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flamme = plasma ?




  1. #1
    redox

    flamme = plasma ?

    Salut , je voudrais savoir si les flammes créee par la combustion d'un corps , comme un feu de bois est un plasma ,un gaz ionisé

    -----


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  3. #2
    mariposa

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par redox Voir le message
    Salut , je voudrais savoir si les flammes créee par la combustion d'un corps , comme un feu de bois est un plasma ,un gaz ionisé
    .
    Tout a fait. une flamme, qui est très chaude, est un plasma donc constitué de molécules neutres et ionisées et dissociées et bien sûr des électrons libres qui se recombinent pour émettre de la lumière.

  4. #3
    1+1=3

    Re : flamme = plasma ?

    Bonjour et merci mariposa,

    Même si ce n' est pas ma question, ta réponse m' évite de me truturer la tête; cela fait longtemps que je souhaitais avoir une petite idée sur la question et je vais donc pouvoir continuer à approfondir!


  5. #4
    redox

    Re : flamme = plasma ?

    Merfi ,mais le rayonnment ne ce limite pas au visible non ? Le fait que la flame me chauffe sans contact me fait penser a un rayonnement thermique

  6. #5
    mariposa

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par redox Voir le message
    Merfi ,mais le rayonnment ne ce limite pas au visible non ? Le fait que la flame me chauffe sans contact me fait penser a un rayonnement thermique
    .
    Absolument. On pourrait tres approximativement considéré que la flamme est celle de l'émission d"un corps noir ( loi de Stéfan) et rayonne donc dans un large spectre et notamment de l'infrarouge qui correspond à la sensation de chaleur.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    redox

    Re : flamme = plasma ?

    Merci pour ces précisions.

  9. #7
    Emloy

    Re : flamme = plasma ?

    Bonjour à tous,
    j'aurai souhaiter savoir si l'on peut considérer les flammes comme des plasmas ? En effet certains affirment que oui, d'autres affirment que non et certains disent que cela dépend. Je suis un peu perdu dans tout ça. J'ai cru comprendre qu'une flamme est un plasma à partir d'une certaine température. Mais on m'a aussi dit que les flammes sont légèrement ioniées. Dans ces cas là, est il possible qu'une flamme soit ionisée sans être un plasma ?
    Merci de m'éclairer sur ce point.

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  11. #8
    Gilbert_Godasse

    Re : flamme = plasma ?

    Les flammes ne sont, généralement, pas un plasma. Les couleurs que l'on voit proviennent de la combustion de l'oxygène avec le carburant. Les flammes sont donc une mixture de gaz qui réagissent chimiquement. Sous des conditions de très hautes température , il est possible que les gaz en question deviennent très ionisés ce qui peut donc créer, du moins localement, un plasma. Pour obtenir ces conditions extrêmes, il faut soit être sur une étoile ou bien les créer artificiellement en laboratoire.

    Mais en général, une flamme ce n'est pas du tout un plasma, c'est juste un gaz chaud qui émet de la lumière via des réactions chimiques de combustion.

    En passant, la foudre est un plasma. Elle chauffe l'air à plus de 30 000o C et l'ionise complètement.

  12. #9
    obi76

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    .
    Absolument. On pourrait tres approximativement considéré que la flamme est celle de l'émission d"un corps noir ( loi de Stéfan) et rayonne donc dans un large spectre et notamment de l'infrarouge qui correspond à la sensation de chaleur.
    Je me permets une précision :

    Le lieu où se produit la réaction chimique produit un rayonnement qui n'est pas du tout celui d'un corps noir. Il dépend des énergies de recombinaisons des différents composés intervenant lors de la réaction (un peu plus de 400 pour le méthane, pas loin de 800 à 1000 pour du n-heptane d'après les tables). pour une bougie par exemple, c'est la partie bleutée juste autour de la mèche (en fait c'est du bleu, de l'UV etc). Au delà de cet endroit il ne se produit pas (ou très peu, cf Arhénius) de réactions chimique. L'épaisseur de la flamme est de l'ordre de quelques microns.

    Le rayonnement qui pourrait être assimilé à celui d'un corps noir est celui émit par les suies chauffées (la partie jaune de la flamme en général), donc généralement en cas de combustion incomplète (accumulation de suies, donc en général un mélange riche qui fait que tout le carbone n'est pas oxydé et s'agglutine pour donner de la fumée).

