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Inventée en Chine par le pharmacien et ingénieur Honk Lik, la cigarette électronique est un outil qui simule l’acte de fumer du tabac, imaginée pour remplacer la cigarette traditionnelle.

Bien qu’il n’y ait encore pas assez de recul sur la cigarette électronique pour dire que c’est absolument sans danger, il est admis par l’intégralité des chercheurs et médecins que c’est un produit au minimum 95% moins nocifs que la cigarette traditionnelle. 

La cigarette électronique s’adresse uniquement aux fumeurs qui désirent arrêter de fumer pour remplacer une dépendance nocive par une dépendance bien moins nocive. 

La cigarette électronique ne doit en aucun cas être utilisée par un non fumeur. 

Comment fonctionne une cigarette électronique? 

Une cigarette électronique est généralement composée de trois parties. Selon les modèles ces parties peuvent être décomposées ou réunies mais tous les modèles fonctionnent de la même façon:  

• Une batterie
• Un réservoir 
• Une résistance

L’ensemble réservoir + résistance est appelé Clearomiseur. 

Il faut également du e liquide pour la faire fonctionner. 

Le système global est simple :

La batterie de la cigarette électronique envoie du courant à travers la résistance. La résistance va chauffer et faire évaporer le liquide contenu dans le réservoir.

Il faut mettre du liquide dans le réservoir. La résistance se trouve à l’intérieur de celui ci et est en contact avec le e liquide. La batterie dispose en générale d’un bouton. Lorsque l’on appui sur ce dernier, la résistance chauffe et le liquide s’évapore. 

Il faut alors « tirer » sur l’embout de la cigarette électronique (comme sur une vraie cigarette) et aspirer la vapeur. 

Vous devez tirez sur la cigarette électronique en laissant le doigt appuyé sur le bouton. C’est le fait d’appuyer sur le bouton qui crée la vapeur, donc on ne peut pas tirer avant ou après avoir appuyé sur le bouton. 

Attention: il ne faut pas tirer aussi fort que sur une cigarette traditionnelle. Avec la cigarette électronique ce n’est pas l’aspiration qui va déclencher la combustion de la cigarette. Mais c’est le fait d’appuyer sur un bouton qui va donner l’énergie nécessaire pour faire évaporer le liquide. Il n’y a donc pas besoin de tirer trop fort, il faut simplement aspirer la vapeur. 

Si vous tirez trop fort il se peut que du liquide remonte par l’embout et que vous en ayez en bouche. 

Avec une cigarette électronique, il faut donc tirer plus doucement et plus longtemps que sur une cigarette traditionnelle, tout en appuyant sur le bouton. 

C’est l’idée générale mais comme il existe d’innombrables batteries, d’innombrables résistances et d’innombrables réservoirs, il est intéressant de savoir comment cela fonction et pourquoi cela chauffe. C’est intéressant pour bien comprendre les différences et l’intérêt de chaque produit et pour choisir le matériel qui nous convient le mieux. 

La batterie : C’est la batterie qui fournit le courant pour alimenter le tout. La batterie se recharge sur une prise secteur ou sur un port USB. Il y a plusieurs types de batteries, de différentes autonomies, à tension constante ou tension variable. La batterie délivre du courant qui va passer à travers la résistance.

La résistance : La résistance est tout simplement un filament dans lequel va passer le courant. Le fil est généralement en Nichrome, en kanthal ou en inox. Au passage du courant, le fil va chauffer par effet joule. Ce fil est en contact avec le e liquide par le biais des mèches.

Le réservoir : Le réservoir est le récipient dans lequel vous allez mettre le e liquide. Le réservoir contient la résistance. Il lest en générale transparent pour permettre de savoir la quantité de liquide restant. Il ne faut pas utiliser une e cigarette avec un réservoir vide.

Le Drip Tip:  Le drip tip c’est l’embout que l’on met en bouche pour vapoter. C’est l’équivalent du filtre de la cigarette traditionnelle. Il existe de nombreux types de drip tip, selon le materiau et la forme.  

Le clearomiseur: Le clearomiseur est l’ensemble comprenant le réservoir, une résistance et un drip Tip. Drip tip, réservoir et résistance sont donc les pièces détachées du clearomsieur que l’on peut trouver séparément. Chaque clearomiseur a ses propres résistances et tous les produits ne sont pas compatibles entre eux. 

Pourquoi la résistance chauffe-t-elle et quel est l’effet d’une plus grosse batterie ou d’une plus grosse résistance ?

Tout repose sur l’effet joule :

La batterie délivre du courant qui va circuler dans la résistance de la cigarette électronique. Au passage du courant, la résistance va chauffer par effet joule. L’effet joule est la transformation d’une partie de l’énergie électrique de la batterie en énergie thermique, en chaleur.

