Bougie

Durant des siècles, le jonc a été utilisé pour faire des chandelles. Fendu avec précaution pour ne pas en abimer la moelle, il était trempé dans de la graisse végétale ou animale qu'on laissait ensuite durcir. On le faisait brûler dans des brûle-joncs. En Occident, à partir du Moyen Âge la chandelle rivalise avec la lampe à huile. Cette dernière a l'inconvénient de réclamer une attention récurrente : il faut la remplir régulièrement, couper et remonter la mèche qui charbonne, nettoyer l'huile qui coule. La chandelle, seulement constituée d'une mèche entourée de suif de bœuf ou de mouton, est plus pratique sans être excessivement chère (mais elle est taxée et l'huile reste moins économique). Moins de liquide qui se renverse, de flamme à ajuster, de réservoir à remplir. Mais le suif coule et blesse les doigts, la flamme demeure jaune et fumeuse, et il faut toujours entretenir la mèche qui charbonne.

Le principe du fonctionnement de la bougie repose sur un phénomène d'auto-alimentation[1].

Une bougie est constituée d'un bloc de stéarine enrobé de paraffine, dont le centre est traversé par une mèche en fil de coton tressé imbibée d'acide borique.

Lorsque l'on allume la bougie, l'air surchauffé fait fondre la stéarine à proximité. La stéarine fondue monte le long de la mèche par capillarité ; elle se vaporise et se décompose en un gaz combustible au contact de la flamme. Ce gaz combustible, en s'oxydant rapidement dans l'air, entretient la flamme qui fait fondre la stéarine et la paraffine, ce qui permet au processus de continuer.

La paraffine, moins fusible que la stéarine, fond plus lentement, permettant la formation d'une coupelle au centre de laquelle se trouve la mèche. Ainsi, la bougie « coule » moins que les chandelles ou les cierges, ce qui accroît la durée d'utilisation pour une même quantité de matière. Certains fabricants ménagent des cheminées dans le bloc de stéarine sur toute la longueur de la bougie : une partie de la stéarine fondue coule vers l'intérieur, augmentant encore la durée d'utilisation.

Atelier de production de bougies japonaises traditionnelles.

La mèche d'une bougie est constituée d'une tresse de fils de coton. L'extrémité de la mèche est placée dans une partie extrêmement chaude de la flamme et exposée à l'oxygène ; elle brûle et est réduite en cendres. L'acide borique qui imbibe la tresse sert de fondant en réagissant avec les résidus de chaux présents dans la stéarine. Sans cela, la chaux engorgerait la mèche et diminuerait sa capillarité[2]. Avec les mèches tressées et imbibées, l'éclairage à la bougie devient automatique, permettant plusieurs heures d'éclairage sans aucune manipulation.

La flamme d'une bougie comporte cinq parties distinctes (voir l'article « Flamme (combustion) », section « Anatomie » pour plus de détails). À la base de la flamme juste au-dessus du corps de la bougie, se trouve une zone sombre qui correspond à l'échappement des gaz combustibles. Elle est suivie d'une zone bleue étroite dans laquelle les gaz combustibles entrent en contact avec l'oxygène de l'air et où se produit la combustion, la température de cette zone est d'environ 1 200 °C. Cette combustion est incomplète et laisse dans la troisième zone un résidu de particules de carbone qui sont chauffées à 1 500 °C par la combustion. C'est cette partie de la flamme qui est la partie éclairante d'une bougie. À mesure que les gaz et les particules s'élèvent vers le haut dans la flamme, leur température baisse et la couleur vire à l'orange et au rouge. Par principe une bougie produit des suies[1] - [3] - [4].

Une bougie s'éteint lorsque l'on souffle sur sa flamme car on rompt le triangle du feu, ce qui stoppe sa combustion. Dans une chambre de combustion, on retrouve également ce terme de « flamme soufflée » lorsque le mélange carburant–air est trop pauvre. L'odeur de bougie que l'on perçoit à l'extinction d'une bougie est celle des gaz combustibles qui continuent de s'échapper de la mèche tant qu'elle reste suffisamment chaude pour fondre la stéarine. C'est également l'émanation de ce gaz qui permet de rallumer la bougie encore chaude à distance.

La cire à bougie devient gazeuse vers les 900 °C.

Bougies en cire d'abeille.

Pour déterminer l'énergie produite par la combustion d'une bougie, la stéarine ou tristéarine peut être considérée comme étant le combustible principal. Ce composé chimique, de formule ${\displaystyle C_{57}H_{110}O_{6}}$, a une masse molaire ${\displaystyle M(C_{57}H_{110}O_{6})=891g.mol^{-1}}$[5]. La stéarine s'oxyde au contact de l'air suivant la réaction :

${\displaystyle {C_{57}H_{110}O_{6}}_{(g)}+163/2\ {O_{2}}_{(g)}\longrightarrow 57\ {CO_{2}}_{(g)}+55\ {H_{2}O}_{(g)}}$

La formule topologique de la stéarine[5] permet de déterminer les liaisons qui se dissocient au cours de la réaction :

