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Bougie

Une bougie est constituée d’un bloc de stéarine enrobé de paraffine dont le centre est traversé par une mèche, en fil de coton tressé imbibée d'acide borique

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Description longue

Le principe du fonctionnement de la bougie repose sur un phénomène d'auto-alimentation.

Une bougie est constituée d’un bloc de stéarine enrobé de paraffine dont le centre est traversé par une mèche, en fil de coton tressé imbibée d'acide borique.

Lorsque l’on allume la bougie, l’air surchauffé fait fondre la stéarine à proximité. La stéarine fondue monte le long de la mèche par capillarité où elle se vaporise et se décompose en un gaz combustible au contact de la flamme. Ce gaz combustible, en s'oxydant rapidement dans l'air, entretient la flamme qui fait fondre la stéarine et la paraffine, ce qui permet au processus de continuer.

La paraffine, étant moins fusible que la stéarine, fond plus lentement, permettant la formation d'une coupelle au centre de laquelle se trouve la mèche. Ainsi, la bougie « coule » moins que les chandelles ou les cierges, ce qui permet une plus longue durée d'utilisation pour une quantité de matière donnée. Certains fabricants ménagent des cheminées dans le bloc de stéarine sur toute la longueur de la bougie, permettant ainsi à la stéarine fondue en excès de couler vers l'intérieur augmentant encore la durée d'utilisation.

La mèche d'une bougie est constituée d'une tresse de fils de coton qui se courbe en s'allongeant. L'extrémité de la mèche se trouve dès lors placée dans une partie extrêmement chaude de la flamme et exposée à l'oxygène. Elle va alors brûler et être réduite en cendre. L'acide borique qui imbibe la tresse sert de fondant en régissant avec les résidus de chaux présents dans la stéarine. Sans cela, la chaux engorgerait la mèche et diminuerait sa capillarité1. Avec les mèches tressées et imbibées, l'éclairage à la bougie est devenu automatique, permettant plusieurs heures d'éclairage sans aucune manipulation.

En partant de la mèche, en allant vers le haut, la flamme d'une bougie comporte trois parties distinctes. Juste au-dessus de la mèche, se trouve une zone sombre qui correspond à l'échappement des gaz combustibles. Elle est suivie d'une zone bleue étroite dans laquelle les gaz combustibles entrent en contact avec l'oxygène de l'air et où se produit la combustion, la température de cette zone est d'environ 1 200 °C. Cette combustion est incomplète et laisse dans la troisième zone un résidu de particules de carbone qui sont chauffées à 1 500 °C par la combustion. C'est cette partie de la flamme qui est la partie éclairante d'une bougie. À mesure que les gaz et les particules s'élèvent vers le haut dans la flamme, leur température baisse et la couleur vire à l'orange et au rouge. Par principe une bougie produit des suies.

Une bougie s'éteint lorsque l'on souffle sur sa flamme car on rompt le triangle du feu ce qui stoppe instantanément sa combustion. Dans une chambre de combustion, on retrouve également ce terme de « flamme soufflée » lorsque le mélange carburant–air est trop pauvre. L'odeur de bougie que l'on perçoit à l'extinction d'une bougie est celle des gaz combustibles qui continuent de s'échapper de la mèche tant qu'elle reste suffisamment chaude pour fondre la stéarine. C'est également l'émanation de ce gaz qui permet de rallumer la bougie encore chaude à distance.

La cire à bougie passe gazeuse vers les 900 °C.

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