    C'est simplifié mais grosso-modo c'est l'idée principale qu'il faut en retenir

  13. #10
    mariposa

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par Gilbert_Godasse Voir le message
    Les flammes ne sont, généralement, pas un plasma. Les couleurs que l'on voit proviennent de la combustion de l'oxygène avec le carburant. Les flammes sont donc une mixture de gaz qui réagissent chimiquement. Sous des conditions de très hautes température , il est possible que les gaz en question deviennent très ionisés ce qui peut donc créer, du moins localement, un plasma. Pour obtenir ces conditions extrêmes, il faut soit être sur une étoile ou bien les créer artificiellement en laboratoire.

    Mais en général, une flamme ce n'est pas du tout un plasma, c'est juste un gaz chaud qui émet de la lumière via des réactions chimiques de combustion.

    En passant, la foudre est un plasma. Elle chauffe l'air à plus de 30 000o C et l'ionise complètement.
    Bonjour,

    On caractérise un plasma par 2 paramètres: La température électronique Te et la densité électronique ne.

    Dans la plupart des livres de physique des plasmas on presente en introduction les différents types de plasmas.


    Les flammes sont caractérisées par une température électronique d 'environ 10*3 K pour une densité comprise entre 10*8 et 10*10 electrons/cm3.

    Pour la foudre c'est 10*5K pour une densité 10*17-10*18 électrons/cm3

  14. #11
    Gilbert_Godasse

    Re : flamme = plasma ?

    Merci pour les précisions, mais je connais déjà très bien la physique des plasmas (je suis étudiant au cycle supérieur en physique). Je voulais éviter les technicalités afin de répondre simplement à la question de redox !

    Pour qu'on ait un plasma, il faut que la densité électronique soit comparable à la densité d'atomes dans le gaz. Pour une flamme, c'est rarement le cas. Néanmoins, certaines parties de la flamme peuvent être appelées "Plasma", mais on joue pas mal avec les mots. C'est une question de définition! (est-ce que Platon est une planète, etc..). Pour moi, une flamme n'est pas un plasma.

  15. #12
    mariposa

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par Gilbert_Godasse Voir le message

    Pour qu'on ait un plasma, il faut que la densité électronique soit comparable à la densité d'atomes dans le gaz. Pour une flamme, c'est rarement le cas. Néanmoins, certaines parties de la flamme peuvent être appelées "Plasma", mais on joue pas mal avec les mots. C'est une question de définition! (est-ce que Platon est une planète, etc..). Pour moi, une flamme n'est pas un plasma.
    Bonjour,

    Ta définition d'un plasma est très personnelle et ne correspond en rien à la réalité. On parle de plasma parce que qu'il existe des propriétés particulières qui nécessitent une appelation nouvelle.

    Pour ne prendre qu'un exemple il existe des excitations collectives que sont les oscillations de plasma qui est une propriété singulière rattachée à l'interaction de Coulomb à longue portée.

    Celle-ci opère dans les semiconducteurs avec une concentration de 10*18 électrons/cm3 pour 10*23 atomes neutres.

    Cet exemple montre que les plasmas ne nécessitent pas du tout que toutes les espèces soient ïonisées, loin de là et en plus on peut avoir un plasma dans un milieu solide. Pour le fun les oscillations de plasma dont je parle sont quantifiées et on les appellent plasmons.

    Pour revenir aux flammes il ne s'agit pas de dire qu'une flamme ce n''est qu'un plasma, mais de dire que dans une flamme il y a de la physique des plasmas. C'est une nuance de taille.

  16. #13
    predigny

    Re : flamme = plasma ?

    Est-ce qu'une flamme est sensible à un fort champ magnétique ? Si oui, j'aurais dit (naïvement) qu'il y a des aspects plasma dans la flamme.

  17. #14
    obi76

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par Gilbert_Godasse Voir le message
    Merci pour les précisions, mais je connais déjà très bien la physique des plasmas (je suis étudiant au cycle supérieur en physique).
    Je me permets de rajouter que ce n'est en rien un argument quant à tes connaissances en physique des plasmas. J'ai le niveau d'étude d'un doctorant en biologie génétique et pourtant je ne connais rien en génétique....

