Voir la source de Pyrophoricité

[[Image:Plutonium pyrophoricity.jpg|vignette|La pyrophoricité du [[plutonium]] peut le faire apparaitre comme une braise dans certaines conditions.]]

La '''pyrophoricité''' ou le '''pyrophorisme''' (du grec ''purophoros'', « qui porte le feu ») est la propriété de certaines substances dont la [[température d'auto-inflammation]] est inférieure à la [[température ambiante]] et qui peuvent par conséquent s'[[Combustion|enflammer]] ''spontanément'' aux [[Température ambiante|températures ambiantes]]. Cette température d'auto-inflammation n'est pas intrinsèque aux matériaux mais dépend du type et de la configuration des éléments étudiés<ref>{{Article |prénom1=D. |nom1=Tinet |prénom2=J.J. |nom2=Fripiat |titre=Étude cinétique et thermodynamique de la formation du bronze H1,6MoO3 |périodique=Journal de Chimie Physique |volume=76 |date=1979 |issn=0021-7689 |doi=10.1051/jcp/1979760867 |consulté le=2020-11-24 |pages=867–872 }}.</ref>.

Selon le glossaire de l'[[Agence européenne des produits chimiques]], est pyrophorique toute substance ou mélange qui {{Citation|même en petites quantités, est susceptible de s’enflammer en moins de cinq minutes  lorsqu’il ou elle entre au contact de l’[[air]]}}. Il peut s'agir d'une substance liquide ou d'un mélange solide<ref name=EchaGlossaire>voir glossaire in [https://echa.europa.eu/documents/10162/23036412/clp_labelling_fr.pdf/8923984a-ab23-437e-aacd-31941b808b4e ''Guide sur l'étiquetage et l'emballage conformément au règlement (CE) N° 1272/2008 (3 237,8k) ''], [[Agence européenne des produits chimiques]], 2017, p. 224/228.</ref>.

La réaction pyrophorique est une sous-catégorie de la [[Combustion spontanée physique|combustion spontanée]], au même titre que la réaction [[hypergolique]]. La différence entre ces deux réactions provient de l'élément qui provoque la combustion : un élément [[oxydant]] pour la réaction hypergolique et l'air pour la réaction pyrophorique<ref name="DOE-HDBK-1081-94">{{Article |titre=Primer on spontaneous heating and pyrophoricity |périodique=Office of Scientific and Technical Information (OSTI) |date=1994-12-01 |lire en ligne=https://www.osti.gov/servlets/purl/10196002-egHAbY/webviewable/ |doi=10.2172/10196002 |consulté le=2020-11-24 }}.</ref>.

== Liste de matériaux pyrophoriques ==
	
=== Solides ===
* [[Zirconium]] ;
* [[Rubidium]] et [[césium]] ;
* [[Uranium]] : utilisé comme pénétrateurs à base d'[[uranium appauvri]]<ref name="arxiv">{{Ouvrage |langue=en |auteur1=André Gsponer |titre=Depleted-Uranium Weapons: the Whys and Wherefores |date=02/02/2008 |lire en ligne=https://arxiv.org/pdf/physics/0301059.pdf |format=pdf |consulté le=20 mai 2023 }}.</ref> dont la poussière et les débris lors de l'impact sur la cible s'[[Combustion|enflamment]] et propagent l'[[incendie]]. Sous forme finement divisée, il est aisément inflammable et les débris d'uranium des différents usinages sont susceptibles d'ignition spontanée<ref name="DOE">{{Lien brisé |langue=en |url=http://hss.energy.gov/NuclearSafety/techstds/standard/hdbk1081/hbk1081e.html#ZZ30 |titre=titre inconnu |éditeur=DOE, Office of Health, Safety and Security / Nuclear Safety and Environment }}.</ref> ;
* [[Carbonyle de métal|Carbonyles métalliques]] : ([[octacarbonyle de dicobalt]], [[tétracarbonyle de nickel]]) ;
* [[Tellurol|Méthanetellurol]] (CH<sub>3</sub>TeH) ;
* [[Phosphore blanc]] ;
* [[Plutonium]].

=== Liquides ===
* [[Hydrazine]]
* [[Composé organométallique|Composés organométalliques]] des principaux groupes métalliques : [[aluminium]], [[gallium]], [[indium]], [[zinc]], [[cadmium]]{{etc.}}
* [[Triéthylborane]]

=== Gaz ===
* [[Arsine]]
* [[Diborane]]
* [[Phosphine]]
* [[Silane (composé)|Silane]]

