Gaz ou mélange gazeux porté à l’incandescence par la transformation physique ou chimique dont il est le siège.

Ainsi, la flamme de combustion du méthane dans l’oxygène est formée de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau, résultant de la réaction
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
et portés par la chaleur dégagée dans la réaction à une température assez élevée pour les rendre lumineux. En fait, les gaz sont peu lumineux par eux-mêmes, et le pouvoir éclairant d’une flamme est généralement dû à des particules solides, carbone par exemple, portées dans la flamme à une vive incandescence, ou à des vapeurs métalliques.

Pour obtenir une flamme, on fait appel le plus souvent à une combustion produisant des gaz ; le combustible peut être solide (charbon), liquide (fuel-oil) ou gazeux (gaz naturel ou de houille, acétylène, hydrogène) ; le comburant est l’oxygène ou l’air. L’emploi d’un combustible gazeux offre une facilité et une variété d’emplois plus grandes de la flamme, à l’aide d’un chalumeau, à l’intérieur duquel est réalisé, à faible distance de l’orifice, le mélange d’oxygène et de gaz combustible, enflammé à la sortie ; la flamme, très allongée, présente à la base un petit cône bleu, ou dard, à l’intérieur duquel s’effectue la réaction chimique, et un panache, beaucoup plus étendu. Le bec Bunsen et le brûleur Méker sont d’un emploi courant au laboratoire : le combustible est le gaz de ville ; il sort à grande vitesse en O par un orifice étroit et entraîne, par phénomène de Venturi, de l’air, en quantité réglable à l’aide d’une virole et avec lequel il se mélange dans le manchon avant de brûler à la sortie de celui-ci en donnant une flamme bleue ; si la vitesse du mélange gazeux était insuffisante, la flamme pénétrerait dans le manchon jusqu’en O ; on dit que le bec brûle en dedans ; rien de tel ne peut se produire si l’arrivée d’air en A est fermée, mais alors le gaz brûle au sommet du manchon uniquement à l’aide de l’air, dit « secondaire », qui se trouve à hauteur de la flamme ; la combustion est alors incomplète, la flamme, dite « de diffusion », est blanche et « molle ».

Température de flamme

Elle est en principe d’un calcul facile : on écrit que la chaleur dégagée dans la réaction est employée à élever la température des gaz produits :

dans cette équation, ΔH_T0 est la variation d’enthalpie de la réaction à la température T₀ du mélange initial, T est la température de la flamme, et C_p la capacité calorifique, généralement fonction de T, des produits de la réaction. La valeur de T obtenue en résolvant cette équation est une valeur maximale, jamais atteinte en pratique, à cause des pertes inévitables de chaleur, de la dilution des produits par un gaz inerte, tel l’azote de l’air, et aussi parfois par suite d’une dissociation thermique partielle, endothermique, des produits de la réaction. Dans le cas d’une flamme due à une explosion à volume constant, le calcul est le même, sauf à remplacer ΔH par ΔU, et C_p par C_v.

Il serait peu précis d’effectuer la mesure de la température d’une flamme en y plaçant la soudure chaude d’un couple thermo-électrique, car les pertes de chaleur par conduction le long des branches du couple sont importantes et difficiles à réduire. Il vaut mieux utiliser un pyromètre optique monochromatique, après avoir rendu la flamme éclairante à l’aide de vapeur de sodium par exemple (v. rayonnement thermique). Cette méthode fournit des résultats précis et permet de constater que la température d’une flamme est loin d’être uniforme dans toute son étendue : c’est ainsi que, dans la flamme du chalumeau oxyacétylénique, la température est maximale au sommet du cône bleu et égale à 3 100 °C ; elle est naturellement moins élevée sur les bords et aussi, suivant l’axe, à une distance plus grande de l’orifice. Une répartition analogue existe dans la flamme bleue du bec Bunsen, où la température au sommet du cône bleu atteint 1 850 °C.

Emploi des flammes

Elles sont un moyen efficace de transmission de la chaleur dans les foyers ; certaines flammes sont utilisées pour produire des températures élevées : dans ce domaine, le chalumeau à hydrogène atomique (Langmuir), dans la flamme duquel on récupère l’énergie de recombinaison des atomes H aussitôt après les avoir formés par dissociation des molécules H₂ dans un arc électrique, permet d’atteindre la température de fusion du tungstène (3 600 °C) ; enfin, la soudure dite « autogène », effectuée en flamme pauvre en oxygène (réductrice), ainsi que le découpage en flamme riche en oxygène (oxydante) de pièces de fer sont des applications courantes du chalumeau oxyacétylénique.

R. D.

Région de la France du Nord et de la Belgique.

La géographie

Les limites historiques de la Flandre ont beaucoup varié, mais on reste proche de la réalité en les fixant, à l’est et au nord, à l’Escaut ; au sud, aux collines de l’Artois. C’est au sud-est que les limites, historiques comme géographiques, sont les plus floues ; la province belge de Flandre-Orientale déborde l’Escaut, et le département français du Nord juxtapose un morceau de Flandre à un morceau de Hainaut.

Le cadre naturel

Hormis ce Sud-Est, les limites naturelles sont assez nettes. La Flandre est constituée d’un sous-sol d’argiles et de sables tertiaires reposant sur un socle primaire peu profond. Au sud, le socle remonte et fait affleurer la craie de l’Artois et du Bassin parisien ; au nord, une autre flexure abaisse le socle en un mouvement récent, ce qui laisse la place aux très basses terres du delta de l’Escaut, de la Meuse et du Rhin. La Flandre est ce palier entre deux flexures, déjà assez humide pour avoir fortement rebuté les Romains, mais aussi assez sec pour porter les grandes routes terrestres du Moyen Âge qui arrivaient en contact avec une mer qui s’avançait plus que maintenant.

La Flandre est une région de basses collines, mais aussi de plaines. Celles-ci sont parallèles à la mer, bordées d’un cordon de dunes, et pénètrent deux fois dans l’intérieur, au nord, le long de l’Escaut occidental jusqu’à Anvers, et plus au sud, formant la Vallée flamande, qui passe au nord de Bruges et de Gand. Une partie de ces plaines est formée de polders. La région des collines est faite de couches tertiaires, plongeant vers le nord, alternativement argileuses et sableuses. Ce n’est pas seulement un dédale de collines, trois types d’orientation se dégagent : quatre cuestas ouest-est (argile sur sable), peu marquées ; des vallées (Lys, Escaut), orientées sud-ouest - nord-est ; enfin, le grand alignement rectiligne ouest-est des monts de Flandre (Cassel, 176 m ; Kemmel, 152 m).