Vêtement en feu : pourquoi s'arrêter, se coucher et rouler plutôt que courir ?
― La chaleur de la flamme grimpe le long du corps debout jusqu'au visage
Quand une manche prend feu, tout le monde veut fuir en courant. Pourtant, c'est le pire des gestes. Les gaz chauds d'une flamme montent tout droit. Le corps d'une personne debout se trouve exactement sur leur passage. Il suffit de s'allonger pour que la chaleur quitte le corps et file vers le haut.
Par une nuit froide, vous réchauffez une casserole sur la cuisinière à gaz. Pour attraper une épice au fond, vous tendez le bras, vêtu d'un polaire moelleux, au-dessus du feu.
Soudain, vous voyez le bord de votre manche briller en orange. La flamme remonte le long du bras bien plus vite que prévu.
Votre réflexe : « courir jusqu'à l'eau ». Pourtant, les pompiers enseignent exactement l'inverse : s'arrêter sur place, se coucher et rouler.
Il n'y a que deux raisons de ne pas courir
L'air autour de la flamme est chaud et léger : il s'élève à la verticale. Debout, la chaleur des flammes de la manche ou de l'ourlet monte directement de la poitrine jusqu'au visage.
Le feu brûle grâce à l'oxygène de l'air. En courant, vous l'éventez comme avec un éventail : de l'air frais arrive sans cesse sur la flamme.
« S'arrêter, se coucher, rouler » coupe ces deux problèmes d'un coup. Allongé, votre visage sort du chemin de la chaleur. En roulant, la face qui brûle est plaquée au sol et l'air n'y parvient plus.
Un corps debout fait office de cheminée
Une flamme, ce sont des gaz chauds qui brillent. Plus légers que l'air ambiant, ils s'élèvent. C'est comme l'eau du bain, plus chaude en surface.
Une personne debout ressemble à un long tube vertical. Les gaz chauds nés à l'ourlet ou à la manche montent le long de sa surface. En chemin, ils chauffent le tissu situé plus haut, qui devient plus inflammable et prend feu à son tour. La flamme se propage ainsi de bas en haut, en accélérant.
Suspendez un tissu à la verticale et allumez-le par le bas : la flamme file vers le haut d'un seul trait. Allumé par le haut, il ne brûle vers le bas que lentement. La chaleur, elle, va vers le haut.
Regardez la figure 1. Avec le curseur, vous changez l'inclinaison du corps, et la longueur du corps enveloppée de gaz chauds change. Debout, tout le corps au-dessus de la flamme baigne dans la chaleur. Allongé, les gaz chauds quittent le corps et s'échappent vers le haut.
En courant, on livre de l'air à la flamme
L'autre raison, c'est l'air. Pour continuer à brûler, une flamme a besoin d'un apport constant d'oxygène. Même immobile, les gaz chauds qui montent aspirent de l'air frais par le bas.
En courant, un vent de face s'ajoute. C'est comme éventer un feu de camp : il s'active. De plus, la personne qui court ne voit pas les flammes dans son dos ou sur ses bras. Quand elle atteint l'eau, le feu est devenu bien plus grand.
Rouler sert à couper cet air. Plaquée contre le sol, la face qui brûle ne reçoit plus d'oxygène. À chaque changement de côté, une autre face est écrasée. Roulez plusieurs fois à gauche et à droite, jusqu'à l'extinction.
Sur un vêtement en coton ou en viscose gratté, ou à longs poils, la flamme peut parcourir la surface en un éclair dès qu'elle touche les fins poils. Les pompiers mettent en garde contre ce phénomène, appelé « flash de surface ». Ces poils sont légers, chauffent vite et baignent dans beaucoup d'air. Pour cuisiner, choisissez des manches ajustées et disposez les ustensiles pour ne pas tendre le bras au-dessus du feu.
Alors, que faire ?
- S'arrêterNe courez pas. En courant, vous envoyez de l'air à la flamme et la chaleur monte vers le visage.
- Se coucherAllongez-vous sur place et couvrez votre visage de vos deux mains. Cela écarte le visage de la chaleur et évite d'inhaler les flammes.
- RoulerRoulez de gauche à droite en écrasant les parties qui brûlent contre le sol, jusqu'à l'extinction.
Une personne proche coupe d'abord la cuisinière ou le poêle pour supprimer la source de chaleur. Puis elle crie à la victime : « Arrête-toi, couche-toi, roule ! ». Si de l'eau est à portée de main, versez-la pour éteindre. Avec une serviette de bain ou un manteau, plaquez le tissu du visage vers les pieds pour étouffer les flammes. Même après l'extinction, refroidissez la brûlure à l'eau courante du robinet et appelez aussitôt les secours (le 119 au Japon). Si le feu gagne les meubles ou un mur, n'essayez pas de l'éteindre : sortez tous dehors.