=== Métaux ===
[[Image:Réaction d'oxydation à la surface d'une particule métallique.png|vignette|[[Réaction d'oxydoréduction|Réaction d'oxydation]] à la surface d'une particule métallique.]]
La pyrophoricité de certains métaux est généralement liée à l'inflammation de très fines particules. Cette réaction se produit lorsqu'elles entrent en contact avec l'[[air]] ou d'autres éléments [[oxydant]]s, et qu'une couche d'[[oxyde]] se forme à leur surface. La [[Énergie thermique|chaleur]] engendrée par cette oxydation n'est pas dissipée assez rapidement pour réduire la température du métal, qui atteint alors sa température d'[[Point d'auto-inflammation|auto-inflammation]]. Pour atteindre cette température facilement, il faut que le rapport superficie/quantité de matière du métal (c'est-à-dire sa [[surface spécifique]]) soit élevé et que les particules de métal ne soient pas ou que très peu oxydées lorsqu'elles entrent en contact avec l'air. Cette disposition peut être trouvée lors de l'utilisation de métaux en poudre dans un environnement inerte<ref>{{Article |prénom1=J. P. |nom1=Evans |prénom2=W. |nom2=Borland |prénom3=P. G. |nom3=Mardon |titre=Pyrophoricity of Fine Metal Powders |périodique=Powder Metallurgy |volume=19 |numéro=1 |date=1976-01 |issn=0032-5899 |issn2=1743-2901 |doi=10.1179/pom.1976.19.1.17 |consulté le=2020-11-29 |pages=17–21 }}.</ref>.

Exemples de métaux pyrophoriques : 
* [[magnésium]] ;
* [[aluminium]] ;
* [[titane]] ;
* [[Métal alcalin|métaux alcalins]] : [[sodium]], [[potassium]], [[NaK]], [[lithium]] ;
* [[zirconium]] ;
* [[hafnium]] ;
* [[calcium]] ;
* [[zinc]]<ref name="DOE-HDBK-1081-94" />.

== Détermination de la température d'auto-inflammation pyrophorique ==

La détermination de la température d'auto-inflammation d'un métal se fait dans le cas de vapeur métallique ou de poudre de métal avec des particules considérées comme sphériques, car le rapport surface sur volume est une condition critique<ref>{{Article |langue=en |prénom1=I. |nom1=Glassman |prénom2=P. |nom2=Papas |prénom3=K. |nom3=Brezinsky |titre=A New Definition and Theory of Metal Pyrophoricity |périodique=Combustion Science and Technology |volume=83 |numéro=1-3 |date=1992-05 |issn=0010-2202 |issn2=1563-521X |doi=10.1080/00102209208951829 |consulté le=2020-12-01 |pages=161–166 }}.</ref>. Cette condition permet d'émettre l'hypothèse que le dégagement de chaleur provoqué par la formation d'une couche d'oxyde sur une sphère naissante métallique à température ambiante doit être suffisant pour augmenter la température du métal jusqu'à son point de [[vaporisation]] et fournir suffisamment de chaleur pour vaporiser le métal restant. Dans ces conditions, le bilan thermique critique pour la pyrophoricité contient trois facteurs :

:(1) <math>{4 \over 3} \pi \, \left[ r^3 - \left( r-\delta \right)^3 \right] \, \rho_\text{ox} \, \left( -\Delta_f H^\circ_{298,\text{ox}} \right)</math> : la chaleur produite/disponible ;
:(2) <math>{4 \over 3} \pi \, \left[r - \delta \right]^3 \, \rho_\text{m} \, \left[ H^\circ_{\text{bpt,m}} - H^\circ_{298,\text{m}} + Lv \right]</math> : la chaleur nécessaire pour évaporer le métal ;
:(3) <math>{4 \over 3} \pi \, \left[r^3 - \left( r-\delta \right)^3 \right] \, \rho_\text{ox} \, \left(H^\circ_\text{bpt,ox} - H^\circ_{298,\text{ox}} \right)</math> : la chaleur nécessaire pour allumer la couche d'oxyde ;

avec :
* <math>r</math>, le rayon de la particule métallique ;
* <math>\delta</math>, l'épaisseur de la couche d'oxyde ;
* <math>r-\delta</math>, le rayon du métal pur ;
* <math>\rho</math>, la [[masse volumique]] ;
* <math>\Delta_f H^\circ_{298,\text{ox}}</math>, la [[Enthalpie standard de formation|chaleur d'état standard de formation]] massique de l'oxyde à {{unité|298 K}} ;
* <math>H^\circ</math>, l'[[enthalpie]] d'état standard massique à la température T ;
* <math>\text{bpt}</math> ({{Citation étrangère|langue=en|boiling point temperature}}), indice désignant la température de vaporisation du métal ;
* <math>\text{m}</math>, indice désignant le métal ;
* <math>\text{ox}</math>, indice désignant l'oxyde ;
* <math>L_v</math>, la [[chaleur latente de vaporisation]].

