Expériences sans gravité : des flammes froides ont été recréées dans l'espace !
Cela peut paraître irréel, mais les astronautes de la Station spatiale internationale ont réussi à créer des flammes froides particulières en condition de microgravité, et ils ont même des preuves photo. Les moteurs à combustion bénéficieront de cette avancée, et notre Planète aussi.
[EN VIDÉO] Kézako : comment se déroule la combustion ? Il sert à nous chauffer l’hiver, nous éclairer, à faire rouler nos voitures ou voler nos avions. Il est utilisé pour travailler les métaux ou encore pour faire la cuisine. Ce précieux allié, c’est le feu. Il est omniprésent dans notre société mais comment fonctionne exactement la combustion ? Unisciel et l’Université de Lille 1 nous dévoile, avec le programme Kézako, les secrets du feu.
Malgré l'oxymore à l'alliance des deux mots, les flammes froides sont bel et bien réelles. Bon, le nom est un peu mensonger, car leur température atteint tout de même les 400 degrés, mais elle reste vraiment inférieure à celle des flammes habituelles. Les bougies, par exemple, chauffent entre 800 et 1.400 degrés. Il est rare d'observer le phénomène des flammes froides dans la vie quotidienne, mais les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS) y sont parvenus, comme nous en informe la Nasa.
Researchers achieved a first aboard the @Space_Station: creating the first gas burning spherical cool flames. Improving our understanding of cool flames, flames that burn at extremely low temperatures, can have important economic consequences on Earth. https://t.co/XLYRvaeKWJpic.twitter.com/LpJVAmf8le
— ISS Research (@ISS_Research) July 16, 2021
Le saviez-vous ?
Pour une combustion, il existe deux types de flammes :
- Les flammes de diffusion, créées lorsque les deux réactifs (combustible et comburant) sont séparés, et entrent en contact par diffusion, comme lors du brûlage du bois.
- Les flammes de prémélange, où les deux réactifs sont mélangés, par exemple dans un chalumeau.
En 2012, des flammes froides de diffusion ont été créées sur l'ISS, à partir de combustible liquide. En 2021, dans le cadre du projet Cool Flames Investigation with Gases (CFI-G), les chercheurs ont réussi à recréer la même chose, mais cette fois-ci avec du combustible gazeux. C'était la première fois que des flammes froides à diffusion sphérique brûlaient des combustibles gazeux, et la réalisation n'a pas été des plus simples. C'est un phénomène unique, difficile à reproduire sur Terre.
En microgravité, la flamme brûle plus longtemps
Sur Terre, au fur et à mesure que le feu brûle, ses sous-produits s'éloignent de la flamme à cause de la gravité. Dans les conditions de l'ISS, ils restent plus longtemps proches, permettant à la réaction de les réutiliser, et ainsi durer plus longtemps. De plus, il n'y a pas d'air plus lourd ou plus léger sur la station, donc la flamme n'a pas la même forme que sur Terre.
Les implications
Le but des études sur les flammes froides est de mieux les comprendre et de modéliser leur fonctionnement. Réussir à les utiliser sur Terre permettrait la construction de moteurs à combustion améliorés. En effet, utiliser des processus à basse température permettra de réduire les émissions et l'usure du moteur, tout en augmentant son efficacité énergétique. Dans un contexte d'exploration spatiale, des connaissances plus poussées permettront d'évaluer les risques d'utilisation de flammes à diffusion froide dans les vaisseaux, de mieux y gérer les incendies, ou idéalement, les éviter.
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