>Comment les bouilloires électriques s’arrêtent-elles toutes seules ?

>Encore une question formidable !! Posez-là à vos invités, vos collègues, votre famille ! C’est ludique, ça fait travailler les neurones, et puis quand on trouve la réponse… quelle satisfaction !
En fait, pour n’importe quel électricien, ça paraît simple, et même pas loin d’être évident. Mais pour les 4 cerveaux, baignés dans des études supérieures et théoriques réunis autour d’une bouilloire ce matin là, ça n’a pas été de la tarte.
Tout d’abord, il faut examiner les faits :

  • La bouilloire s’éteint toute seule au bout de 2-3 secondes d’ébullition
  • Si par hasard le couvercle est ouvert, elle ne s’arrête pas ! (très utile pour humidifier rapidement une pièce)
  • Le remplacement du couvercle par un torchon suffit alors pour qu’elle s’éteigne
  • lorsqu’elle s’arrête, le bouton pressoir revient dans sa position initiale
  • Lorsqu’on ne met pas d’eau dedans, et qu’on la met en marche, la bouilloire finit par se mettre en sécurité, mais le bouton pressoir ne revient pas dans sa position initiale. (L’ajout alors d’eau refroidit la bouilloire, et celle-ci se remet en marche)
  • Il y a une ouverture dans l’arrière de la bouilloire, en haut, qui permettrait à la vapeur de circuler…
  • J’en oublie peut-être, mais ça devrait être suffisant pour l’instant…
Alors ??? (là, vous êtes censés fermer votre ordinateur, vous précipiter dans la cuisine, et réfléchir…)

Bon,  à l’arrière de la bouilloire, il y a tout simplement un disjoncteur thermique :
Pour ceux qui ne connaissent pas le fonctionnement, ce qui était mon cas il y a encore quelques jours, c’est assez ingénieux. Le principal composant est une double lame, de 2 métaux différents, qui vont avoir des coefficients de dilatation thermique différents : (tecnhiquement souvent une lame de « invar« , et une de nickel). Résultat : lorsque on la chauffe, la différence de dilatation fait se déformer l’objet. Une petite vidéo pour visualiser :

La déformation de la lame provoque l’ouverture ou la fermeture du circuit électrique, tout simplement. Et dans le cas de la bouilloire, le couplage de la lame avec un ressort permet de faire retrouver la position initiale au bouton de mise en marche…

Il reste néanmoins un problème à élucider : pourquoi la bouilloire ne s’arrête qu’après le début de l’ébullition (alors que juste avant, l’eau a une température très proche de 100°C), et uniquement si la bouilloire est fermée ?
La réponse réside dans le mouvement de la vapeur d’eau. Tout d’abord, le disjoncteur thermique n’est pas en contact avec l’eau : la montée en température étant relativement lente, le dispositif d’arrêt à 100 °C deviendrait difficile à calibrer.  Ce n’est pas non plus l’air contenu dans la bouilloire : certes, l’eau chaude permet l’élévation de la température de l’air au dessus, mais c’est trop lent. Par contre, lors de l’ébullition, une grande quantité de vapeur d’eau à 100°C est émise. Celle-ci va pouvoir circuler dans la bouilloire, et tout particulièrement en passant par l’orifice situé en haut, à l’arrière de la cuve. Et ainsi de chauffer, et déclencher le mécanisme qui se trouve là ! Et si lorsque on ouvre le couvercle, la bouilloire ne s’arrête pas, c’est simplement parce que la vapeur  peut dans ce cas s’échapper directement….

Je dois dire ici que pour la première fois, j’ai été déçu par wikipedia : dans l’article « bouilloire« , l’auteur confondait bilame avec alliage à mémoire de forme !! Ce qui m’a donné l’occasion de devenir contributeur de cette formidable encyclopédie (et même si je n’ai changé que 3 mots, je suis vachement fier !!)

About Mr Pourquoi

Ce blog est né il y a quelques années du désir de parler des sciences, de toutes les sciences, depuis les plus insignifiants phénomènes qu’on peut rencontrer dans la vie courante, jusqu’aux sujets de recherche les plus pointus, particulièrement en chimie, et pharmaceutique. Je suis agrégé de chimie, docteur en chimie organique, et actuellement prof en lycée en France, et aussi, (et surtout ! ) un père heureux d’une famille (très) nombreuse.
This entry was posted in bilame, Bouilloire électrique, dilatation, disjoncteur thermique, électricité, Non classé, viepratique. Bookmark the permalink.

8 Responses to >Comment les bouilloires électriques s’arrêtent-elles toutes seules ?

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *