SCIENCE PRATIQUE

Chaleur à haute fréquence

Sciences et AvenirHenri-Pierre Penel
Les plaques à induction sont alimentées par un courant haute fréquence qui leur procure une grande réactivité et un bon rendement énergétique. Elles sont bien plus efficaces que les foyers au gaz ou les halogènes.
OFFRIR UN CONFORT d'utilisation équivalent à celui d'une cuisinière au gaz sans les risques inhérents, c'est la vocation première des tables de cuisson à induction. Chauffant beaucoup plus rapidement que leurs consoeurs halogènes, avec lesquelles on les confond souvent en raison de leur aspect similaire, elles connaissent un succès croissant. D'autant que les progrès des systèmes électroniques de puissance, chargés de les piloter ont permis de réduire considérablement leur coût de production. Et cela bien qu'elles requièrent l'utilisation d'ustensiles de cuisine spécifiques.
Quels sont les atouts de ces tables de cuisson ?
La rapidité de la montée en température, comme de la descente, leur assure une grande réactivité. De plus, contrairement aux autres dispositifs tels que les tables à halogène ou le gaz, ces plaques induisent la chaleur directement dans le métal du récipient (voir l'infographie). C'est ainsi la casserole qui chauffe et non l'aliment lui-même, ce qui évite les pertes d'énergie inhérentes aux autres procédés : échauffement très important des lampes halogènes, circulation d'air chaud autour des flammes du gaz, etc., et leur confère un rendement élevé. Faire bouillir un litre d'eau, par exemple, consommera moins d'énergie. Sur ce point, on peut les qualifier d'écoresponsables.
Qu'appelle-t-on table vitrocéramique ?
La vitrocéramique est le matériau de la vitre qui recouvre tant les lampes des tables halogènes que les bobines de celles à induction. Il s'agit d'un composant vitreux résistant à de hautes températures (500 °C), qui ne « claque » pas sous l'effet de la chaleur.
Pourquoi faut-il des récipients spécifiques ?
Sous la dalle vitrocéramique, des bobinages sont alimentés par un courant haute fréquence (25 à 50 kilohertz) qui appliquent au récipient un champ magnétique intense, également haute fréquence. Ce champ magnétique oscillant conduit à l'apparition et à la circulation de très forts courants électriques dans le fond de la casserole (courants induits ou courants de Foucault) provoquant son échauffement. Pour ce faire, il faut que la matière qui la compose soit conductrice d'électricité -- comme l'acier mais pas l'aluminium -- et réagisse à la sollicitation du champ magnétique. De plus, le fond doit être épais : il faut en effet une quantité de métal importante pour que le phénomène se produise et pour homogénéiser la température.
Peut-on reconnaître facilement un récipient adapté ?
La mention « adapté à l'induction » figure sur les ustensiles appropriés ainsi qu'un logo représentant un solénoïde (ressort) figurant la bobine d'induction. Pour les ustensiles plus anciens, un test simple peut se pratiquer à l'aide d'un aimant. Si celui-ci reste collé sur le fond du récipient, l'ustensile sera utilisable sur la plaque à induction. Ce qui n'est pas le cas, par exemple, des casseroles en cuivre, sauf celles dotées d'un disque ferromagnétique compatible. Ce disque peut également s'acheter indépendamment, mais la table de cuisson perd alors en rendement.
Leur taille a-t-elle de l'importance ?
Pour que le rendement de la table de cuisson soit optimal, la casserole doit couvrir l'intégralité de la zone d'induction figurée par un cercle, exception faite de zones modulables (lire plus loin). Si la casserole est trop petite, la montée en température est beaucoup moins rapide.
Combien de foyers (« zones ») retenir ?
Les foyers des tables de cuisson à induction vont généralement par paires, les systèmes électroniques chargés de produire les courants haute fréquence étant conçus pour gérer deux bobines simultanément. D'où les tables à induction comptant deux ou quatre foyers. Celles à trois foyers sont, en fait, des quatre foyers dont deux sont réunis en un seul, plus grand que les autres.
Qu'est que la fonction « booster » ?
Le générateur étant conçu pour piloter deux foyers, la fonction booster permet de concentrer temporairement toute la puissance sur un seul : la montée en température s'en trouve encore raccourcie. Il faut cependant veiller à ne pas utiliser simultanément le foyer associé au même générateur sous peine de désactiver automatiquement la fonction booster, la puissance globale du générateur étant limitée.
SANTÉ PUBLIQUE
Faut-il s'inquiéter de leur rayonnement électromagnétique ?
Les tables de cuisson produisent un rayonnement plus important que les autres équipements domestiques. Un petit foyer dissipe ainsi à lui seul 1500 watts à pleine puissance, soit l'équivalent de 750 à 7500 téléphones mobiles suivant les conditions de réception ou encore 15 000 bornes Wi-Fi (normes GSM et Wi-Fi). Attention : il faut pondérer ces informations ! D'abord, parce que les fréquences mises en jeu (50 kHz) ne sont pas celles des réseaux GSM ou Wi-Fi (environ 2 GHz, soit 2 millions de kHz). Ensuite, parce que l'essentiel de l'énergie est récupéré par la casserole, à condition de bien la positionner sur le foyer (lire ci-contre). Pour l'heure, aucune étude n'a permis de mettre en évidence un effet nocif des rayonnements émis par les tables à induction. Leur usage est cependant vivement déconseillé par les constructeurs aux porteurs de prothèses auditives et de pacemaker sur lesquelles des interférences apparaissent.
Qu'est-ce qu'une « zone modulable » ou « extensible » ?
Les tables de cuisson équipées d'une « zone modulable » ou « extensible » disposent, à la place des larges bobinages, d'un grand nombre de bobinages de plus faible diamètre. Ainsi, l'électronique interne détecte automatiquement et précisément les bobinages placés directement sous la casserole pour activer uniquement ceux qui sont concernés. Cette activation est automatiquement modifiée si l'on déplace la casserole en cours de cuisson.
Des courants induits remplacent les flammes
Le chauffage de masses métalliques importantes par induction est une pratique courante dans l'industrie, notamment dans la fonderie. Sur les tables de cuisson, le principe est similaire avec des puissances, bien évidemment, plus modestes.
Un système électroniqueproduit la tension haute fréquence destinée à alimenter le bobinage. Il repose sur des transistors puissants. Bien que leur rendement soit très élevé, il est nécessaire de les refroidir, d'où la présence d'un « radiateur » associé à un ventilateur.
Sous la casserole,le bobinage produit un champ magnétique haute fréquence très intense. Par induction, un fort courant apparaît au niveau du fond de la casserole. C'est lui qui crée l'échauffement du métal, d'où l'importance de disposer d'un récipient à fond épais.
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Sources
Challenges
Courrier international
EL PAÍS
L'Humanité
La Croix
La Vanguardia
Le Figaro
Le Monde
Le Parisien
Les Echos
Libération
NY Daily News
Sciences et Avenir