Aperçu sur la Combustion des carburants Notions de base Carburant www.websavoir.net Carburant Comburant Energie d’activation Aperçu sur la Combustion des carburants Notions de base

C’est quoi un CARBURANT? www.websavoir.net C’est quoi un CARBURANT? Un carburant est un combustible qui est un composé chimique qui, avec un comburant (comme l’oxygène dans l’air) et de l'énergie (une étincelle électrique), se consume dans une réaction chimique générant de la chaleur, c’est la combustion. On utilise les carburants pour faire fonctionner les moteurs à combustion interne et ce en transformant l'énergie chimique, qui est le résultat de la transformation de la matière (réaction chimique), qu’ils contiennent en énergie mécanique, cinétique et potentielle.

Compression Combustion Echappement Admission Détente www.websavoir.net C’est quoi un CARBURANT? Schéma de principe d’un moteur à combustion: Ce schéma montre les principaux éléments composants un moteurs à combustion interne. Bougie Culasse Compression Combustion Soupapes Echappement Admission Détente Piston Chemise Cylindre Le moteur à combustion interne fonctionne suivant un cycle composé de quatre phases ou quatre temps. Animation

C’est quoi un CARBURANT? www.websavoir.net C’est quoi un CARBURANT? La principale caractéristique des carburants c’est d'avoir une grande densité énergétique (quantité d’énergie par unité de volume) , c'est-à-dire qu’ils contiennent beaucoup d'énergie pour une masse ou un volume réduits, ce qui accorde au système motorisé une grande autonomie. Plusieurs produits pétroliers, c’est-à-dire des dérivés utilisables du pétrole brut issus de son raffinage,  sont utilisés comme carburants dans de nombreux moteurs.

C’est quoi un CARBURANT? www.websavoir.net C’est quoi un CARBURANT? Autres produits 11% Aperçu sur les principaux produits pétroliers Lubrifiants 1% Fuel lourd 4% Gazoline 46% Asphalte 3% Divers fuel 26% Jet fuel 9%

La combustion -principe- ! www.websavoir.net La combustion -principe- ! Quelque soit le moteur dit à explosion, il y a une combustion d’un carburant mélangé avec de l’air, cette combustion est la réaction chimique entre l’oxygène de l’air dit comburant et le carburant , d’où la consommation de carburant lors de la combustion.

La combustion -principe- ! www.websavoir.net La combustion -principe- ! Cette combustion a lieu, en fonction de la nature du carburant:  Essence: Par la compression dans un cylindre du mélange carburant-air et sa mise à feu par une étincelle via une bougie.  Diesel: Par une très fortement compression de l’air, toujours dans un cylindre, et l’injection du carburant via un injecteur (pas d’étincelle).

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Matière: D’une façon générale et schématique, la matière est composée de sphères dures microscopiques dits, atomes, tel que: Atome d'oxygène (O). Atome d'hydrogène (H). Atome de carbone (C). Atome de plomb (Pb). Atome d'azote (N). …

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Substance: Dans certaines substances, les atomes sont regroupés en molécules tel que:  La molécule d'eau (H2O) qui est composée de deux atomes d'hydrogène (H) et d'un atome d'oxygène (O).  La molécule de dioxyde de carbone (CO2) qui est composée de deux atomes d'oxygène (O) et d'un atome de carbone (C).

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Substance: Dans certaines substances, les atomes sont regroupés en molécules tel que:  Les molécules d'hydrocarbures (CnHm) sont constituées d'atomes de carbone (C) et d'atomes d'hydrogène (H).  NB: A chaque couple (n,m) correspond un hydrocarbure différent, ex le butane C4H10 , le propane C3H8 , le pentane C5H12 , éthane C2H6 , le méthane CH4 , l’acétone C3H6O. …

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! La réaction: En présence de plusieurs molécules et dans les conditions requises pour la réalisation d’une réaction chimique, cette dernière transforme les molécules présentes en d’autres molécules contenant les mêmes atomes mais regroupés différemment.

