Ratage de science : l’excellente idée d’enflammer une bouteille de 20 Litres de vapeurs d’isopropanol

Un prof de chimie enflamme une bouteille de 20L contenant des vapeurs d’isopropanol, est-ce que ça peut finir bien ? Bien-sûr que non ! Encore un ratage de science analysé avec images à l’appui, ralenti et Gif des moments clés. 

Voici le contexte (hypothétique, mais basé sur mon expérience de prof de sciences) : des élèves ont dû tanner à fond un prof de chimie pour qu’au moins une fois dans l’année, il réalise une expérience avec du feu et si possible que ça puisse exploser. C’est le dernier vendredi après-midi avant les vacances de Pâques et le prof cède avec un mou « bon d’accord ». Il prépare vite fait une expérience où il verse un fond d’isopropanol (qui est un nom erroné en fait, on préfèrera dire alcool isopropylique) dans une bouteille en plastique de 20L. Il se dit que bon, puisque la bouteille reste ouverte, il n’y a pas de risque d’explosion, le surplus de pression dû à la dilatation des gaz en combustion et de la chaleur sera évacué par le goulot, comme une tuyère. Mais non :

On voit quand-même vers le début de la vidéo que le prof a l’air agacé et n’est pas trop sûr de lui : il confie un extincteur à une élève. La combustion de l’isopropanol prend un certain temps avant de se mettre en route, une partie a probablement diffusé hors du récipient, il doit enfoncer un peu plus loin dans la bouteille son espèce de chalumeau, ce qui est assez dangereux pour l’enseignant vu qu’il doit se rapprocher de la bouteille et de fait, le gars va être carrément soufflé par l’explosion de la bouteille qui a suivi un tout début de combustion ! Les élèves, se sont littéralement enfuis du local (ce qui n’a pas manqué d’être fait dans une joyeuse ambiance :-D) et heureusement, ils avaient été mis en retrait de l’expérience par le prof. Dernière chose rigolote, ce n’est pas la fille à qui on avait confié l’extincteur qui se charge d’éteindre le feu, elle a probablement foutu le camp apeurée, c’est le prof qui s’en est chargé ; il est tout à fait normal que ce soit l’enseignant qui s’en charge en fait.

Comment faire pire que ça ?

Qu’est-ce qui serait pire qu’enflammer des vapeurs d’isopropanol dans une bouteille en plastique de 20 L ?
Enflammer des vapeurs d’isopropanol dans une bouteille en verre bien sûr ! Et c’est ce qui a été fait dans la vidéo qui suit… Et ça ne se termine pas bien, une sorte de (ratage de science)² ! En plus de cela, le contexte est intéressant : ambiance de début des années ’90, le prof a l’air de préparer une manip et, pionnier vidéo-scientifique, il filme ses expériences avec un caméscope sur cassette VHS :

« Waw, are you OK ?« . Moi, je dis juste que le type a eu une chance de fou ! Il aurait pu sacrément se blesser avec un éclat de verre. En plus de cela, sur l’avant de sa paillasse, il y a un ballon avec un liquide en ébullition dedans, une énorme bouteille brune de l’autre côté de la table (ces bouteilles sont utilisées pour les réactifs méchants… Serais-ce sa réserve d’isopropanol ? Si c’était le cas et qu’elle serait tombée en se cassant par terre, il aurait facilement fait exploser son labo ou tout au moins, l’incendier dans les règles, lui et ses amis avec !). Il n’a pas non-plus l’air d’avoir d’extincteur, il se charge d’éteindre son désastre comme si il soufflait les bougies d’un gâteau d’anniversaire. Un ratage de science qui a été à deux doigts de virer au drame…

Faire ce genre de manip mais en prenant moins de risques

Cette expérience est un classique des manips en classe. Mais pourquoi est-ce qu’il y a un risque d’explosion ?

• Quand on ne dilue pas le liquide inflammable avant de le vaporiser dans la bouteille : la présence d’eau dans le mélange va ralentir la combustion, tout simplement ! En ce qui concerne l’isopropanol, une dilution de 30% eau et 70% isopropanol est vraiment correcte. Si vous désirez faire l’expérience avec de l’éthanol, 70% est une bonne concentration aussi.
• Quand l’oxygène est en excès ou en proportions stœchiométriques : rholalala ! Du vocabulaire barbare ! Mais le concept est simple : un gaz combustible ne brûle pas sans oxygène, de fait. Mais dans certaines proportions précises, celles qui correspondent à l’équation chimique (stœchiométriques) le mélange éthanol-oxygène (dans l’air) brûle tellement bien (et donc, vite) qu’il peut mener à une explosion (au lieu d’une combustion moins rapide) :

C₂H₅OH + 3O₂ –> 2CO₂ + 3H₂O + Energie

• Comment minimiser le risque d’explosion ? En plaçant un excès de gaz inflammable en versant une quantité importante de substance liquide dans le récipient et en prenant le temps de secouer le récipient dans tous les sens afin de maximiser la vaporisation ; en versant une solution diluée à 70% de substance inflammable (éthanol ou alcool isopropylique), la combustion sera également ralentie grâce à la présence de 30% d’eau dans le mélange.

Flinn, avec ses collègues Catherine et Steve ont fait une vidéo là-dessus. Vous allez voir, le style est excellent ! Lunettes de labo, polo et pantalon remonté dessus, « safety first »

C’est plein d’humour de laborantin mais surtout, les précautions de sécurité pour réaliser l’expérience de la bouteille en feu (Whoosh bottle) sont bien explicitées :

Sinon, pour finir, j’avais testé le même genre de manip mais avec un long tuyau transparent ouvert des deux côtés dans lequel on avait, avec l’incroyable Alex, laissé s’écouler du butane, le gaz que l’on retrouve d’habitude dans les bonbonnes pour cuisinière, ça a donné un superbe effet et une super manip ! La manip en soi est impressionnante et n’est pas dangereuse si les conditions de sécurité minimales sont respectées : avoir un extincteur à proximité, travailler dans un local aéré, contrôler la valve de gaz et surtout, ne pas oublier que des gaz qui s’enflamment se dilatent en pleine combustion et peuvent causer des brûlures graves et/ou des explosions si ils sont enfermés dans un récipient, avec ou sans ouverture !

Bonnes expérimentations !

Et la semaine prochaine, on se retrouve avec une expérience qui permet de mesurer nos réflexes !