LA FLAMME

658. Db la flamme. — Le gaz d'éclairage brûle avec flamme. Nous avons dit, en effet (tS6), que celle-ci est toujours un gaz ou une vapeur en combustion, mais la flamme du gaz d'éclairage n'est pas constituée comme celle d'un jet d'hydrogène brûlant dans l'oxygène ou dans l'air; car on n'a plus affaire, ici, à un corps simple qui brûle, mais bien à un corps composé. La flamme n'est plus homogène, c*està-dire qu'elle ne présente plus en tous ses points le même aspect; en l'examinant avec attention, on y distingue facilement trois parties : 1" une couche extérieure; 2° une couche moyenne; S» une couche intérieure.

Cette constitution de la flamme n'est du reste pas particulière au gaz de l'éclairage, elle est commune à tous les composés qui brûlent en se réduisant au préalable en matières gazeuses comme font une chandelle, une bougie, par exemple. En effet, dans ces dernières, la matière fondue qui monte par imbibition dans la mèche est tout d'abord décomposée par la chaleur, comme la houille que l'on distille, et transformée en produits carbures plus ou .moins complexes, mais gazeux à cette température, et dont il est bien facile de constater l'existence.

«59. — Tout d'abord, quand on éteint une bougie allumée en soufflant dessus, l'odeur désagréable que l'on perçoit est due à ces vapeurs

Fig. 123. — Gaz combustibles qui prennent naissance près de la mèche d'une bougie»

combustibles, et ce sont elles qui constituent le petit nuage blanchâtre qu'on voit s'élever au-dessus de la mèche ; la preuve en est que si,^

sans laisser à cette vapeur le temps de se refroidir, on approche une allumette enflammée à quelques centimètres de la mèche, on voit une petite traînée de flamme traverser F air et arriver jusqu'à la bougie qu'elle rallume.

On peut du reste aller prendre les vapeurs formées en Aa, au contact de la mèche, et les transporter plus loin à Faide d'un tube recourbé B disposé comme le montre la figure 125 ; elles passent en partie par ce tube et en sortent sous la forme d'une fumée blanche qu'on peut enflammer à son extrémité G, en produisant une flamme tout à fait semblable à celle qui brûle autour de la mèche.

6110. — Une mèche imbibée d'huile se comporte comme une chandelle ou comme une bougie, et un bec de gaz n'en diffère qu'en ce que la matière gazeuse qui se forme ici autour de la mèche, arrive toute formée à l'orifice de combustion ; le gaz combustible se forme dans les cornues de l'usine, tout comme en ka il se produit autour de la mèche, et on le transporte au loin par des tuyaux analogues au tube BC, à l'extrémité desquels il vient brûler quand on allume, comme il fait en G.

INIi. C^nstltatlon de la flamme d'im gttm composé. — La flamme d'une bougie, celles d'une chandelle, d'une lampe à huile, du gaz d'éclairage, etc., sont toutes constituées de la même manière. On y distingue : 1" à l'extérieur, une couche mince bleuâtre très chaude et presque invisible £1 (fig. 126), dans laquelle, au contact de Tair en excès, la combustion est complète, tout le charbon devient acide carbonique, tout l'hydrogène eau; il n'y reste aucun corps solide pour la rendre brillante {t«8); 2" une couche médiane B brillante et d'où vient la lumière; son état tient à ce que l'oxygène de l'air absorbé en partie par la première couche, n'arrivant que difficilement à la seconde, la combustion y est incomplète, et comme 8 grammes d'oxygène, en s'unissant à un d'hydrogène pour faire de Teau, dégagent plus de chaleur (29,2 calories) qu'en se combinant à 3 de charbon pour faire de l'acide carbonique (24,2 calories), l'hydrogène brûle de préférence en vertu du principe du travail maximum, et il reste des particules de charbon non brûlé, solides et incandescentes, qui rendent cette région de la flamme très éclairante ; 5" une partie centrale 0, obscure et très peu chaude, tient en réserve les gaz qui s'échappent de la mèche ou du tuyau de conduite et qui vont brûler un peu plus loin en I ou en E, car l'air et l'oxygène ne pénètrent pas jusqu'en 0. 66t. — L'existence de ces trois couches peut être mise en évidence d'une façon bien simple . par exemple avec la flamme d'une

Fig. 126.— Flamme d'un gaz composé.

