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Notre-Dame de Paris : quelques rappels de chimie, physique et géométrie

Dans le cours sur l’énergie que j’ai donné depuis de nombreuses années à l’université (que les curieux et les studieux pourront télécharger ici), j’insiste lourdement (p. 39 à 43) pour que mes étudiants comprennent une caractéristique importante de nos sociétés dites « évoluées » : elles ne sont pas seulement dépendantes à l’énergie mais aussi dépendantes à la puissance, ce qui, en physique, désigne l’énergie consommée par unité de temps. Autrement dit, non seulement nous avons besoin de beaucoup d’énergie pour le transport, le chauffage, la production industrielle…, mais nombre de ces usages requièrent l’utilisation de beaucoup d’énergie en peu de temps, ce que nous mesurons en watts (1 watt = 1 joule par seconde) ou ses multiples (kilowatts, mégawatts…).

 

Exemple : lorsque nous prenons l’avion, la consommation d’énergie par passager n’est pas, en soi, astronomique (elle correspond, pour de gros avions long-courrier bien remplis, à 3 ou 4 litres de kérosène aux 100 km) mais les moteurs de l’avion doivent être extrêmement puissants afin de lui permettre de voler vite et d’accélérer fort lors du décollage. Dans un des exercices que je donne à mes étudiants, on estime par exemple que, sur la totalité d’un vol à très longue distance, la puissance moyenne [1] requise par passager est comprise entre 350 et 400 kW, alors qu’une automobile moyenne roulant à 130 km/h sur autoroute horizontale demande moins de 100 kW, et un cycliste roulant tranquille à 20 km/h sur le plat, de l’ordre de quelques centaines de watts [2] seulement.

Cette simple considération permet de comprendre l’avantage stratégique de certaines énergies par rapport à d’autres, et notamment le pétrole. En effet, la plupart de l’énergie consommée dans le monde (environ 4/5) provient du charbon, du pétrole et du gaz, c’est-à-dire de matière qui brûle (le bois, bien sûr, est un autre exemple). Or la vitesse de libération d’énergie (c’est-à-dire la puissance) par cette matière en combustion dépend de plusieurs facteurs :

- la concentration en dioxygène dans l’air (à peu près constante à l’air libre, mais qui peut baisser rapidement dans les endroits confinés, “asphyxiant” le feu) ;
- la nature chimique de cette matière (mais c’est un effet assez faible, toutes les réactions chimiques libérant des énergies du même ordre de grandeur) ;
- et surtout, le caractère plus ou moins divisé de cette matière, qui conditionne son rapport surface/volume : il s’agit d’un effet purement géométrique.

Chacun sait que pour allumer un feu de bois, on ne se contente pas de jeter une allumette sur une grosse bûche : cela ne fonctionne pas. Il faut d’abord utiliser du “petit bois” – voire du papier – qui, en se consumant rapidement (en dégageant localement une grande puissance thermique) permet d’élever suffisamment la température d’une zone de la bûche pour qu’elle daigne prendre feu.

La concentration en dioxygène dans l’air libre étant quasi constante, et les combustibles se valant à peu près en quantité d’énergie par unité de masse ou de volume [3], c’est la facilité pour un combustible à présenter un rapport surface/volume important qui va conditionner son aptitude à dégager une grande puissance thermique en produisant une combustion rapide.

C’est bien évidemment à l’état gazeux que le combustible est le plus finement divisé : chaque molécule de combustible peut alors instantanément se combiner avec une molécule de dioxygène et dégager de l’énergie très rapidement. D’où les dangers des fuites de gaz, surtout en présence d’allumettes ou d’étincelles qui créent localement la température très élevée nécessaire pour amorcer la réaction… Inversement, dans un bloc solide massif, seule la surface du combustible est en contact avec le dioxygène de l’air, tout ce qui se trouve à l’intérieur attendant sagement que le front de combustion progresse pour se retrouver à son tour à l’air libre. D’où une puissance beaucoup plus faible, celle d’un feu de cheminée où se consument lentement de grosses bûches, par exemple. Dit en termes géométriques : la surface d’un solide varie comme le carré de sa dimension, son volume varie comme le cube, donc le rapport surface/volume est inversement proportionnel à la dimension (pour une forme donnée) : plus c’est petit, plus le rapport surface/volume est grand et plus la réaction de combustion est rapide, donc la puissance thermique dégagée grande.

