Température d’Atomiseur de Cigarette Electronique : part 1

La température de diffuseur de la cigarette electronique représente-t-elle un danger ?

L’innocuité de la vapeur produite par une cigarette electronique est encore un débat ouvert. De plus en plus d’informations sont disponibles sur la composition des e-liquides et les fournisseurs ne tarissent pas d’efforts pour être transparent sur la composition de leurs produits et pour utiliser des ingrédients « safe » (Ingrédients alimentaires, produits homologués FDA, etc.). Paradoxalement, l’effet des diffuseurs sur la composition de la vapeur produite reste dans une opacité la plus totale, malgré l’inquiétude grandissante que l’on peut observer chez les utilisateurs de la cigarette electronique.

Parmi les risques liés aux diffuseurs, on trouve en tête de liste la dégradation thermique du liquide au contact de l’électrode du diffuseur. En effet, le principe d’une cigarette electronique repose sur l’évaporation du e-liquide au contact d’une électrode qui est chauffée électriquement par effet Joule. Le e-liquide évaporé se condense ensuite pour former la vapeur visible et dense que l’on connaît bien. Aucune information fiable n’est aujourd’hui disponible sur la température réelle de l’électrode qui produit la vapeur dans les diffuseurs, alors que l’on sait par exemple qu’au-dessus de 250°C, le glycérol peut se décomposer en produits toxiques comme l’acroléine. Tout vapoteur s’est un jour plaint de fumées au gout âcre ou d’odeurs de brûlé !

Si la température à l’intérieur du diffuseur dépend des modèles de cigarette electronique et de leur mode d’utilisation, il nous parait nécessaire de rationaliser cette information et d’en informer la communauté des vapoteurs.  La température des diffuseurs disponibles sur le commerce est-elle compatible avec la production d’une vapeur saine ? Y a-t-il dégradation thermique de l’e-liquide au contact de l’électrode chauffante ?

Mesure de la température de la cigarette electronique

cigarette electronique ego c joyetech eclatée

Eclaté de e cigarette ego c joyetech

Pour clarifier le débat, nous allons tenter de donner des éléments de réponse à ces questions en mesurant quelle est la température des diffuseurs en condition d’utilisation réelle. Nous avons choisi pour ce test d’utiliser le modèle de cigarette electronique le plus prisé actuellement : l’Ego-C de Joytech .

La problématique de la mesure de la température dans les diffuseurs de cigarette n’est pas évidente car il s’agit d’un dispositif tout intégré et miniaturisé qui laisse peu de place à l’introduction d’un élément de mesure comme une sonde de température. Par ailleurs, l’utilisation de sonde introduit une perturbation sur la mesure car la sonde elle-même absorbe de la chaleur, ce qui ne peut être négligé pour un élément à mesurer aussi petit qu’une électrode de cigarette électronique. Nous avons donc choisi de mesurer la température de l’électrode avec une méthode sans contact et nous nous sommes naturellement portés sur l’utilisation de l’imagerie thermique, qui a en plus l’avantage de donner une information spatiale de la température.

cigarette electronique electrode ouverte

Figure 1 : gauche : Découpe du corps de la cigarette électronique. Droite : détail d’un diffuseur ouvert. On peut voir la mèche qui amène par capillarité le e-liquide sur l’électrode de vaporisation.

Pour se rapprocher le plus possible des conditions réelles d’utilisation, nous avons choisi de mesurer la température de l’électrode du diffuseur in situ, sans extraire le diffuseur. Le modèle testé est une Ego-C 2 1000 muni d’un diffuseur standard 2,3 ohm et d’un réservoir de 2.5 ml chargé de liquide Tribeca (Halo) contenant 18 mg/ml de nicotine.  La mesure de température a été réalisée avec une caméra thermique de laboratoire PI450 (Optris) muni d’un objectif germanium standard qui permet de mesurer des températures par imagerie thermique sur une gamme de 0 à 900°C avec une résolution thermique de 0.04°C.

