Quel est l’effet des micro-ondes sur l’eau ?

Écrit par Lucien Brissard le . Publié dans Les micro-ondes contre la mérule ?

Compte tenu de sa géométrie coudée, la molécule d’eau est une molécule polaire. En effet, la répartition de ses charges positives et négatives, est dissymétrique et conduit à un pôle positif et un négatif qui ne sont pas confondus. Ainsi soumise à un champ électrique, son moment dipolaire va s’orienter dans le sens de ce dernier.

                  

Si ce champ électrique est alternatif, la molécule s’oriente alternativement dans un sens puis dans l’autre. Il se trouve que pour des fréquences correspondant aux micro-ondes, soient comprises entre 300 GHz et 1 GHz,   la molécule entre en résonance : Elle absorbe fortement les ondes électromagnétiques correspondant et oscille parfaitement en suivant l’orientation du champ électrique

Dans les fours à micro-ondes, la fréquence utilisée est de 2,450 GHz, ce qui correspond à une longueur d’onde dans le vide λ0 = 12,24 cm .

La molécule effectue ainsi environ 2,5 milliards de fois par seconde ce changement d’orientation alternatif. Les oscillations effectuées par la molécule d’eau créent un échauffement dû aux frottements contre les atomes ou molécules avec lesquels elle est en contact. C’est ce dégagement de chaleur qui va faire monter la température du bois.

 

Nous avons voulu savoir si la volume du morceau de bois avait une importance sur son réchauffement. Nous avons donc formulé l’hypothèse que la température atteinte au cœur d’un morceau de bois varie en fonction de son volume pour un même temps d’irradiation.

  

Protocole expérimental : nous avons découpé deux pavés dans du bois de pin car c’est à ce bois que s’attaque le plus souvent la mérule. L’un 8 fois plus volumineux que l’autre : Nous les avons irradiés séparément pendant 20 s puis relevé la température à l’aide d’un thermomètre à sonde dans un trou préalablement foré.

 

 

 Tableau n°2 : Mesure de la température atteinte au cœur des deux morceaux de bois

Résultats obtenus : on voit tout d’abord que le petit échantillon a atteint une température au cœur du bois bien supérieure au deuxième pavé (x1,6). Lors de la prise de température du petit échantillon la mesure au cœur est restée stable puis décroissante. Alors que pour le pavé le plus volumineux, on a observé une augmentation de la température sur environ 30 secondes puis décroissance pour revenir à température ambiante

Conclusion : Lors du chauffage du bois dans un four micro-ondes, la répartition des ondes n’est pas uniforme d’où le plateau tournant.

Tout en pénétrant dans le bois le rayonnement micro-onde est de moins en moins intense car absorbé par sa surface. Ce qui va aider la chaleur à se répandre au cœur du bois est le phénomène de conduction qui est plus efficaces en présence d’humidité car la conductivité thermique de l’eau est 2 à 3 fois supérieure à celle du bois. Les micro-ondes sont capables de chauffer en profondeurs aidées du phénomène de conduction (propagation de la chaleur de proche en proche).

Remarque : Lorsque nous avons découvert que la seule source de réchauffement n’était pas le phénomène de rayonnement, mais également de conduction, nous avons souhaité conforter cette hypothèse en utilisant de la pâte à modeler à laquelle nous avons ajouté du glucose et de la liqueur de Fehling. Après passage 30 s au four à micro-ondes à une puissance de 750 W, nous avons pu constater que la liqueur de Fehling avait bien pris une couleur rouge brique en surface alors que le centre de la pâte à modeler n’avait pas encore eu le temps de chauffer suffisamment et entraîner la transformation du réactif de Fehling. .

C’est donc en se basant sur ce principe que nous souhaitons détruire la mérule. Nous avons donc voulu savoir si en effet les micro-ondes pourraient éradiquer la mérule et ses spores au sein d’un morceau de bois.