L’état liquide est, pour cette raison, la forme idéale du combustible dans beaucoup de domaines consommant de l’énergie, et en particulier le transport : facile à transporter et à stocker (contrairement au gaz), avec à peu près le même contenu en énergie par unité de masse ou de volume que le solide, il est contrairement à lui très facile à diviser finement au moyen d’injecteurs à haute pression qui en font de microscopiques gouttelettes, dans les moteurs d’avion ou ceux de nos voitures. De là vient l’intérêt stratégique pour le pétrole… et toutes les guerres qui vont avec.

Pourtant, le charbon continue d’être une des principales énergies utilisées dans le monde – juste derrière le pétrole – et en particulier pour la production d’électricité, où il constitue de loin la ressource principale, voire quasi-exclusive dans certains pays. Ainsi en Chine c’est 70% de l’électricité qui provient du charbon et en Pologne 80%. Comment est-ce donc possible, sachant que les centrales électriques produisent des puissances qui se chiffrent en centaines de mégawatts voire gigawatts (milliards de watts) ? Là encore, pas de miracle : pour obtenir une puissance thermique importante avec du charbon, on le réduit en poussière, et le brûle avec la technique dite du lit fluidisé.

Bref, à moins de croire aux miracles, il est totalement déraisonnable de penser que de grosses poutres en chêne puissent s’enflammer accidentellement à cause d’un mégot ou d’une étincelle électrique, et se consumer à grande vitesse. Autrement dit, l’incendie de Notre-Dame ne peut pas avoir été accidentel, malgré les premières affirmations des autorités, qui sont au choix totalement incompétentes ou… pire . D’ailleurs, avec une forme de prudence qui s’apparente à de la politesse, l’ancien architecte en chef des monuments historiques Benjamin Mouton, en charge de la cathédrale jusqu’en 2013, s’est dit « stupéfait » de cet incendie, en ajoutant qu’ “il faut une vraie charge calorifique au départ pour lancer un tel sinistre. Le chêne est un bois particulièrement résistant.“

De plus, il est particulièrement optimiste (ou naïf) de croire que le lieu était aussi bien gardé que le bunker de Macron. La preuve en images (à ne pas regarder pour les personnes sujettes au vertige) :

 

 

Reste donc à trouver les criminels. Et à ne pas se tromper comme on l’a déjà fait dans le passé, et continue à le faire pour une grande majorité de personnes, sur des événements encore plus médiatisés.

On ne le dira jamais assez : la chimie, la physique et la géométrie ne servent pas qu’à passer des examens et des concours. Un peuple ignorant est un peuple docile car crédule.

 

Notes

[1] Calculée sur la base de l’énergie de combustion du carburant.

[2] Calculée dans ce cas sur le contenu énergétique de la nourriture qui alimente le cycliste, et non sur le travail musculaire fourni !.

[3] Il y a bien sûr des différences : le bois par exemple dégage moins d’énergie par unité de masse ou de volume que le pétrole, mais ce n’est pas déterminant.

François Roby, sur E&R :

Ce 15 avril 2019, sur E&R :

 






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168 Commentaires

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  • Nul ne pouvait empêcher ce châtiment divin... La prochaine fois : pluie de feu et soufre sur toute la ville.

     

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  • #2184623

    les etincelles ne brulent meme pas la peau. En fait, c’est impressionnant a voir, mais c’est inoffensif.

     

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  • #2184665

    Le lien de Montagnard est très instructif. Citation : "« Les grands propriétaires du bâti sur l’île [de la Cité] sont l’Etat et la Ville (NDLR : environ 50 % chacun) avec un fort degré d’interpénétration des propriétés. L’opération exigera une parfaite collaboration de la municipalité et de l’Etat qui ne peuvent rien l’un sans l’autre », observe Philippe Bélaval.
    "Pour l’heure, le président de la République comme la maire de Paris sont favorables à ce grand chantier. Le 16 décembre 2016 (...) Anne Hidalgo (...) : « Ce projet très puissant aura une répercussion internationale. C’est un signal fort qui montre au monde que Paris est capable de se réinventer, tout en protégeant, et même en valorisant, son patrimoine exceptionnel ».