  18. #15
    pepejy

    Re : flamme = plasma ?

    bonjour,

    non, je ne suis une nouvelle fois pas d'accord, une flamme n'est pas un plasma. Même, s'il y a des ionisations, elles sont insuffisantes, pour caractériser un plasma, de plus il n'y aucun compotement collectif, même si il existe une densité électronique.

    Bonne année à tous

  19. #16
    obi76

    Re : flamme = plasma ?

    Je cite (Wikipedia)

    Un plasma est une phase de la matière constitué de particules chargées, d'ions et d'électrons
    Bref, une flamme étant contituée d'ions, c'est un plasma. POINT.

  20. #17
    mariposa

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par pepejy Voir le message
    bonjour,

    non, je ne suis une nouvelle fois pas d'accord, une flamme n'est pas un plasma. Même, s'il y a des ionisations, elles sont insuffisantes, pour caractériser un plasma, de plus il n'y aucun compotement collectif, même si il existe une densité électronique.

    Bonne année à tous
    Bonne année à toi aussi.

    Pour moi un plasma c'est un gaz de particules chargées caractérisée par une densité et une température.

    Quelle est ta définition que tu proposes?

    Par ailleurs je repète: Une flamme posséde des caractéristiques d'un plasma (voir "ma" définition) ce qui ne veut pas dire que la physique d'une flamme se ramène uniquement à de la physique de plasma.

    Sur la physique des flammes voir: Feu et flammes de Louis Boyer chez Belin-Sciences.

  21. #18
    Astérion

    Re : flamme = plasma ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par predigny Voir le message
    Est-ce qu'une flamme est sensible à un fort champ magnétique ? Si oui, j'aurais dit (naïvement) qu'il y a des aspects plasma dans la flamme.
    Il y a aussi une autre manip marrante à réaliser:
    C'est de mettre deux grands disques conducteurs en vis à vis (condensateur) et de placer une flamme de briquer au milieux.
    Il faut aussi une ddp assez importante. On pourrait p'être voir la flamme se "courber".
    Celà permettrait "d'observer" le comportement conducteur de la flamme.

    Citation Envoyé par Gilbert_Godasse
    Les flammes ne sont, généralement, pas un plasma. Les couleurs que l'on voit proviennent de la combustion de l'oxygène avec le carburant. Les flammes sont donc une mixture de gaz qui réagissent chimiquement. Sous des conditions de très hautes température , il est possible que les gaz en question deviennent très ionisés ce qui peut donc créer, du moins localement, un plasma. Pour obtenir ces conditions extrêmes, il faut soit être sur une étoile ou bien les créer artificiellement en laboratoire.
    On peut raisonner sur la cinétique chimique. La réaction entre les carburants et comburants vont donner une multitude d'intermédiaires réactionnels (genre radicaux, ions). Celà veut dire qu'en un temps donner tu vas avoir un système partiellement ionisé.

    Au revoir.

  22. #19
    obi76

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Celà permettrait "d'observer" le comportement conducteur de la flamme.
    C'est beaucoup plus complexe que cela. Les gaz avant et après la flamme sont neutres, c'est dans la flamme que ça change. Le fait de créer un champ électrique dans lequel on met la flamme ne fait qu'influer la manière dont les composants acteurs de la combustion s'organisent lors de la propagation de cette flamme (vu qu'ils sont, eux, chargés). Une flamme pourrai conduire le courant mais de manière très anarchique. D'ailleurs le conditionnel n'est pas à utiliser ici, c'est du déjà vu (un pote est en thèse là dessus).

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    On peut raisonner sur la cinétique chimique. La réaction entre les carburants et comburants vont donner une multitude d'intermédiaires réactionnels (genre radicaux, ions). Celà veut dire qu'en un temps donner tu vas avoir un système partiellement ionisé.
    Tout à fait d'accord

  23. #20
    Astérion

    Re : flamme = plasma ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    C'est beaucoup plus complexe que cela. Les gaz avant et après la flamme sont neutres, c'est dans la flamme que ça change. Le fait de créer un champ électrique dans lequel on met la flamme ne fait qu'influer la manière dont les composants acteurs de la combustion s'organisent lors de la propagation de cette flamme (vu qu'ils sont, eux, chargés). Une flamme pourrai conduire le courant mais de manière très anarchique. D'ailleurs le conditionnel n'est pas à utiliser ici, c'est du déjà vu (un pote est en thèse là dessus).
    Je me suis mal exprimé, je pense. Je voulais dire: en présence de champ électrique, le fait que la flamme change de forme, signifie présence de charge. Je ne cherchais nullement à vouloir faire conduire un courant de manière "ordonnée" et mesurable.