En résumé
Les gaz chauds d'une flamme montent à la verticale. Un corps debout est sur leur chemin, et la flamme d'une manche ou d'un ourlet peut atteindre la hauteur du visage en moins d'une seconde. Courir envoie de l'air à la flamme. S'arrêter et se coucher écarte le visage de la chaleur. Rouler coupe l'air de la face qui brûle.
Quand on veut fuir, il faut justement s'allonger sur place.
La flamme file vers le haut, et près du sol on ne peut pas respirer.
Pourquoi la flamme pointe vers le haut : voir « Pourquoi la flamme d'une bougie s'allonge-t-elle vers le haut ? ». Pourquoi se baisser pour fuir la fumée d'un incendie : voir « Pourquoi faut-il se tenir bas pour fuir un incendie ? ».
- Faites bouillir de l'eau dans une bouilloire et regardez la vapeur sortir du bec, de côté. Même sortie en oblique, elle se redresse à la verticale. On voit ainsi l'air chaud monter.
- Placez la paume de la main à environ 30 cm au-dessus de la vapeur. Comparez la chaleur ressentie avec celle de la main placée à la même distance, sur le côté. Pour ne pas vous brûler, retirez la main dès que c'est chaud.
- En famille, entraînez-vous une fois à « s'arrêter, se coucher, rouler » sur le sol. Essayez de rouler de gauche à droite en gardant les deux mains sur le visage.
Si seul le dessus est chaud, on comprend à quel point un corps debout est dans le chemin de la chaleur. Ne faites surtout pas d'expérience avec un vrai feu.
Pour aller plus loin ― termes, formules et liens avec les manuelsDu collège à l'université : le niveau de chaque passage est indiqué
- CollègeCe qu'on apprend en sciences au collège
- LycéeCe qu'on apprend au lycée en physique et chimie de base
- Lycée+Approfondissement du lycée, ou encadré de manuel
- Univ.Matières spécialisées de l'université (combustion, ingénierie incendie), hors programme du lycée
- RechercheSujets que les chercheurs étudient en ce moment, pas encore enseignés comme acquis
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Inflammation de vêtements : le feu prend aux vêtements que l'on porte. Cela arrive près des cuisinières, des poêles, des bougies d'autel, et touche surtout les personnes âgées.
- Triangle du feu : un combustible, de l'oxygène et de la chaleur (température). Supprimer l'un des trois éteint le feu. Rouler coupe l'oxygène, l'eau enlève la chaleur.
- Courant ascendant (panache d'incendie) : flux d'air et de gaz réchauffés par la flamme, qui deviennent légers et montent en colonne.
CollègeLycéeVérifier par une formule : en combien de secondes la chaleur de la manche atteint-elle le visage ?
On estime le temps que mettent les gaz chauds nés à la manche, près de la poitrine, pour monter de 50 cm jusqu'au visage. On déduit la vitesse de montée de la poussée d'Archimède subie par les gaz chauds.
| En symboles | v ＝ √( 2 × g × h × ( T − T0 ) ÷ T ) |
| En mots | vitesse de montée ＝ racine carrée de : 2 × accélération de la pesanteur × hauteur montée × « écart de température ÷ température des gaz chauds » |
| D'où vient-elle ? | Bilan d'énergie : la poussée due à la légèreté des gaz chauds se transforme en énergie cinétique sur la hauteur h. « Écart ÷ température » est la proportion dont les gaz chauds sont plus légers que l'air ambiant. |
| Accélération de la pesanteur g | 9,8 m/s² |
| Hauteur de la manche au visage h | 0,5 m |
| Température T des gaz chauds juste au-dessus de la flamme | On suppose environ 1000 K (environ 730 ℃) |
| Température T0 de l'air ambiant | Environ 300 K (environ 27 ℃) |
| 2 × accélération de la pesanteur | 2 × 9,8 ＝ 19,6 |
| Multiplier par la hauteur | 19,6 × 0,5 ＝ 9,8 |
| Écart de température | 1000 − 300 ＝ 700 |
| Proportion de légèreté | 700 ÷ 1000 ＝ 0,7 |
| Contenu de la racine | 9,8 × 0,7 ＝ 6,86 |
| Vitesse à hauteur du visage | Racine de 6,86 : environ 2,6 m/s |
| Vitesse moyenne pendant la montée (accélération depuis 0) | 2,6 ÷ 2 ＝ 1,3 m/s |
| Temps pour atteindre le visage | 0,5 ÷ 1,3 ≒ 0,38 s |
En réalité, les gaz chauds entraînent l'air ambiant, se refroidissent un peu et ralentissent. Le temps reste pourtant d'environ une seconde au plus. La chaleur atteint le visage avant même qu'on se mette à courir après avoir senti qu'il fait chaud.
| 2,6 m/s en km/h | 2,6 × 3,6 ≒ 9,4 km/h |
Autrement dit, un vent ascendant plus rapide qu'une marche vive souffle le long du corps. Allongé, ce vent ne souffle plus sur le corps mais vers le ciel.
| Symbole | Signification et unité |
| v | Vitesse de montée des gaz chauds (m/s) |
| g | Accélération de la pesanteur (m/s²) |
| h | Hauteur montée (m) |
| T | Température des gaz chauds (K, température absolue) |
| T0 | Température de l'air ambiant (K) |
LycéeLycée+Pourquoi le feu se propage-t-il si vite vers le haut ?