Mise en conditions requises pour la combustion www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! La réaction-Illustration-: Exemple H2O Soit deux molécule d’hydrogène et d’oxygène H2 et O2 Pour obtenir de l’eau on va faire réagir des molécule d’H et d’O conformément à la formule équilibrée suivante 2H2 + O2  2H2O Combustion en cours Mise en conditions requises pour la combustion H H2O Combustion terminée H H2O O

Mise en conditions requises pour la combustion www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! La réaction-Illustration-: Exemple combustion du propane C3H8 Soit deux molécules, propane C3H8 et d’oxygène O2 , en faisant réagir le propane avec l’oxygène, on obtent, conformément à la formule équilibrée suivante, C3H8 +5O2  3CO2+ 4H2O Combustion en cours C3H8 Mise en conditions requises pour la combustion CO2 Combustion terminée O2 H2O

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Exemples de réaction chimique (combustion): Nous avons vu que la combustion est une réaction chimique qui dégage de l'énergie sous forme de chaleur. La combustion d'une substance est obtenue en la faisant réagir avec du dioxygène (O2).

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Exemples de réaction chimique (combustion): Ex1: Lorsqu’une substance contenant des atomes d'hydrogène (H) réagit avec du dioxygène (O2), elle donne un produit de combustion contenant des atomes d'oxygène (O) et d'hydrogène (H) à savoir le H2O dit oxyde d'hydrogène, qui n’est autre que de l’eau.

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Exemples de réaction chimique (combustion): Ex2: La réaction d’une substance contenant des atomes de carbone (C) avec du dioxygène (O2), donne un produit de combustion qui contient des atomes d'oxygène (O) et des atomes de carbone (C) qu'on appelle oxyde de carbone et qui peut être soit du monoxyde de carbone (CO), soit du  dioxyde de carbone (CO2).

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Exemple de réaction chimique (combustion): NB: Danger du CO & du CO2 sur la santé & l’environnement  En fonction de la quantité inhalée, le CO peut être mortel ou laisser des séquelles neurologiques irréversibles.  Le CO2 est responsable de l'augmentation de l'effet de serre dont, entres autres, les conséquences suivantes: - Réchauffement de la planète (entre 1,5 et 6°C) et par suite, la fonte des calottes glacières, la hausse du niveau de la mer etc. - Bouleversement des climats avec des perturbations du régime des précipitations.

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Exemples de réaction chimique (combustion): Ex3: Lorsqu’on fait réagir une substance contenant des atomes d'azote (N) avec du dioxygène (O2), on obtient un produit de combustion qui contient des atomes d'azote (N) et des atomes d'oxygène (O) qu'on appelle le dioxyde d'azote (NO2). La quantité de NO2 obtenue par cette réaction est proportionnelle à la température de la combustion.

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Exemples de réaction chimique (combustion): NB: Danger du NO2 sur la santé & l’environnement  Le NO2 est dangereux pour la santé surtout pour les asthmatiques et les enfants, en effet, il déclenche des crises d’asthme pour les premiers et il augmente la sensibilité des bronches aux infections pour les deuxièmes.  Il est aussi polluant, en effet, il mène à la formation des pluies acides et à la formation de l'ozone troposphérique (O3).

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Combustion complète & incomplète: Combustion complète: On dit que la combustion est complète quant la quantité d’oxygène est suffisante. Exemple si la quantité d’oxygène entrant dans la réaction est suffisante on obtient : A l’issue de la combustion du carbone, uniquement du CO2. A l’issue de la combustion d'un hydrocarbure, uniquement du CO2 et du H2O.

La combustion -réaction chimique- ! www.websavoir.net La combustion -réaction chimique- ! Combustion complète & incomplète: Combustion incomplète: On dit que la combustion est incomplète quant la quantité d’oxygène est insuffisante. Exemple si la quantité d’oxygène entrant dans la réaction est insuffisante: La combustion du carbone donne du CO2 et du CO. La combustion d'un hydrocarbure produit du CO, du CO2, l'H2O et des hydrocarbures imbrûlés hc.

Combustion & Performance moteur www.websavoir.net Combustion & Performance moteur Le rendement et la performance d’un moteur à explosion sont fonction du niveau de combustion, en effet: Une combustion complète  Un rendement moteur important. Un rendement important  Un moteur plus performant. Un moteur plus performant  Une faible consommation de carburant.

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