    NB: si j'emploie le conditionnel c'est
    uniquement parce que je n'ai aucune source à donner (désolé je ne connais pas tous ce que font les gens). Cependant merci pour la source:
    Tu connais son labo? Il y a des images sur leur site?

    A plus.

  24. #21
    obi76

    Re : flamme = plasma ?


  25. #22
    Gilbert_Godasse

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Pour ne prendre qu'un exemple il existe des excitations collectives que sont les oscillations de plasma qui est une propriété singulière rattachée à l'interaction de Coulomb à longue portée.

    Celle-ci opère dans les semiconducteurs avec une concentration de 10*18 électrons/cm3 pour 10*23 atomes neutres.

    Cet exemple montre que les plasmas ne nécessitent pas du tout que toutes les espèces soient ïonisées,
    J'aimerais apporter une correction à ton exemple, il est faux.

    La fréquence plasma dans un semi-conducteur est associée à une excitation collective qu'on appelle un plasmon de surface. Ce n'est pas un plasma (le terme fréquence plasma provient de la physique des plasmas, mais dans le cas d'un semi-conducteur c'est très différent, le terme est conservé pour des raisons historiques)! C'est une oscillation que l'on peut caractériser par une fréquence modale et qui intervient dans divers processus physiques. Dans le solide, la fréquence plasma est associée à des phonons longitudinaux ( il s'agit en fait d'une onde de polarisation qui se propage dans le milieu ).

  26. #23
    Astérion

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par Gilbert_Godasse Voir le message
    J'aimerais apporter une correction à ton exemple, il est faux.

    Dans le solide, la fréquence plasma est associée à des phonons longitudinaux ( il s'agit en fait d'une onde de polarisation qui se propage dans le milieu ).
    Bonjour,

    A mon avis, je te conseille d'aller regarder ce qu'est exactement un plasmon de surface.
    L'énergie caractéristique des phonons est celle de Debye étant de l'ordre de 25meV
    L'énergie de résonance des plasmons est au moins de l'ordre de 1 eV )
    Les énergies mises en jeu ne sont pas les mêmes....

    Les plasmons sont des excitations collectives électroniques.
    Les phonons sont des excitations collectives de vibration du réseau.

    Au revoir

  27. #24
    ketchupi

    Re : flamme = plasma ?

    Citation Envoyé par Gilbert_Godasse Voir le message
    J'aimerais apporter une correction à ton exemple, il est faux.

    La fréquence plasma dans un semi-conducteur est associée à une excitation collective qu'on appelle un plasmon de surface. Ce n'est pas un plasma (le terme fréquence plasma provient de la physique des plasmas, mais dans le cas d'un semi-conducteur c'est très différent, le terme est conservé pour des raisons historiques)! C'est une oscillation que l'on peut caractériser par une fréquence modale et qui intervient dans divers processus physiques. Dans le solide, la fréquence plasma est associée à des phonons longitudinaux ( il s'agit en fait d'une onde de polarisation qui se propage dans le milieu ).
    Bonjour,

    Personnellement, je ne vois pas en quoi la définition de Mariposa est fausse. Au contraire, je la trouve raisonnable, et la définition qu'elle (ou il ?) donne d'un plasma (caractérisation Te, ne, propriétés particulières) me semble vraiment pertinente pour un concept aussi poussé résumé en une phrase.
    Par ailleurs, deux réponses m'ont interpelées dans tout ce qui a été dit :
    - Mariposa : une flamme est un plasma avec des température et densité électronique données.
    - Gilbert : La flamme est un état dans lequel un ou plusieurs corps réagissent chimiquement lors d'une combustion.
    J'aimerais noter que pour moi, ces deux définitions ne s'excluent pas.

    On pourrait très bien définir une flamme de la façon suivante :
    Une flamme est un gaz composé de plusieurs entités chimiques participant à une réaction de combustion. Elle est caractérisée par une densité de puissance, une température électronique et une densité électronique. Une flamme pourrait donc être classée dans la catégorie des plasmas thermiques faiblement ionisés.
    La couleur d'une flamme dépend de l'émissivité spectrale des espèces en présence.

    Est-ce que cela est convenable ?
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

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