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Chap 12 Bilan énergétique d’une combustion Cours
I : Carburants et combustibles couramment utilisés
Les composés organiques couramment utilisés pour les combustions appartiennent à trois 
familles (n désigne le nombre d’atomes de carbone présents dans la molécule) :
Famille Les alcanes Les alcènes Les alcools
Formule brute CnH2n+2 CnH2n CnH2n+1OH

II : Combustions complètes des composés organiques
La combustion d’un composé organique est son oxydation dans le dioxygène de l’air. Elle 
est complète si les seuls produits de la réaction sont du dioxyde de carbone et de 
l’eau (dans la réalité une combustion n’est jamais complète à 100 %). 
Pour espérer réaliser une combustion complète, il faut que le dioxygène (souvent issu de l’air) 
soit apporté au minimum dans les proportions stœchiométriques de la réaction.
Combustion complète du butane C4H10 +
13
2
O2 ⟶ 4 CO2 + 5 H2O
Combustion complète de l’hexène C6H12 + 9 O2 ⟶ 6 CO2 + 6 H2O
Combustion complète du méthanol CH3OH +
3
2
O2 ⟶ CO2 + 2 H2O
▲ Exemples de combustions complètes
III : Bilan de matière d’une combustion complète
A - Méthode de résolution d’un bilan de matière
Un bilan de matière permet de calculer les masses qu’il faudra faire réagir (les réactifs) et 
celles que l’on récupérera (les produits). Ce bilan nécessite de passer par les quantités de 
matière pour la résolution.
Les quantités de matière qui disparaissent (cas des réactifs) ou qui sont formées (cas des 
produits) sont reliées entre elles par la loi des proportions stoechiomètriques.
La loi des proportions se déduit de l’équation bilan de la réaction. A titre d’exemples :
Exemples Equation bilan Loi des proportions
Combustion
de l’heptane C7H16 + 11 O2 ⟶ 7 CO2 + 5 H2O
n(C7H16)
1
=
n(O2)
11 =
n(CO2)
7
=
n(H2O)
5
Combustion
de l’éthanol C2H5OH + 3 O2 ⟶ 2 CO2 + 3 H2O
n(C2H5OH)
1
=
n(O2)
3
=
n(CO2)
2
=
n(H2O)
3
Exemple d’application :
On brûle de façon complète 200 g de C7H16. Quelle masse de dioxygène consomme-t-on ? 
Quelles masses de chacun des produits seront produites ?
Données : M(C7H16) = 100 g.mol–1
; M(O2) = 32,0 g.mol–1
; M(CO2) = 44,0 g.mol–1
; M(H2O) 
=18,0 g.mol–1
Solution :
Etape 1 : calcul de la quantité de matière du réactif consommé
n(C7H16) =
m(C7H16)
M(C7H16)
=
200
100 = 2,00 mol
Etape 2 : calcul des quantités de matière inconnues à l’aide de la loi des proportions :
n(O2)
11 =
n(CO2)
7
=
n(H2O)
5
= n(C7H16) ⇒
n(O2) = 11 n(C7H16) = 11 × 2,00 = 22, 0 mol
n(CO2) = 7 n(C7H16) = 7 × 2,00 = 14, 0 mol
n(H2O) = 8 n(C7H16) = 8 × 2,00 = 16, 0 mol
Etape 3 : calcul des masses recherchées :
m(O2) = n(O2)M(O2) = 22,0 × 32,0 = 704 g
m(CO2) = n(CO2)M(CO2) = 14,0 × 44,0 = 616 g
m(H2O) = n(H2O)M(H2O) = 16,0 × 18,0 = 288 g
IV : Énergie échangée lors d’une combustion complète
A - Pouvoirs calorifiques d’un combustible
On distingue :
− Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) : c’est l’énergie libérée par la combustion d’un 
kilogramme de combustible, les fumées contenant de l’eau sous forme vapeur.
− • Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) : c’est l’énergie libérée par la combustion d’un 
kilogramme de combustible à laquelle vient s’ajouter l’énergie libérée par la condensation 
de la vapeur d’eau contenue dans les fumées.
B - Quantité de chaleur utile libérée par un combustible
1. Cas d’une chaudière « classique »
Q = m PCI
• Q : quantité de chaleur utile libérée par la combustion ; [Q] = J ;
• PCI : pouvoir calorifique inférieur ; [PCI] = J. kg−1
;
• m ∶ masse du combustible utilisé ; [m] = kg.
Remarque : Conversion des pouvoirs calorifique
2. Cas d’une chaudière à condensation 

• Q : quantité de chaleur utile libérée par la combustion ; [Q] = J ;
• PCI : pouvoir calorifique inférieur ; [PCI] = J. kg−1
;
• PCS: pouvoir calorifique supérieur ; [PC] = J. kg−1
;
• m ∶ masse du combustible utilisé ; [m] = kg.
• meau ∶ masse d’eau formé lors de la combustion ; [meau] = kg.
• Lv
∶ chaleur latente de vaporisation de l’eau ; [Lv
] = J. kg−1
.
V : Gaz à effet de serre et réchauffement climatique

Un gaz à effet de serre laisse passer une grande partie du rayonnement solaire qui réchauffe 
Les unités utilisées pour les pouvoirs calorifiques
Combustible
Masse 
volumique
 [kg·L-1
]
Masse 
molaire 
M [kg·mol-1
]
PCI
J·kg-1 kWh·kg-1 J·L-1 J·mol-1
Méthane 656×10-3 16,0×10-3 50,0×106 13,9 32,8×103 800×103
Méthanol 0,792 32,0×10-3 19,9×106 5,53 15,8×106 637×103
Facteurs de conversion
 3,6×106 
 ×  
 × M 
Suivant les unités, pour calculer l’énergie libérée par la combustion, il faut multiplier le PCI 
par la masse de combustible, son volume, ou sa quantité de matière.
Q = m PCS
Q = m PCI + meauLv
la Terre, mais « piège » une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre. C’est ainsi 
que la Terre garde une partie de l’énergie qu’elle rayonne vers l’espace. 
Si la concentration en gaz à effet de serre augmente, davantage d’énergie est piégée 
dans son atmosphère, ce qui augmente sa température.
Gaz à effet
de serre
Eau
Dioxyde
de
carbone
Méthane Protoxyde
d’azote Ozone Gaz
chlorofluorés
Formule 
chimique H2O CO2 CH4 N2O O3
CF2Cl2, 
CH2Cl2...