Lorsque du courant passe dans un matériau (un câble EDF, un filament, un fil électrique…), le matériau empêche une partie du courant de passer en fonction de sa composition. Les atomes composant le matériau freinent le passage des électrons responsables du courant, ils font office de « résistance ». Cette interaction entre les électrons et les atomes de matériau va dissiper de l’énergie sous forme de chaleur, c’est ce qu’on appelle l’effet joule.

L’effet joule est très contraignant dans de nombreux systèmes si le but n’est pas de chauffer quelque chose, mais peut servir énormément pour des radiateurs par exemple ou pour… la cigarette électronique.

Dans un système électrique classique ou l’intérêt est d’alimenter un appareil électrique comme un téléphone, l’effet joule a un effet néfaste car une partie de l’énergie fournie va disparaitre sous forme de chaleur en passant à travers le fil de votre chargeur.

Par contre on peut se servir de l’effet joule pour faire chauffer un système, c’est le cas de la cigarette électronique.

Avec la cigarette électronique, le système est composé uniquement d’un générateur (la batterie) et d’une résistance. Comme c’est la résistance qui crée l’effet joule et que c’est le seul composant du système, l’intégralité de la puissance fournie par le générateur va donc entièrement se dissiper sous forme de chaleur par effet joule. La résistance va chauffer et c’est le but recherché.

C’est donc l’effet joule qui fait chauffer la résistance de votre cigarette électronique. Une cigarette électronique est en fait un petit radiateur.

Un grand merci à James Prescott Joule, physicien Anglais, qui a découvert l’effet qui porte son nom !

Pour aller plus loin:

Notre système électrique (cigarette électronique) est composé d’une batterie et d’une résistance. La batterie fonctionne sous une tension U qui va créer un courant I qui passe dans la résistance R.

La relation entre ces trois grandeurs est définie par la loi d’Ohm : U = R x I

« U » est la tension de la batterie (en V: volt)

« R » la résistance du clearomiseur ou de l’atomiseur (en Ohm)

« I » l’intensité du courant qui traverse la résistance (en A: ampère)

Nous avons déjà parlé de la loi d’ohm La loi d’ohm.

En connaissant la tension de notre batterie et la résistance de notre clearomiseur, on peut donc connaitre l’intensité du courant qui passe dans notre système.

La puissance du système est par définition : P = U x I

Et, comme U = R x I (loi d’Ohm), nous avons : P = U²/R

Comme l’intégralité de la puissance fournie par la batterie à notre cigarette électronique est transformée en chaleur par effet joule c’est la même puissance qui va chauffer le e liquide.  

La puissance de chauffe du e liquide contenu dans le réservoir sera donc : P = U²/R

avec « P » puissance en W (Watt)

Cette formule est importante car on comprend maintenant tout l’effet de la tension et de la résistance sur la puissance de la cigarette.

En changeant la tension U ou la résistance R de notre cigarette électronique, nous modifions sa puissance. Certaines batteries permettent de modifier la tension délivrée, les batteries dites à voltage variable. On voit avec cette formule l’intérêt de modifier la tension : Plus la tension délivrée sera forte plus la puissance de chauffe sera importante. Le liquide va s’évaporer plus vite, en plus grosse quantité. Il y aura donc plus de vapeur et plus de HIT. Une petite variation de la tension va faire une grosse modification de puissance puisque le terme est au carré.

De même on peut sur la majorité des cigarettes électroniques modifier la résistance et on comprend là aussi l’intérêt : La résistance est un diviseur dans l’équation, elle limite la puissance. Donc on voit que plus la résistance sera faible plus le liquide va chauffer. Et plus la résistance sera forte moins la cigarette sera puissante, moins il y aura de HIT et de vapeur.

Mais d’un autre côté cela joue aussi sur la décharge de la batterie, plus la puissance sera élevée moins on aura d’autonomie.

Cela permet de choisir son matériel en fonction de ses envies et besoins : si l’on veut de la puissance, de la vapeur et du HIT, si l’on veut tousser, c’est grosse tension et/ou faible résistance (attention quand même à ne pas cramer la résistance). Si on veut une cigarette plus light, plus légère, avec grosse autonomie, c’est moins de tension et/ou plus grosse résistance. 

Voilà donc le fonctionnement de la cigarette électronique :

La batterie de la cigarette électronique envoie du courant qui passe à travers la résistance. La résistance va chauffer par effet joule. Le liquide contenu dans le réservoir est emmené à la résistance par les mèches et il va s’évaporer. La puissance de chauffe est égale à U²/I  

Avec tension haute et résistance faible : grosse puissance et peu d’autonomie

Avec tension basse et résistance haute : faible puissance et grosse autonomie