Suie

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La suie est une substance d'aspect noirâtre et d'odeur âcre résultant de la combustion incomplète, que la fumée dépose dans les conduits où elle passe.

Les suies peuvent se présenter comme des poudres, des pâtes goudronneuses ou des croûtes solides. Ce sont des ensembles de composés chimiques riches en carbone, dont la composition varie selon la nature du combustible et les conditions de la combustion.

Les dépôts de suie dans les conduits de fumée sont inflammables et constituent un risque d'incendie spécifique appelé feu de cheminée.

On parle de suie principalement à propos des cheminées des chaudières de chauffage ; mais les moteurs à combustion interne produisent également des suies, qui contribuent à la pollution de l'air par des particules fines et à des effets plus visibles, comme le smog.

Valorisation de la suie[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Bistre.

Le bistre est un nom de couleur et un pigment fabriqué autrefois avec de la suie détrempée[1]. Il servait pour le dessin à la plume et le lavis, et aussi pour teindre en masse du papier à dessin. La couleur bistre s'obtient de nos jours par un mélange d'oxydes de fer.

Produits industriellement, de façon à être constitués exclusivement de carbone, le noir de carbone ou noir de fumée ne sont plus aujourd'hui considérés comme des suies.

La suie des cheminées[modifier | modifier le code]

L'accumulation de la suie dans les conduits constitue un risque d'incendie qui impose le ramonage, c'est-à-dire le nettoyage des conduits.

Dans le jargon professionnel de certains ramoneurs, le bistre est une variété particulière, liquide, de suie qui s'écoule des conduits de cheminée[2].

Pour d'autres, le bistre est une croûte compacte qui se forme dans les conduits à partir de la suie détrempée. C'est une substance hautement inflammable à l'origine de la majorité des incendies de foyers au bois.

Il est généralement assimilé à du goudron durci. En fait, c'est un mélange à forte teneur en eau, chargé de particules de carbone et d'huile qui s'oxyde au contact de l'air[3]. C'est le vecteur de presque tous les incendies de cheminée[4].

Il se forme dans le conduit de cheminée, lorsque la vapeur d'eau des fumées de combustion se condense et se mêle à la suie qui recouvre le conduit. Le mélange donne une mélasse qui en séchant se durcit pour constituer une croûte compacte. Le bistre est donc un agrégat de suie, qui est très inflammable et expansible jusqu'à 7 fois son volume lors de la combustion.

Le balais à suie du ramoneur ne suffit pas à le retirer. Un outillage adapté est nécessaire pour le débistrage, si le dépôt est important. La débistreuse est aujourd'hui une machine électrique, qui grâce à l'action rotative de sa tête à masselottes, va percuter le conduit et faire tomber le bistre[3].

Il est préférable d'éviter la formation de bistre en s'assurant que la vapeur d'eau des fumées jusqu'à leur évacuation du conduit ne passe sous le point de rosée[5] . A cet effet, il est recommandé de brûler du bois sec, de ne pas faire fonctionner l'appareil de chauffage au bois à allure réduite, de bien isoler le conduit de cheminée, et d'allumer le feu en chauffant progressivement la cheminée[3]. A bas régime, les températures de combustion sont plus basses ; la vapeur d'eau issue de la combustion du bois ou de l'humidité qu'il contient, a alors facilement tendance à se condenser sur la suie et à générer du bistre[6].

Les suies de moteurs à combustion interne[modifier | modifier le code]

Le processus de la formation des particules dans la combustion dans les moteurs est mal connu[7]. Les particules de suie, dont la nocivité est reconnue, sont devenues un objet d'étude. La formulation des carburants, la circulation des gaz dans la chambre de combustion, le temps de combustion contribuent à leur formation, et une partie des études visent à en réduire la production. Une autre branche d'ingénierie concerne leur récupération dans les tubes d'échappement, afin de ne pas les relâcher dans l'atmosphère.

L'étude de la suie[modifier | modifier le code]

Au XIXe siècle, Michael Faraday en étudie les propriétés optiques et note l'importance de celle-ci pour la luminosité d'une flamme. Hoyt Hotel en fait des images en microscopie électronique dans les années 1960. De manière contemporaine, Roger Millikan en analyse la modification de la composition suivant la hauteur d'une flamme.

Les suies ont ensuite été beaucoup étudiées en tant que polluant.