     

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  • #2184669

    Selon des études du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (https://hal-enpc.archives-ouvertes....) l’avancement du front de carbonisation est de 0.44mm/mn soit de 26.4mm par heure. Donc pour une poutre de 400mm de diamètre il faut 200/26.4= 7h30 pour être entièrement consumée. Dans cette étude le chêne est sec mais ne vient pas du fond des âges qui se transforme quasiment en pierre.
    La charpente a brûlé comme une charpente en fermettes d’un pavillon de banlieue et tout aussi rapidement. On est devant un mystère que seul un apport de produit hautement combustible et hautement calorifique peut expliquer.
    J’attends donc avec impatiente les conclusions des expert autoproclamés qui ont réussi à expliquer l’effondrement du WTC7 à cause d’un feu de poubelle...

     

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  • La version officielle serait des mégots ! Ils sont faits de quelle matière leur mégots, car vu l’ampleur du feu, les mégots ont réussi à rester intacts ? On n’arrête pas le progrès. Je ne sais pas quelle est la marque de cigarette, mais il faut qu’ils arrêtent de la fabriquer, impossible de les fumer, ça ne brûle pas !!! :)

     

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  • #2185526
    Le 25 avril à 13:15 par Heureux qui, comme Ulysse...
    Notre-Dame de Paris : quelques rappels de chimie, physique et (...)

    Article intéressant s’agissant de vulgarisation dans l’approche des grandeurs physiques.
    Il faut cependant aider à ce que les représentations des profanes soient toujours plus justes quand on évoque ces questions au risque de les perdre si des personnes mal intentionnées tentent de les égarer par une contre-argumentation bien choisie.
    Ainsi, c’est toujours par des exemples du quotidien qu’il faut instruire ceux qui doutent et non les assommer avec des chiffres.
    Par exemple, dire “qu’une automobile moyenne roulant à 130 km/h sur autoroute horizontale demande moins de 100 kW” est une assertion juste mais casse-gueule si on ne prend pas la peine de préciser le contexte.
    En effet, il faut dans le cas d’une automobile à moteur à combustion interne indiquer que son rendement est médiocre (ce n’est pas le cas d’un turboréacteur à double-flux) et qu’une puissance disponible "à l’essieu" de 100 kW permettrait à une berline à l’aérodynamisme et au poids standards de rouler à plus de 200 km/h dans ces conditions et non 130.
    En matière de "sécurité routière" par exemple, l’Etat et ses agents pourront faire passer n’importe quel mensonge si la personne qui le reçoit n’est pas préparée.
    Ainsi je me souviens qu’en 1997, pilotes automobiles à l’appui, on nous a vendu une Mercedes classe S capable d’entrer dans le tunnel du pont de l’Alma et y percuter un pilier à 180 km/h, ce qui est vrai.
    Seulement, dans de telles circonstances et même avec un véhicule à structure indéformable (impossible) et des passagers sanglés dans des harnais 5 points, aucune chance de survie pour eux, le corps humain n’étant pas capable d’encaisser une telle décélération (même si constante, induite par la déformation parfaitement contrôlée et sur 1 mètre du véhicule considéré d’ailleurs).
    Restez vigilants donc, quand on constate le nombre de "trolls" qui viennent ici semer le mauvais doute quant aux causes de l’incendie soudain de Notre-Dame, mieux vaut avoir de solides connaissances pour donner un avis à ce sujet... ou se taire !
    Savoir qu’il y a un rapport de 3 à 1 entre le rendement d’un moteur électrique et celui d’un moteur thermique n’est tout de même pas neutre quand on veut se représenter les choses avec exactitude, et encore, je n’évoque pas ici le couple quasi constant du premier !

