Page 215 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie Il ■ Chimie organique descriptive

8.2.3 Combustion-Oxydation

Les alcanes peuvent réagir de deux façons avec le dioxygène :

a) Ils sont combustibles
Leur combustion, comme celle de tous les hydrocarbures, provoque la rupture de toutes les liai-
sons C-C et C-H; les produits sont le dioxyde de carbone et l'eau:

Cette réaction n'a pas d'intérêt du point de vue chimique, mais elle a un très grand intérêt pratique
en raison de son caractère fortement exothermique. Elle est à la base de toutes les utilisations des
alcanes comme sources d'énergie.
Les alcanes gazeux (méthane naturel, propane, butane) ou liquides (fuel, ou « fioul », mazout) sont
très largement utilisés comme combustibles. La chaleur obtenue est utilisée soit directement (cuisson,
chauffage), soit indirectement pour la production d'électricité, via la production de vapeur, dans les
centrales thermiques. La combustion des carburants (essence, gas-oil ou « gazole », kérosène) dans les
moteurs «à combustion interne» produit d'autre part une grande partie del' énergie mécanique que nous
utilisons, soit pour les transports (cyclomoteurs, motos, autos, camions, autocars, avions, bateaux ...),
soit pour la réalisation de travaux divers (tronçonneuses, tondeuses à gazon, engins de chantier. ..).

Deux types de combustion
Ces diverses applications reposent sur deux modes différents de combustion. La combustion
progressive, relativement lente, est celle qui se produit dans un briquet, un réchaud, un chalumeau
ou une chaudière ; elle ne produit que de la chaleur. On l'obtient en ne réalisant la mise en présence
des deux réactifs (l'alcane et le dioxygène de l'air) que progressivement, dans un « br@leur »
alimenté en alcane seulement au fur et à mesure que la combustion a lieu.
La combustion explosive a lieu lorsque l'alcane, gazeux ou « vaporisé » en très petites goutte-
p lettes, est mélangé à l'avance avec le volume de dioxygène (ou, usuellement, d'air) nécessaire à sa

combustion. Celle-ci, déclenchée par une flamme, une étincelle ou un fort échauffement a lieu en
chap. 5,
§ 5.2.2 un temps extrêmement court et la chaleur produite ne peut se dissiper immédiatement dans le
milieu ambiant. Il en résulte donc une très brusque élévation de température des gaz produits par
la réaction (CO,, vapeur d'eau), qui se dilatent très violemment, produisant un effet d'explosion.
Ce régime de combustion s'observe dans les « coups de grisou», dus à la présence de méthane
dans l'atmosphère des mines, et dans les cylindres des moteurs «à explosions». Dans ce dernier
cas, l'élévation de température dans le cylindre produit une élévation de pression des gaz de
combustion, qui repoussent le piston.

b) L'oxydation ménagée

Les alcanes peuvent aussi, en présence de catalyseurs divers, subir une oxydation ménagée par le
dioxygène del' air. Ces réactions, uniquement industrielles, font apparaître diverses fonctions oxygé-
nées, alcools et acides en particulier. On peut aussi considérer comme une oxydation du méthane sa
réaction à haute température avec la vapeur d'eau :
2 CH, +H,O >CO +3H,

chap. 15,
§ 15.5 Le mélange CO/H, ainsi obtenu a diverses utilisations, entre autres la synthèse du méthanol.

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