Pour qu'une combustion spontanée se produise, il faut que (1) = (2) + (3). Cela donne l'équation suivante, après simplification :

:<math>{\rho_\text{ox} \, \left( -\Delta_f H^\circ_{298,\text{ox}} - H^\circ_{\text{bpt,ox}} + H^\circ_{298,\text{ox}} \right)
 \over \rho_\text{m} \, \left( H^\circ_{\text{bpt,m}} - H^\circ_{298,\text{m}} + Lv \right)}
= {\left( 1- \delta/r \right)^3 \over 1- \left( 1 - \delta/r \right)^3}</math>

Cette formule permet de déterminer, complétée des données associées à un métal donné, le rapport <math>\delta/r</math>. Plus ce rapport est faible, plus le métal est pyrophorique<ref>{{Chapitre|langue=en|prénom1=Irvin|nom1=Glassman|prénom2=Richard A.|nom2=Yetter|prénom3=Nick G.|nom3=Glumac |numéro chapitre=7 |titre chapitre=Ignition|titre ouvrage=Combustion |numéro édition=5 |éditeur=Academic Press|date=2015-01-01|isbn=978-0-12-407913-7|doi=10.1016/b978-0-12-407913-7.00007-4 |consulté le=2020-12-01|passage=363–391}}.</ref>.

== Danger pyrophorique==
Le danger pyrophorique est la possibilité qu'a un matériau à devenir pyrophorique. Il dépend de plusieurs facteurs chimiques, physiques et environnementaux, tels qu'une agrégation de particules réactives possédant une grande surface spécifique et possédant un couplage physique et chimique au sein de l'agrégat qui permet une réaction essentiellement simultanée des particules, des conditions environnementales qui empêchent les transferts de chaleur depuis l'élément réactif, ou une production d'éléments réactifs à la suite d'une première oxydation qui sont capables d'être exothermiques en contact avec l'air.

De manière simplifiée, ce danger peut être représenté par la formule suivante :

:Danger Pyrophorique = <math>{M \, A^*_p \, \Delta H \, G \over \rho \, A^*_s}</math>

avec :
* <math>M</math>, la masse du matériau capable de réagir avec d'autres éléments ;
* <math>A^*_p</math>, la surface spécifique de la masse discrète qui réagit ;
* <math>\Delta H</math>, l'énergie libéré par unité de volume de la masse qui réagit ;
* <math>G</math>, le nombre de [[mole]]s de gaz produites par unité de volume de la masse qui réagit ;
* <math>A^*_s</math>, la surface spécifique brute de la masse qui réagit<ref>{{Article |langue=en |prénom1=G.E. |nom1=Zima |titre=Pyrophoricity of uranium in reactor environments |périodique=Office of Scientific and Technical Information (OSTI) |date=1960-01-22 |lire en ligne=http://dx.doi.org/10.2172/4183911 |doi=10.2172/4183911 |consulté le=2020-12-01 }}.</ref>.

== Signalement de la dangerosité des produits pyrophoriques ==
Le [[système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques]], dit « système général harmonisé » ou SGH, classe les éléments pyrophoriques en {{nobr|classe 1}}, qui regroupe les éléments répondant au critère {{Citation|La matière solide s’enflamme en moins de cinq minutes lorsqu’elle entre en contact avec l’air}} et qui implique les consignes de sécurité suivantes :

* P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/ des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes ; ne pas fumer ;
* P222 : Ne pas laisser au contact de l’air ;
* P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage ;
* P335 + P334 : Enlever avec précaution les particules déposées sur la peau. Rincer à l’eau fraîche/poser une compresse humide ;
* P370 + P378 : En cas d’incendie : utiliser … pour l’extinction (« ... » correspondant à l'élément utilisé pour l'extinction, {{ex}} sable) ;
* P422 : Stocker le contenu sous<ref>{{Ouvrage |partie=2 |titre chapitre=Dangers physiques |titre=Système général harmonisé de classification et d’étiquetage des produits chimiques (SGH) |lien titre=Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques |numéro édition=6 |date=2015-06-24 |issn=2412-1746 |doi=10.18356/dffa8889-fr |consulté le=2020-11-24 }}.</ref>.

== Notes et références ==
{{références}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[Combustion spontanée physique|Combustion spontanée]]
* [[réaction hypergolique]]
* [[Point d'auto-inflammation]]

=== Liens externes ===
* {{Ouvrage |langue=en |auteur1=Jim Bisker |directeur1=oui |auteur2=Tom Christman |directeur2=oui |titre=Primer on Spontaneous Heating and Pyrophoricity |éditeur=[[Département de l'Énergie des États-Unis|Deptartment of Energy]] |date=2014 |pages totales=75 |nature ouvrage=manuel |url=https://www.standards.doe.gov/standards-documents/1000/1081-bhdbk-2014-cn1/@@images/file |format=pdf |résumé=https://www.standards.doe.gov/standards-documents/1000/1081-bhdbk-2014-cn1 |consulté le=11/03/2022}}, référence DOE-HDBK-1081-2014.
* {{en}} [http://www.doctorfire.com/Pyrophoric.html List of pyrophoric materials] (« Liste des matériaux pyrophoriques »), sur doctorfire.com.

{{portail|chimie}}

[[Catégorie:Propriété chimique]]

[[sv:Självantändning#Pyrofora ämnen]]