     

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    • #2185765

      Ce que vous dites est juste mais si vous lisez bien les notes de bas de page, l’auteur raisonne en puissance thermique... ce qui est sans doute inhabituel pour l’exemple de l’automobile mais du coup rend les chiffres cités justes, puisqu’il ne reste qu’un trentaine de kW de puissance mécanique pour une automobile à 130 km/h.

      Et n’est-ce pas finalement par souci de cohérence, puisqu’on parle d’incendie, que les chiffres donnés se réfèrent à une puissance thermique ?

       
    • #2185955
      Le 25 avril à 23:09 par Heureux qui, comme Ulysse...
      Notre-Dame de Paris : quelques rappels de chimie, physique et (...)

      @ rectificateur

      Vous arrive-t-il de lire un propos avant de le commenter ?
      Votre intervention est inutile car je n’apporte pas la contradiction à ce qui est écrit, la preuve :

      « Par exemple, dire “qu’une automobile moyenne roulant à 130 km/h sur autoroute horizontale demande moins de 100 kW” est une assertion juste mais casse-gueule si on ne prend pas la peine de préciser le contexte » [...] et « qu’une puissance disponible "à l’essieu" de 100 kW permettrait à une berline à l’aérodynamisme et au poids standards de rouler à plus de 200 km/h dans ces conditions et non 130. »

      Ainsi, il est plus judicieux d’évoquer le potentiel énergétique d’un litre de gas-oil que la puissance mécanique que l’on peut en tirer avec un moteur diesel au rendement médiocre.
      Quand vous achetez un aspirateur, c’est son débit d’air et la dépression qu’il produit qui vous intéressent, pas sa capacité à chauffer la pièce qu’il occupe !

      Ce n’est donc pas ce que l’auteur dit qui pose problème mais la représentation imparfaite voire non pertinente que s’en fera un public non averti, c’est pourtant simple à comprendre.

      Je vous invite d’ailleurs à lire mes échanges avec François Roby pour vous montrer à quel point nous sommes d’accord sur la compréhension des principes portés par la discipline qu’il enseigne mais ne sommes pas en phase précisément sur leur représentation tributaire, quant à elle, malheureusement, de la pensée de système.

      Et je vous affirme de manière péremptoire que c’est moi qui ai raison !

       
  • Cette analyse est totalement bête. Comme toutes celles qui ont en conclusion un incendie orchestré.

    A lire ces pseudos experts, la toiture et la charpente n’avait que du chêne ancien et très sec.

    Et qu’en est-il de la toiture en plomb ? En effet la toiture était entièrement constituée de plaques (tables) de plomb.

    Ensuite il y a la voligeage en sapin. Les voliges sont les lamelles de bois sur lesquelles sont accrochées les plaques de plomb.

    Si vous ne parlez pas de ces deux matériaux, vos thèses et conclusions ne valent rien du tout.

     

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    • #2186322
      Le 26 avril à 14:48 par Heureux qui, comme Ulysse...
      Notre-Dame de Paris : quelques rappels de chimie, physique et (...)

      @ Eric

      Il est certain qu’on ne pourra que s’incliner devant votre expertise.
      Par expérience et parce que je m’emploie à toujours être utile aux meilleurs, je vous invite à envoyer votre proposition de candidature à sciences-po ou l’ENA, ils vous trouveront bien un poste d’enseignant avant que Micron ne vous offre de devenir ministre.
      Ayez confiance en vous, vous êtes qualifié !

