vignette|Bougies sur chandeliers. vignette|redresse|Bougie avec des runes. vignette|Bougies à l’église - France. La bougie est un objet servant en général à éclairer, composé d'une cire de corps gras (cire d'abeille, paraffine solide, un sous-produit résidu de la distillation du pétrole et/ou stéarine, extrait de graisse animale et végétale) et d'une mèche enflammée.
On a aussi utilisé des bougies dans les horloges à feu et dans certains chauffe-plats.
Histoire
vignette|redresse|Bougies faites à la main.
Origines 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 plus 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.
Apparition de la bougie Le mot « bougie » est attesté dans la langue française au dans le traité de morale et d'économie domestique Le ménagier de Paris de 1393 : « Deux livres bougie grosse et menue trois sols quatre deniers la livre ». Le grammairien Gilles Ménage (1613-1692), suppose que le mot français bougie proviendrait de la ville de Bougie (en arabe, Bugaya, aujourd'hui Béjaïa) : « Peut-être de Bugie, ville d'Afrique. Les marchandises prennent souvent le nom du lieu d'où elles viennent. Or il est constant que nos marchands nous apportent souvent de la cire et des bougies d'Afrique. ». Les archives montrent en effet qu'au Bougie exportait essentiellement de la cire. Au , le quintal de cire de Bougie était vendu plus cher que celui de cuir. Au , Jean-Baptiste Gramaye décrit le commerce de cuir et de cire qui transite par le port de Bougie. L'étymologie du mot bougie provenant de Bougie, ville de l'Algérie où l'on fabriquait cette sorte de chandelle, est ensuite communément reprise dans les dictionnaires. Le Littré différencie la chandelle de cire et la bougie : « La chandelle de cire est la bougie de cire, et la bougie le rat de cave. Le rat de cave, ou pain de bougie, est une bougie mince et flexible pliée en rond qu'on porte dans sa poche pour s'éclairer dans une cave. ». Au , dans Le Théâtre d'agriculture et mesnage des champs, Olivier de Serres distinguait en effet les chandelles de cire que l'on se fabrique, mais « non pour l'ordinaire de notre ménager », et les bougies utilitaires en cire. La cire provenant de l'élevage de ses propres abeilles est essentiellement vendue aux nobles. La maîtresse de maison en garde une partie pour se confectionner des chandelles de cire, parfois en couleurs entremêlées, destinées à des usages particuliers comme l'éclairage pendant la lecture de livres, la réception d'amis, les banquets... Le reste de la cire est façonné en bougies pour un usage ordinaire.
Les bougies, naturellement de couleur jaunâtre, peuvent aussi être blanches si la cire qui les constitue a été blanchie par une exposition au soleil de plusieurs jours, voire plusieurs semaines. Les bougies blanches ont un coût encore plus élevé que celui des jaunes, et sont presque exclusivement utilisées dans les palais royaux. Le mot « chandelle » est réservé aux instruments faits de suif.
[Dès le en France, il existait une corporation des chandeliers-ciriers-huiliers rangée sous la bannière de saint Nicolas. Les principales opérations du métier consistaient à clarifier le suif et la cire, à couper et à ajuster les mèches de deux fils de coton et d'un fil de chanvre, à les attacher par rangées à une baguette, à les plonger et à les replonger dans le vase qui contient le suif ou la cire en fusion, jusqu'à ce qu'elles aient acquis la grosseur et le poids voulus. Cette corporation était très réglementée pour éviter les falsifications : il était notamment interdit de mêler la vieille cire avec la nouvelle, le suif de mouton avec le suif de bovin, et d'utiliser plus d'étoupe que de coton pour les mèches.]Référence nécessaire.