Récemment (2012), sur demande de l’ONERA (office national d’études et de recherches aérospatiales), l’IRSN (via son laboratoire de physique et de métrologie des aérosols, qui a notamment étudié la métrologie des particules carbonées émises en cas d’incendies dans une installation nucléaire[8]) a commencé à étudier à des études les interactions entre eau et croissance de la glace à la surface des particules émises par les avions[9] (Projet dit « Mermose », pour Mesure de la réactivité des émissions de moteurs aéronautiques, financé dans le cadre du Grand emprunt). L’IRSN développera ainsi sa compétence en matière de condensation de vapeur sur des particules de suies en cas d’accident nucléaire [9].

Propriétés[modifier | modifier le code]

La formation des suies est liée au mode de combustion (notamment au pourcentage d'air ou de dioxygène, en regard de la combustion stœchiométrique) et à la nature du combustible (type d'hydrocarbures). Elle est constituée de composés carbonés agglomérés, formant des particules d'une vingtaine de nanomètres, disposées en spirale.

Elle modifie la couleur des flammes quand elle est portée à incandescence, cette dernière permettant l'émission de longueurs d'onde dans tout le spectre visible.

Elle a été utilisée pour la conservation de la viande fumée.

Toxicologie, santé au travail[modifier | modifier le code]

Les suies sont classées dans le groupe des cancérogènes certains pour l'homme (groupe 1) par le Centre international de recherche sur le cancer.

La formation des suies est encore mal élucidée, alors qu'elle revêt une importance certaine liée au fait que les suies comportent divers hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) toxiques, voire cancérigènes, et ceci d'autant plus, qu'elles s'adsorbent sur de fines particules métalliques, ce qui en accroît encore la toxicité. En France métropolitaine, la combustion du bois dans le secteur résidentiel contribue d'une manière largement majoritaire aux émissions de HAP dans l'atmosphère (77 % des émissions nationales en 2005)[10].

L'exposition à des suies est reconnue comme facteur de risque (preuves humaines suffisantes) pour le cancer du poumon[11], en particulier dans le cas de l'exposition professionnelle du ramoneur, avec : preuves humaines suffisantes pour le cancer de la peau (cancer du scrotum) et du poumon et des "preuves humaines limitées pour le cancer de la vessie" [11].

Il en résulte des normes de concentration de plus en plus sévères, relatives aux émissions de suies, notamment celles issues des moteurs thermiques.

Il est possible de diminuer le taux de formation des suies dans les moteurs thermiques, soit en utilisant un catalyseur d'oxydation, soit en ajoutant aux moteurs diesel, un filtre à particules.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Shaddix C, Williams T, La Suie, piège... et source de lumière, Pour la Science, octobre 2007, p. 62-67.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Antoine Furetière, Dictionnaire universel, t. 1,‎ 1701 (lire en ligne).
  2. « Bistre », sur CNRTL (consulté le 23 mars 2015) citant L. Ser, Traité de physyque industrielle, t. 2, Paris,‎ 1890 (lire en ligne), p. 812, 814 ; « Bistre : définition », sur Larousse.fr (consulté le 29 mars 2015).
  3. a, b et c « Débistrage d'une cheminée », sur Habitat (consulté le 29 mars 2015)
  4. « Avantages et contraintes du chauffage au bois », sur Arts et Cheminées.com (consulté le 29 mars 2015)
  5. « Lexique des termes de la fumisterie », sur Aspen. Poêles et cheminées (consulté le 29 mars 2015)
  6. « Bistre et suie : les erreurs à éviter », sur Poelesabois.com (consulté le 23 mars 2015)
  7. Olivier Mathieu, Etude cinétique de la formation des particules de suie dans les conditions de fonctionnement des moteurs automobiles : Thèse de doctorat en Cinétique chimique appliquée, Orléans,‎ 2006 (lire en ligne).
  8. https://sites.google.com/site/sootouf/
  9. a et b IRSN, Revue Repère, n° 13, Mai 2010, voir p 5. Consulté 2012-06-15 (Voir aussi </ref www.aerorecherchecorac.com)
  10. [PDF] Rapport Air et Atmosphère (p. 10), sur le site legrenelle-environnement.fr.
  11. a et b Monographie CIRC 2007, vol. 98, in Traduction de la liste (02/12/2009) (vol 1 à 100A) du site www.iarc.fr des évaluations faites par le CIRC (groupes 1, 2A, 2B) sur les risques de cancérogénécité pour l'Homme et commentaires sur l'utilisation des agents cités. Cette liste est majorée des conclusions des monographies 100B à 100F dont les résultats des évaluations sont publiés au 02/12/2009, travail piloté par le Dr B. FONTAINE, consulté 2010 01 06