       
    • @Eric
      Prenons le "meilleur" cas possible pour expliquer l’incendie :
      Le problème etant d’expliquer la vitesse et l’uniformité de l’incendie
      (i.e. expliquer que l’ensemble de la "forêt" s’est embrasée casi instantatnément)
      Donc pour expliquer cela, la seule solution est la chauffe de la charpente.
      Comment cela pourrais être possible ?
      Par exemple, on peux imaginer un feu qui consumerait lentement, et dont la chaleur envahirait les combles pendants DES JOURS amenant l’ensemble des poutres de la charpente à grande temperature. Dans ces conditions, par exemple, une dalle de plomb fond, entrainant une entrée d’air qui cré l’intecelle necessaire du feu couvant et tout s’embrase très rapidement.
      Pour moi cela me semble LA SEULE expliquation d’incendie accidentel.
      Dans ce contexte, il reste a expliquer :
      COMMENT PERSONNE NE SE SERAIT APERCU DE LA MONTEE EN TEMPERATURE DE L4ENSEMBLE DU TOIT ?
      en n’oubliant pas Mr Mouton expliquant que la "forêt" etait protégée par un systeme de détection de 2013 très au point.
      Le scenario que j’evoque arrive tout le temps dans des charpentes en bois, dans des batiments d’habitations, ou des granges, car elle ne disposent pas de detection incendie, ici ce n’est pas le cas.

       
  • #2186792

    Plomb vaporisé ou thermite ? Bien sûr, je vais faire office de « guignol complotiste », je ne suis nullement un « spécialiste ». Pourtant, certaines informations fiables sont disponibles sur Internet. En premier lieu sur le site de la cathédrale lui-même* : « Sur cette charpente repose une toiture de plomb constituée de 1326 tables de 5 mm d’épaisseur pesant 210 tonnes. Aux XIe et XIIe siècles, on couvrait les toits des églises de tuiles plates en raison des abondants gisements d’argile. Paris, étant loin de tels gisements, on lui préféra le plomb. En 1196, l’évêque Maurice de Sully lègue par testament 5 000 livres pour l’achat de plomb ». Profitons-en pour admirer l’ouvrage qui est une merveille d’ingéniosité réduite en cendre, mais que quelques architectes voyous verraient vite remplacée par de l’aluminium, du titane et du verre, pour ne pas dire des matières synthétiques. La première information donnée est que la couverture était en plomb et non en zinc. Considérons alors les caractéristiques thermiques du plomb, son point de fusion est de 327,46 °C, son point d’ébullition 1 749 °C. Ces caractéristiques ont toutes leur importance. Certains ont émis l’hypothèse que le plomb « vaporisé » participa à la combustion des poutres. Cela m’amène à différentes considérations : A) si le point de fusion est de 327,46 °C, pourquoi le plomb fondu n’a-t-il pas coulé sur le dessus des voûtes, ou même jusqu’au sol, en tout état de cause en dessous de la structure en bois prenant feu, où les températures doivent être moindres ? B) comment dans ces conditions un feu dans la charpente en chêne peut-il générer une température atteignant le point de fusion de 1 749 °C, sachant qu’un feu est bleu à 2 000 °C et jaune et rouge à 1 000 °C ? C) comment se fait-il que les flammes et les fumées étaient jaune intense, quand un « test de flamme »* du plomb montre du bleu/blanc. Le sodium, et la thermite, donnent des flammes d’un jaune intense. Le processus du feu est l’association de trois facteurs : combustible + chaleur + dioxygène (comburant). ...

     

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    • #2186936

      Parmi les comburants se situe l’oxyde de fer, or la thermite est un mélange d’aluminium métallique et d’oxyde de fer, sa réaction est dite aluminothermique (l’aluminium est oxydé et l’oxyde métallique réduit, mais là cela devient trop technique). Il paraît malgré tout accessible d’admettre que : 1) des poutres si vieilles de chêne trempées dans de l’eau salée sont très difficiles à faire brûler sans une charge thermique extrêmement importante, 2) la couleur jaune d’un feu de bois contredit le fait que le plomb puisse être "vaporisé" à très haute température pour aider (et en tant que comburant) la combustion, 3) en tout état de cause ce plomb aurait dû tout d’abord couler vers le bas. La thermite permettrait à la fois d’obtenir cette couleur jaune et la température suffisante pour vaporiser le plomb qui atteindrait son point d’ébullition. Notez à titre indicatif - pour le néophyte que je suis - que le nitrate de plomb est un "dangereux comburant", qu’il est produit avec du plomb métallique ou de l’oxyde de plomb plongé dans l’acide nitrique (encore trop pointu pour mon niveau très faible). Citons finalement ce témoignage historique de l’incendie de la cathédrale de Reims le 19 septembre 1914 : « Les lames de plomb de la couverture, s’évanouissant dans une fumée jaunâtre, laissaient apparaître la grande charpente du XVe siècle, forêt transformée en squelette de feu ». La « fumée jaunâtre » sur Notre-Dame, qui a marqué les esprits, semble pouvoir être provoquée par le plomb, ou bien la thermite. S’il ne s’agit pas de cette dernière, il aura fallu avoir recours à une autre source intense de chaleur. L’explosion visible sur une vidéo laisse imaginer la possibilité de l’explosion d’une "bouteille de gaz".

