au cœur du foyer si les flammes sont présentes. En cas de braises, la température peut monter à 1800°C.

Produites sur le même modèle que les granulés, les bûches de bois compressé allient le meilleur des deux mondes. Presque aussi grosses que des bûches de bois et aussi écologiques et efficaces que les pellets. Avec un pouvoir chauffant très légèrement inférieur aux granulés, les bûches compressées restent une solution de premier choix pour se chauffer via une chaudière à bois ou une cheminée d’antan.

Sans aucun doute l'ancêtre de tous les systèmes de chauffage, la bûche de bois sec continue de faire le job. Plus encombrant que les granulés, le bois sec est souvent stocké en exterieur . Pour autant, avec une puissance de près de 3,9 kWh/kg, il reste indémodable. Ici encore, la température du foyer peut varier en fonction de la prise d’air, de la combustion du bois et de la réfraction de la chaleur sur la cheminée, le poêle, ou la chaudière. 

Le feu est fascinant et permet à l'humanité de se chauffer depuis des milliers d’années. Si aujourd'hui les techniques ont évolué, le principe reste le même. Le bois demeure plus que jamais une solution durable et efficace (les chaudières à bois et à granulés bénéficient du label RGE (Reconnu Garant de l'Environnement), écologique, et saine pour se chauffer… et même se rafraîchir ! En effet, une équipe de recherche de la Ludwig-Maximilians-Universität de Munich a réussi à créer des granulés et des bûches qui refroidissent l’air en brûlant ! Mais ça, c’est une autre histoire ! 😉