LycéeUn gaz qui chauffe se dilate et sa masse par unité de volume (densité) diminue. D'après la loi de Boyle-Mariotte et de Charles, à pression égale, la densité est inversement proportionnelle à la température absolue. La densité du gaz à 1000 K vaut environ 30 % de celle de l'air à 300 K. Cette légèreté crée une poussée qui soulève les gaz chauds.
Lycée+Quand la flamme monte le long d'un tissu vertical, le tissu non brûlé au-dessus est préchauffé par les gaz chauds et le rayonnement de la flamme. Plus il est chaud, plus il s'enflamme vite : la flamme s'allonge en avançant et préchauffe encore plus loin. On parle de « propagation ascendante de la flamme », qui accélère. Vers le bas, la chaleur s'échappe du côté opposé à l'avancée : la propagation est lente et à vitesse constante.
Univ.Combustion de diffusion et panache d'incendie
La flamme d'un vêtement est une combustion de diffusion : le combustible (gaz issus de la décomposition thermique du tissu) et l'air se mélangent en brûlant. La vitesse de combustion dépend de la vitesse d'arrivée de l'oxygène à la flamme. En courant, le vent de face augmente l'apport d'oxygène et renforce la combustion. Le flux au-dessus de la flamme s'appelle panache d'incendie : il monte par poussée en entraînant l'air environnant. L'évolution de sa vitesse et de sa température s'exprime par la théorie des panaches de flottabilité et par les corrélations de McCaffrey en science de l'incendie.
📖 Dérivation des formules et suites : Combustion de diffusion (Wikipédia, en japonais) ／ Poussée d'Archimède (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qu'on ne sait pas encore bien
- La propagation selon la matière et la forme du vêtement. La longueur des poils, les couches superposées et l'ampleur des manches changent beaucoup la vitesse de la flamme. Prévoir le comportement sur une personne habillée reste difficile.
- L'efficacité réelle de « s'arrêter, se coucher, rouler ». Le conseil est jugé efficace, mais peu d'études vérifient combien de tours rouler, ou comment l'enseigner aux personnes âgées ou handicapées.
- Les conditions du flash de surface. La finesse et la densité des poils, ainsi que l'humidité, décident si la flamme court sur la seule surface. La frontière fait encore l'objet de recherches.
Cet article n'est donc qu'une explication de « ce que l'on sait aujourd'hui ». Mais le fait que la chaleur d'une flamme monte est une base solide.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / chapitre | Où dans cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences (combustion et oxygène, dilatation de l'air) | Triangle du feu, pourquoi courir apporte de l'air |
| Lycée | Physique de base (poussée, énergie), chimie de base (lois des gaz) | Formule de la vitesse de montée des gaz chauds |
| Lycée+ | Transferts thermiques, approfondissement | Différence entre propagation vers le haut et vers le bas |
| Univ. | Ingénierie de la combustion et de l'incendie | Combustion de diffusion, panache d'incendie |
| Recherche | Sécurité incendie, inflammabilité des textiles | Propagation selon la matière, efficacité de l'enseignement |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Tenue en cuisine, prudence près du poêle, entraînement en famille |
- Tokyo Fire Department (東京消防庁), document d'information « Attention à l'inflammation des vêtements » (s'arrêter, se coucher, rouler ; mise en garde sur le flash de surface).
- Fire and Disaster Management Agency (消防庁), Livre blanc des pompiers (消防白書) (causes des incendies domestiques et décès).
- D. Drysdale, An Introduction to Fire Dynamics, 3rd ed., Wiley, 2011 (propagation de la flamme vers le haut et le bas, panache d'incendie).
- Japan Association for Fire Science and Engineering (日本火災学会), éd., Manuel de l'incendie (火災便覧), 4e éd., Kyoritsu Shuppan, 2018.
- National Fire Protection Association (NFPA), documents d'éducation à la prévention « Stop, Drop and Roll ».
※Cet article est une explication scientifique grand public. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur pour comprendre le mécanisme. En cas d'incendie réel, suivez les consignes des pompiers et des autorités locales. En cas de brûlure, consultez un établissement médical sans vous fier à votre propre jugement.