I/ Le four à micro-ondes, comment ça marche?

 
1) Qu'est-ce qu'une micro-onde?

 
     Pour réussir à comprendre le principe de fonctionnement du four à micro-ondes, il faut d'abord définir ce qu'est une micro-onde. Ces ondes sont dites électromagnétiques, c'est à dire qu'elles se composent d'un champ électronique et magnétique qui se propage sans support matériel. On peut donc les comparer à la lumière et aux ondes radioélectriques car elles se propagent toutes à la même vitesse qui est de 3.00x108 m/s.  

Les ondes du four à micro-ondes ont une fréquence de 2,5 GHz, ce qui correspond au nombre de fois par secondes qu'un cycle se reproduit. Ces radiations ne sont qu'une seule partie du spectre électromagnétique correspondant à la bande des grandes longueurs d'onde. Voici un schéma représentant ces différentes longueurs d'ondes et leurs applications correspondantes : 


spectreelectromagnetique-1.pngschéma représentatif des différentes longueurs d'ondes utilisées par l'homme




2) Comment agissent-elles sur les aliments?


     Dans un four traditionnel, la chaleur touche en premier la partie superficielle de l'aliment puis, pénètre progressivement jusqu'au centre de celui-ci. Dans un four à micro-ondes, la chaleur est produite par agitation moléculaire dans la nourriture.

Les micro-ondes sont générées par un composant électrique: le magnétron. Celui-ci convertit la fréquence du courant du secteur en hyper-fréquences et est relié à l'enceinte du four par un guide d'onde. La répartition équitable des ondes se fait à l'intérieur du four grâce à un plateau tournant.


schema-de-fonctionnement.gif
schématisation des différents composants du four à micro-ondes


Le flux d'ondes envoyé par le magnétron créé un champ électrique. 

Les molécules d'eau, de sucre, de graisse s'orientent dans ce champ et vont osciller autour de leur axe. Elles seront agitées 2,5 milliards de fois par secondes. Cette agitation entraîne une élévation rapide et importante de la température dans l'aliment. Cependant, les micro-ondes ne pénètrent les aliments que sur les deux ou trois premiers centimètres d'épaisseur. L'échauffement se prolonge ensuite par conduction.
 
 
 

 
 

orientation des molécules d'eau.gif

 

Agitation des molécules d'eau par les micro-ondes

 
 
 
 
 
Le four à micro-ondes est constitué d'une enceinte métallique. Ce blindage efficace permet de limiter la fuite des ondes à l'extérieur de l'appareil où elles sont pratiquement indécelables. Ceci explique le fait qu'une grille métallique soit présente derrière la vitre de la porte.
Ceci explique aussi pourquoi il ne faut pas mettre d'objets métalliques dans un four à micro-ondes, car ils vont réfléchir ces micro-ondes et créer des arcs électriques qui peuvent être dangereux pour l'homme ou endommager le four. 
Cepandant, le rayonnement produit par les micro-ondes est nettement moins dangereux que celui produit par les rayons X. De plus, ces ondes sont moins énergétiques que celles utilisées en téléphonie. Cela rend le risque négligeable. 





3) Mode d'utilisation des micro-ondes


     L'utilisateur d'un four à micro-ondes peut régler ce dernier en fonction de la tâche à effectuer. Ces fonctionnalités sont au nombre de trois: cuisson, réchauffement ou décongélation. L'émission d'ondes dans le four n'est pas continue. En effet, les temps d'émission alternent avec les temps de non émission. C'est ce que le four va calculer et adapter suivant le mode choisi. 

Lors d'une décongélation, la quantité totale d'ondes émises par unité de temps est faible. C'est à dire que les temps pendant lesquels le magnétron émet les ondes sont courts. A l'inverse, les temps de repos sont longs. 
Durant le temps d'émission, la température augmente au sein de l'aliment. La glace commence donc à fondre. Les périodes de non émission permettent d'éviter un réchauffement trop important, car il y aurait alors cuisson. 

Pour simplement réchauffer un aliment, le principe est le même que pour la décongélation. Cepandant, les temps d'émission sont plus longs et les temps de repos plus courts. La température augmente donc plus que pour décongeler mais elle n'est pas suffisante pour cuire l'aliment. 

Enfin, lors de la cuisson d'un aliment, le nombre d'ondes envoyées par unité de temps est important. Les temps de non émission sont alors plus courts pour permettre une diminution de la température. La température interne augmente alors rapidement jusqu'à environ 60 à 70°C. 


 

 

Le four à micro-ondes est donc un outil performant et rapide pour décongeler, réchauffer ou cuire des aliments. La quasi-totallité des ménages disposent d'un four à micro-ondes aujourd'hui et son utilisation est de plus en plus courante. 

Nous pouvons maintenant nous intéresser à une autre de ses fonctionnalités, encore peu utilisée aujourd'hui, qui est la stérilisation des biberons des nourrissons. Nous allons notamment nous demander si cette méthode est efficace...  

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