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On m’a demandé une fois pourquoi certaines flammes étaient bleues (gazinière) et d’autres oranges (bougie, briquet…). Voici une explication.

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(images : gazinière et bougie)

Les flammes rouges/oranges

Les flammes d’un briquet et d’une bougie d’abord : elles sont rouges/oranges. Ceci est dû à des particules de suie chauffées au rouge, comme de l’acier que l’on forge. Ce sont bien des particules et non des molécules ici : elles sont formées à cause d’une combustion incomplète.

La couleur rouge/orange est issue de l’échauffement et non de la combustion : tout corps chauffé à une certaine température émet un rayonnement de longueur d’onde directement lié à la température, ici : du rouge/orange. Le corps humain ayant une température de 37°C, émet un rayonnement dans l’infrarouge à 10 µm. De l’acier chauffé autour de 1000°C émet dans le rouge et s’il est chauffé à 1300°C il émet du jaune/blanc.

Les flammes bleues, vertes et les autres couleurs

Les flammes bleues ensuite : la couleur provient du rayonnement de fluorescence émis par les électrons des atomes. Elle est visible grâce à la combustion complète, sans suie. Il n'y a donc pas de particules et il n'y a donc pas de place pour la flamme rouge/orange de tout à l’heure.

Dans une combustion complète, les atomes sont tous séparés est ionisés. La chaleur produite par la combustion excitent les électrons, qui retournent alors à un état stable en émettant une lumière, bleue dans le cas d'une gazinière.

Si vous changez de combustible, vous aurez d’autres couleurs : du cuivre produit une flamme bleue-verte, du sodium (du sel) une flamme jaune, du potassium (sel de régime) une flamme rose, etc.
Selon les ions présents dans le combustible, les électrons auront des niveaux d’excitations différents et émettront donc de la lumière de couleur différente, comme sur cette vidéo :

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Ce phénomène, expliqué par la physique quantique, est mis à profit dans les feux d’artifices où les couleurs différentes sont émises par différents éléments de la table périodique.