Questions aux experts

C'est très simple. Après avoir éteint la bougie, la mèche en est encore très chaude. A ce moment-là, comme lorsque la bougie est encore allumée, la cire fondue monte par capillarité dans la mèche, et s'y évapore. Elle se recondense alors juste au dessus, ce qui lui procure un aspect blanchâtre : cette cire recondensée constitue en effet une partie de la "fumée" que vous avez observée.
Lorsque vous approchez une flamme de cette fumée, la cire évaporée s'enflamme à nouveau ; la flamme se propage jusqu'à la mèche, ce qui rallume la bougie.
Vous pouvez effectuer une expérience complémentaire (bien qu'un peu délicate) en plaçant l'extrémité d'un tube de verre dans le cœur de la flamme de la bougie, et en approchant une allumette enflammée de l'autre extrémité du tube de verre : les divers produits recueillis (dihydrogène, sous produits de combustion et cire évaporée) s'enflamment : la flamme est dédoublée, et sans l'aide d'une deuxième mèche !
Il est en outre intéressant de rappeler sur quel mécanisme repose le fonctionnement de la bougie, dont la complexité étonne toujours les élèves. En l'absence de mèche en effet, il est impossible d'allumer une bougie. Celle-ci est indispensable pour assurer un contact entre la cire fondue et l'air oxygéné qui monte vers elle, aspiré par l'élévation des gaz de combustions chauds, moins denses que l'air ambiant. Ce n'est en effet pas la mèche qui brûle, mais bien la cire :

désolidarisée de la cire, la mèche se consume en quelques instants, en émettant une fumée noire. Mais d'où vient la cire fondue, et comment parvient-elle à monter dans la mèche ? Elle est en fait produite par la chaleur dégagée par la combustion de la cire qui se trouve déjà dans la mèche ; en d'autres termes, la bougie entretient sa propre combustion. Ce comportement suicidaire est très différent du principe de la lampe à pétrole. Mais comme dans la lampe à pétrole, le combustible liquide, ici la cire fondue, monte dans la mèche par un phénomène complexe que l'on nomme capillarité.
Lorsque l'on observe la flamme, par ailleurs, on remarque la présence de plusieurs couleurs, et notamment la présence d'un cône sombre juste au dessus de la mèche. La couleur jaune de la flamme provient de la présence de fines particules de carbone encore non oxydées qui, chauffées, s'ionisent et forment un plasma, dont les étapes de recombinaison produisent de la lumière visible. Quant à l'intérieur du cône, il constitue la partie la plus froide de la flamme.
L'interprétation en est simple mais intéressante. On comprend facilement pourquoi à l'extérieur de la flamme, la température est faible : les enfants expliquent qu'à trop grande distance de la mèche il n'y a rien à brûler ; en d'autres termes, la concentration en combustible (ici les molécules de cire volatilisées, ou les produits d'oxydation incomplète de celles-ci) est trop faible pour que la combustion soit possible. Mais si l'intérieur de la flamme est plus froid que son enveloppe, c'est parce que c'est cette fois le comburant (ici, le dioxygène) qui fait défaut, étant consommé avant de pouvoir parvenir dans le cône central !
Ainsi, la partie la plus chaude de la flamme est approximativement la région de l'espace où le produit des concentrations en combustible et en comburant est maximal, c'est-à-dire le sommet du cône sombre et son enveloppe, et non simplement la région de l'espace où la concentration en combustible est maximale...

On "allume" une bougie froide en lui apportant de l'énergie thermique.
Pratiquement, on touche la mèche avec une allumette enflammée. Quand on éteint la bougie, la mèche reste chaude (la fumée monte). Pour produire alors une flamme, l'énergie thermique nécessaire est moins importante : il suffit d'approcher l'allumette enflammée (qui rayonne de l'énergie) sans toucher la mèche. Inversement, si l'on peut dire, on peut allumer une allumette en la plaçant au dessus de la flamme d'une bougie, sans toucher celle-ci.