La noblesse [à quelle époque?] s'éclairait avec des cierges [les cierges sont réservés à l'usage ecclésiastique] en cire d'abeille (que l'on trouvait aussi dans les églises). La noblesse et les bourgeois disposaient également de « veilleuses » (ou « bougies de nuit », souvent dites « mortiers ») que l'on plaçait dans un petit vase de cuivre, dans un fond d'eau. Le cierge de cire d'abeille conserve les avantages de la chandelle et en élimine les défauts, mais ces cierges, alors fabriqués par un maitre-cirier étaient des produits de luxe (selon Julien Arbois, dans son livre "Petite histoire des Métiers d'Autrefois"), (soit environ 2,5 Livres). Les gens du peuple devaient se contenter de chandelles de suies qui enfumaient les pièces, noircissaient les murs et plafonds et probablement nuisaient à la santé de leurs utilisateurs.
Au théâtre, les "moucheurs de bougies" étaient payés pour rapidement grimper sous les lustres et retirer les mèches carbonisées des lustres entre deux actes, se déplaçant toujours avec un seau d'eau, au cas où des toiles de décor s'enflammeraient accidentellement.
La bougie industrielle telle que développée au milieu du se distingue de la chandelle par sa matière première, et par l'utilisation de mèches de coton tressé. Le tressage permet à la mèche de se courber et de se consumer : inutile alors de la moucher. Avec les cires artificielles, la chandelle fumante de suif disparaît.
Bougie stéarique En 1783, le chimiste suédois Carl Scheele (1742-1786) avait, dans le cadre de ses recherches sur le savon, fait bouillir de l'huile d'olive avec de l' et obtenu une substance au goût sucré qu'il avait appelée Ölsüss et que l'on connaît maintenant sous le nom de glycérine. En 1823, le chimiste français Michel-Eugène Chevreul (1786-1889), poussé par cette découverte, découvrit que ce ne sont pas les corps gras qui se combinent avec l'alcali pour former le savon, mais qu'ils sont d'abord décomposés en acides gras et en glycérine (ou glycérol). Chevreul est ainsi à l'origine de la théorie de la saponification. Ses études chimiques le conduisent à inventer la bougie stéarique (à base d'un acide gras particulier : l'acide stéarique) — notre bougie actuelle — qui remplace définitivement en 1825 la chandelle de suif.
Ces deux éléments sont à la base d'une industrialisation massive de la bougie et du savon. Désormais, savonniers et ciriers appartiennent à la même corporation, dont Nantes devient la capitale. Aujourd'hui encore, 80 % de la production française de bougies provient de la région nantaise.
L'apparition de la paraffine pétrochimique et de la stéarine (extrait de graisse animale et végétale) permet désormais la production de bougies de meilleure qualité.
Fonctionnement vignette|Bougie et allumette filmées au ralenti (120 images par seconde).
Le principe du fonctionnement de la bougie repose sur un phénomène d'auto-alimentation..
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.
vignette|redresse|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.. 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 . Cette combustion est incomplète et laisse dans la troisième zone un résidu de particules de carbone qui sont chauffées à 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. Voir ...
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 .
vignette|redresse|alt=Bougies en cire d'abeille.|Bougies en cire d'abeille.
Aspects énergétiques 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 , a une masse molaire .. La stéarine s'oxyde au contact de l'air suivant la réaction :
La formule topologique de la stéarine permet de déterminer les liaisons qui se dissocient au cours de la réaction : 53 dissociations de liaisons 6 dissociations de liaisons 3 dissociations de liaisons 110 dissociations de liaisons Il faut ensuite compter la condensation des 57 atomes de carbone, dont l'enthalpie a une valeur de .
Ensuite se forment les produits de la réaction : 57 formations de molécules de 55 formations de molécules de La loi de Hess permet de déterminer l'enthalpie standard de la réaction totale. Ainsi la combustion de la stéarine libère une énergie de .
Par exemple, une « bougie chauffe-plat », constituée en moyenne de de combustible, représente une énergie potentielle chimique de que la combustion libère sous forme de chaleur et de rayonnement.
Vitesse de combustion Elle se mesure par le rapport entre la masse brûlée et le temps de combustion, en g.h-1. Elle varie beaucoup selon le type de bougies (de 3,6 à 7,7 g.h-1 selon les marques et types de bougies) testées par le CSTB.