Pour avoir une vision directe sur l’électrode de chauffe contenue dans le diffuseur, nous avons découpé une fenêtre  dans le corps de la cigarette électronique ainsi que dans le capot du diffuseur avec un outil de découpe muni d’un disque à tronçonner en céramique (figure 1). La cigarette electronique munie de sa batterie est ensuite positionnée sur un support en position verticale, à une distance d’environ 5 cm et la cigarette est mise en marche manuellement. Lors de la mise en marche de la cigarette, une épaisse vapeur se forme devant l’électrode qui perturbe la mesure. Nous avons donc choisie de souffler la vapeur à l’aide d’un ventilateur centrifuge (Sunnon Maglev) permettant d’obtenir un courant d’air bien localisé dirigé sur l’électrode. La cigarette électronique est mise en marche manuellement et une image thermographique est prise une seconde après l’allumage.

Les premières images (figure 2) nous ont permis de mesurer une température moyenne sur l’électrode de 151°C après 1 s de chauffe, avec point le plus chaud à 176°C. Cette température de point le plus chaud est proche de la température d’évaporation du PG qui est de 188°C.

Figure 2 : image thermographique de la cigarette electronique ouverte avant sa mise en marche (gauche) et après 1 s de fonctionnement (droite). Les couleurs indiquent la température selon l’échelle indiquée sur l’image et la température indiquée correspond à la moyenne de la température mesurée dans le cadre blanc.

Dans ces conditions d’utilisations, la température de l’électrode n’atteint pas a priori des températures capable de décomposer les composés principales des e-liquides tel que le VG, le PG et la nicotine (qui se décomposent à des températures au-delà de 240°C). Mais la température étonnamment élevée peut laisser penser que ces températures pourraient être facilement atteintes. Quelles sont les conditions dans lesquelles ces températures sont dépassées ?

=> La suite de l’étude

 

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8 commentaires sur “Température d’Atomiseur de Cigarette Electronique : part 1
  1. Macig dit :

    C’est intéressant tout ça. Est-ce que le ventilateur pourrait refroidir l’ensemble du dispositif de chauffe ? Quel est votre avis sur la température de décomposition de la glycérine végétale et ce fameux débat sur l’acroléine ? On entend souvent parler de ces 150 degrés nécessaires …

    • Mael dit :

      La présence du ventilateur ne semble pas modifier de manière importante la température (quand je le déplace, le rapproche ou l’éloigne, ça ne change pas grand-chose…).

      Concernant le débat sur l’acroléine, ça fait beaucoup de bruit, mais personnellement, je ne suis pas sure que ce soit le bon débat. A mon avis, l’opinion s’est emparée de l’acroléine parce qu’on en parle pour les huiles de fritures. Il y a production d’acroléine à partir de 250°C, mais surement pas de manière importante pendant les 2s que dure une bouffée de ecig.
      Ou sinon, je crois que l’on serait déjà tous mort dans les fast food ou les huiles atteignent ces températures… Par contre, quand les ecig surchauffent et que ça commence à sentir le roussi, là ce n’est pas pareil. Ça ressemble plus à de la combustion ou il n’y a surement pas que de l’acroléine qui est produite !

  2. SAGI dit :

    Super intéressant !!!!
    Vivement le 2 ième test

  3. bertomeu dit :

    C’est sûr, on attend la suite avec impatience, bravo !!!

  4. Gui dit :

    C’est une étude très intéressante.
    Par contre est-ce que la force de l’aspiration (lors d’une utilisation réelle) a travers la cigarette ne permet pas de refroidir d’une façon plus ou moins importante la température de la résistance? (c’est le principe de certains vaporisateur US, je me pose donc la question 🙂
    Il me semble que la puissance du ventilateur est trop diffuse pour générer un refroidissement quelconque comme indique dans les résultats

    • Nicolas dit :

      Bonjour Gul,

      désolé pour le retard.
      Suite à de nombreuses interrogations concernant l’influence de l’aspiration sur la température, nous avons refait les tests en insistant particulièrement sur ce point. Le fait que nous ayons ouvert une « trappe » dans l’atomiseur participe aussi à une modification des températures en conditions d’utilisations réelles. Nous avons donc utilisé une sonde de température. La température d’ébullition de l’e liquide est atteinte (pallier d’évaporation) en 0,34 secondes de plus que sans aspiration et la température est plus basse de 2,3 °C. Nous referons ces test avec des conditions de tension plus basse afin de mettre en évidence cette influence de façon plus précise.

  5. Ben dit :

    Flippant quand même, surtout que moi je tire des lattes qui font souvent plus de 3 sec. Par contre mon liquide ne jauni jamais sur mon evod bcc.

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