• 53 dissociations de liaisons ${\displaystyle C-C}$
• 6 dissociations de liaisons ${\displaystyle C-O}$
• 3 dissociations de liaisons ${\displaystyle C=O}$
• 110 dissociations de liaisons ${\displaystyle C-H}$

Il faut ensuite compter la condensation des 57 atomes de carbone, dont l'enthalpie a une valeur de ${\displaystyle \Delta _{r}H_{cond}^{o}=717\ kJ.mol^{-1}}$[6]

Ensuite se forment les produits de la réaction :

• 57 formations de molécules de ${\displaystyle CO_{2}}$
• 55 formations de molécules de ${\displaystyle H_{2}O}$

La loi de Hess permet de déterminer l'enthalpie standard de la réaction totale. Ainsi la combustion de la stéarine libère une énergie de 40,2 kJ/g.

Par exemple, une bougie dite "chauffe-plat", constituée en moyenne de 10 g de combustible, représente une énergie potentielle chimique de 402 kJ que la combustion libère sous forme de chaleur et de rayonnement.

Bougies pour un gâteau d'anniversaire

En l'absence d'électricité, jeu de dames à la lueur de la bougie en Tanzanie (2014).

La bougie constitue toujours une source de lumière de dépannage, mais ses utilisations ordinaires ne sont plus de l'ordre de l'utilitaire.

Pendant longtemps, les bougies ont servi à mesurer le temps. Elles auraient été inventées par Alfred le Grand au IX^e siècle afin de fixer les heures de ses prières nocturnes. Ces bougies étaient graduées ; en brûlant, la cire restante indiquait le temps écoulé.

Elle symbolise ainsi les années écoulées sur les gâteaux d'anniversaire. Cet usage incorpore des anciennes croyances liées au feu et à la lumière. Dans la Rome antique, il semble que l'anniversaire du pater familias était célébré de cette manière. Le fait de souffler des bougies le jour de son anniversaire proviendrait d'une tradition qui, à l'origine, permettait aux personnes les plus âgées de montrer que malgré les années elles étaient encore aptes à cet exercice (et donc en suffisamment bonne santé). Aujourd'hui, les bougies d'anniversaire empruntent diverses formes, répondent à des goûts divers ; on les souffle parfois dans l'espoir de voir se réaliser un souhait[7].

Le Carnaval de Rome se clôturait jadis par une grandiose bataille de bougies via del Corso. Le jeu consistait à porter une bougie allumée, appelée en italien moccolo, et éteindre celles des autres. Il y avait des milliers de participants à cette joyeuse festivité de nuit où l'on s'apostrophait avec vigueur[8].

Elle sert de décoration des sapins de Noël (avec des risques importants d'incendie, d'où son remplacement par des bougies électriques qui imitent les vraies) et des carillons d'anges.

Elle crée aussi l'intimité lors d'un dîner aux chandelles, au restaurant ou chez soi ; et se multiplie sur les lustres et les chandeliers dans des reconstitutions historiques parfois approximatives (la bougie ne produisant pas assez de lumière pour la caméra, les cinéastes ajoutent un éclairage artificiel, donnant une idée fausse de leur luminosité réelle) ou des réceptions.

Vecteur de piété mariale

Achat de bougie à l'unité en Zambie

L'emploi des bougies est toujours de mise dans les rituels religieux (on parle alors de cierge, comme le cierge pascal chrétien) et participe à l'éclairage des cérémonies. La piété catholique utilise également toujours des bougies allumées en accompagnement d'une prière, tout particulièrement quand elle est adressée à la Vierge Marie ou à des saints : le geste de faire brûler un cierge en remerciement perdure très largement.

La bougie est aussi utilisée dans d'autres religions ou apparentés, telle la Wicca.

La bougie peut être utilisée pour parfumer un lieu, elle devient alors une bougie parfumée. Beaucoup de bougies parfumées existent aujourd'hui.

Autres usages : bougie auriculaire ou bougie d'oreille.

Au Maghreb, en dehors des utilisations pour diverses fêtes (empruntées à l'Europe), l'utilisation principale concerne l'offrande aux marabouts. Mais elles ne sont pas allumées et constituent une aide pour l'entretien des lieux (la zaouia), elles sont revendues aux futurs visiteurs. On emploie aussi des bougies de cire d'abeille qui sont décorées et présentées lors des grandes fêtes (mariage, retour du hajj...), elles ne sont jamais allumées et restent comme décor dans la maison.

De nos jours les bougies participent aussi à des massages. Pour pratiquer des massages à l'aide de ces bougies on utilise en général des cires naturelles comme la cire d'abeille, associées à de la stéarine ou des huiles végétales pour abaisser le point de fusion des bougies et éviter les brûlures. La baisse du point de fusion permet notamment l'ajout d'huiles essentielles dans ces bougies sans risques de voir les bougies prendre feu à l'allumage.

On trouve maintenant des modules en plastique pouvant servir à créer des bougies soi-même. Pour ce type de bougies, il suffit de mettre de l'eau dans un récipient puis d'y ajouter de l'huile végétale qui sert de combustible pour la bougie.