       
    • #2187086

      Ce dégagement de chaleur serait-il suffisant ? Sur le site officiel de la ville de Reims, lisons ce témoignage : « Le 19 septembre, le bombardement commence vers 7h30 du matin. Les obus proviennent des batteries allemandes installées au fort de Berru et visent particulièrement le centre de Reims. Après une courte accalmie en fin de matinée, le bombardement reprend à midi, tuant un des adjoints, le docteur Jacquin, qui sortait de l’Hôtel de Ville. A 15 heures, un obus touche l’échafaudage en bois de pin qui depuis mai 1913 ceinturait la tour nord de la cathédrale et l’enflamme. Vers 15h30, la toiture prend feu rendant l’incendie visible de loin ce qui amène les Allemands à cesser leur tir. Mais la chaleur de l’incendie met en ébullition les 400 tonnes de feuilles de plomb qui recouvrent la toiture. Le plomb fondu se répand alors sur les voûtes et coule par les gargouilles, provoquant une spectaculaire fumée couleur jaune d’or. A 15h50 l’échafaudage s’effondre sur le parvis, remplissant celui-ci de fumée. Quant à l’incendie de la charpente, il se poursuit jusque vers 20 heures ». Il convient encore de rajouter que les obus utilisés par les allemands furent tirés par des canons de 77, aussi de 150, ou bien le mortier de 210, qu’ils furent soit explosifs, soit incendiaires, et à plusieurs reprises asphyxiants (pour être précis). Ainsi, pour faire "rentrer en ébullition" le plomb, à Reims, il fallut un échafaudage "en bois de pin" qui prend feu et des "obus incendiaires". Nous constatons qu’il n’y eut rien de tel à Notre-Dame de Paris. Ce qu’il y eut pourtant, c’est l’évidence d’une explosion, la mairie qui insista pour faire asperger la toiture avec un produit jugé inutile par l’entrepreneur chargé des travaux quelques jours avant l’incendie, aussi Anne Hidalgo qui avait vendu il y a peu le parvis de Notre-Dame. Cela fait déjà beaucoup de coïncidences, quand les faits expliquant l’embrasement soudain viennent à manquer. Je suis extrêmement surpris par le fait que si peu de spécialistes aient daigné s’exprimer. Où sont les professeurs et les journalistes d’investigation ? Que font les partis politiques ? Est-ce par crainte ou par paresse intellectuelle ? Est-ce une conséquence de l’endoctrinement par lutte incessante contre les "fake news", ou le signe de la lâcheté ? (mon texte est écrit le 27 avril 2019, j’ai préféré ne pas aborder la question de la chronologie des alarmes et des interventions, ni celle de l’hypothèse de deux foyers d’incendie)

       
  • Surveiller le budget prévu par le pouvoir pour reconstruire ND de Paris est un élément décisif pour vérifier les réelles intentions de Macron . A l’ analyse de son comportement général , j’ ai du mal à croire que ce soit son intention , car chacune de ses décisions est cohérentes avec les objectifs de la centrale sioniste française . Et c’est une autre évidence que celle-ci se fout bien de voir nos capitaux aller sauvegarder notre patrimoine au lieu de servir ses divers plans de haine et de mort .

     

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  • "Depuis deux ans des personnes suspectes rôdent sur les toits de Notre-Dame" Faux argument.
    En regardant la date de la vidéo des jeunes, elle a 1 an. Ce ne sont pas les seuls à le faire et cela se faisait avant eux.

     

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