DE LÀ ^LÂMHË. 26d

bougie; celle-ci brûlant dans un air tranquille de manière à ne pas être agitée, passons lentement au travers de la flamme une feuille de papier blanc et posons-la doucement sur Textrémité de la mèche; en ne Fy laissant qu'un instant très court et la retirant ensuite, on y trouve une petite tache de graisse au point où le papier a touché la mèche qui en est imprégnée ; autour de cette tache est un cercle blanc correspondant à la partie obscure de la flamme, au réservoir de gaz ou de vapeur; ce cercle blanc est enveloppé d'un anneau noir provenant du charbon contenu dans la couche brillante B et qui s'est déposé à Fétat de noir de fumée sur le papier froid ; enfin le papier s'enflamme autour de cet anneau noir dans les points qui correspondent à la portion E peu lumineuse mais très chaude de la flamme. C'est là une expérience bien facile à faire et qu'on réussit très bien après F avoir essayée deux ou trois fois*

INIS. — On peut encore montrer l'existence des trois couches à Faide de- la simple expérience que voici : si Fon place une bougie ou une chandelle au soleil de manière à lui faire projeter ombre sur une feuille de papier ou de carton, on aperçoit d'abord Fombre de la bougie et de la mèche, puis celle de la flamme elle-même ; or, celle-ci se compose de plusieurs portions inégalement opaques ; la partie extérieure et peu lumineuse de la flamme, donne une ombre très claire, et, au contraire, la région la plus obscure de Fombre correspond à la partie la plus brillante de la flamme. C'est donc cette dernière qui est la moins transparente, et ce sont précisément les particules de charbon incandescent disséminées à son intérieur, qui jouent le rôle d'écran et arrêtent en partie les rayons (Ju soleil.

•64. — La formation du charbon dans la partie brillante de la flamme est bien mise en évidence par l'anneau noir laissé sur le papier dans Fexpérience précédente, mais on peut aussi recueiflir ce charbon. Si Fon plonge dans la flamme le tube BC de la figure 125 en plaçant son orifice non plus près de la mèche, mais dans la zone brillante, on voit sortir par Fextrémité C une fumée épaisse et noire, précisément parce qu'elle eçt chargée de charbon sous la forme de poussière très fine ou de noir de fiimée ; c'est, nous Favons dit, sur la combustion incomplète de la flamme des corps riches en charbon qu'est fondée la préparation (iS9) du noir de fumée.

INI5. — Étant donnée une flamme homogène comme celle de Fhydrogène, on peut aisément la transformer en une flamme hétérogène présentant les trois couches que nous venons d'indiquer ; il suffit pour ^a de faire pénétrer à son intérieur un gaz composé capable de donner du charbon par sa combustion incomplète.

On réalise cette expérience au moyen d'un flacon à trois tubulures (fig, 127), dans lequel on prépare de l'hydrogène par Faction du zinc sur Facide sulfurique étendu (469) ; le gaz qui se dégage sort d'un côté

par un simple tube effilé A adapté à Tune des tubulures, et il brûle a^ec sa flamme ordinaire, homogène et peu éclairante, quand on l'enflamme

à Textrémilé de ce tube. La 3« tubulure porte un tube étiré par en haut, élargi à la base B, et dans le renflement duquel on introduit un tampon de coton imbibé d'une matière volatile riche en charbon, comme la benzine C«*H6; l'hydrogène qui sort par B emporte avec lui des vapeurs carburées et combustibles, aussi quand on présente une allumette enflammée à l'orifice effilé du tube B le gaz brûle avec une flamme hétérogène et éclairante qui présente les trois couches caractéristiques de la flamme des gaz composés.

INI6. —Quand on active la combustion du gaz de l'éclairage ou des lampes à huile de manière à la rendre plus complète, la flamme devient plus chaude, le charbon qui y reste est porté à un plus haut degré d'incandescence et, par suite, on rend la flamme plus éclairante ; ce résultat s'obtient au moyen de cheminées de verre disposées iaïutour de la flamme et qui déterminent la production d'un courant d'air; si celui-ci est trop énergique, la flamme est très chaude, mais comme presque tout le charbon est brûlé, elle manque d'éclat ; s'il est trop lent, le charbon non brûlé est en grande quantité, mais la flamme, trop peu chaude pour qu'il arrive à l'incandescence, devient fuligineuse et peu éclairante.

Il faut donc, si l'on veut obtenir le maximum d'éclat, régler le tirage de façon telle que la couche brillante soit étendue et riche en carbone, mais aussi que la combustion soit assez complète pour que la température développée porte ce carbone à une vive incandescence. ■

661. BefroldlMement d'uie flamme. — - La flamme étant produite par des gaz ou des vapeurs en combustion, et celle-Kîi n'ayant lieu qu'à une température élevée, on éteint une flamme en la refroidis* sant, ce qui peut se faire au moyen d'une toile métallique; si, en effet, on coupe transversalement une flamme avec une toile métallique à mailles serrées, celle-ci, qui est bonne conductrice de la chaleur, refroidit sufflsamment les gaz qui la traversent, pour que leur combinaison avec

Fig. 127.— Transformation d'une flamme homogène en flamme hétérogène.