Le four à micro-ondes

quelle invention !

La découverte du four à micro-ondes par CHRISTINE BEAULIEU, DOCTORANTE À L'ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL EN GÉNIE CHIMIQUE, votre laboratoire créatif

La découverte du four à micro-ondes par CHRISTINE BEAULIEU, DOCTORANTE À L'ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL EN GÉNIE CHIMIQUE, votre laboratoire créatif

Par Christine Beaulieu,
doctorante à l'École Polytechnique de Montréal en Génie chimique

Qui n’a pas de micro-ondes chez lui ? Cet électro-ménager utilisé pour réchauffer les aliments de manière rapide et efficace est devenu une quasi-normalité dans les résidences modernes occidentales. Facile à utiliser, cette invention du 20e siècle a connu un réel succès rapidement. Mais comment le four à micro-ondes a-t-il été inventé ? Qu’est-ce qui lui a valu cette célébrité et cet essor impressionnant ? Il s’agit en fait d’un exemple parfait de sérendipité, c’est-à-dire d’une découverte scientifique qui a comme origine un accident. L’histoire commence avec un dénommé Percy Spencer, jeune orphelin élevé par sa tante et son oncle. Après avoir effectué son service militaire, le jeune Percy est engagé chez Raytheon, une compagnie américaine qui se spécialise dans la conception et la fabrication de systèmes de défense et d’électronique pour le domaine aérospatial. En particulier, Percy Spencer travaille dans le département de la fabrication des magnétrons. Ceux-ci sont utilisés pour produire des micro-ondes, qui sont elles-mêmes nécessaires dans les radars. 

En 1941, Percy travaille à l’amélioration du procédé de fabrication afin de produire davantage de magnétrons quotidiennement. Puis, en 1945, le déclic se produit. Alors qu’il travaille à proximité d’un magnétron pour tenter d’en augmenter l’efficacité, il remarque que la barre de chocolat qu’il avait dans ses poches fond. Pourtant, il n’est passé près d’aucune source de chaleur externe. Après plusieurs jours de questionnement, Percy Spencer pose l’hypothèse que ce sont les micro-ondes qui créent ce chauffage, et il a raison ! Une fois la découverte de ce phénomène physique réalisée, il a fallu quelques années pour rendre le four à micro-ondes accessible au grand public. Le grand défi résidait dans la miniaturisation des composantes électroniques. L’esprit créatif et opportuniste de Percy Spencer lui a permis de déposer 300 brevets lors de son passage chez Raytheon.1 

Le principe scientifique

En fait, comme Percy Spencer l’avait deviné, les micro-ondes ont la particularité de produire des champs électriques variables. Lorsque des molécules possédant un dipôle sont soumises à ce champ électrique, elles veulent constamment s’orienter avec ce champ, ce qui résulte en une rotation constante de la molécule. Puis, lorsque plusieurs molécules entrent en rotation simultanée l’une à côté de l’autre, elles se frottent entre elles, ce qui crée de la chaleur, de la même manière qu’on se frotte les mains pour se réchauffer en hiver. Un bon exemple de molécule possédant un dipôle est la molécule d’eau. C’est pourquoi celle-ci chauffe très rapidement dans un four à micro-ondes.2

Ses applications

Ainsi, le four à micro-ondes est utilisé internationalement dans les ménages depuis environ 1950. D’abord destiné aux hommes qui pouvait ainsi se faire à manger simplement, les manufacturiers du four à micro-ondes ont changé de public cible et ont visé les femmes au foyer, ventant la simplicité, l’efficacité et la rapidité du four à micro-ondes. Son aspect matériel s’en est vu bonifié. Le four à micro-ondes est devenu plus épuré et élégant. Cette diversification lui a été bénéfique et l’électro-ménager a ainsi intégré le quotidien de millions de familles.

Dans nos laboratoires à l'École Polytechnique de Montréal, le four à micro-ondes est utilisé comme réacteur dans lequel se produisent des réactions de pyrolyse. En effet, comme il fonctionne à l’électricité, il s’agit d’une technique de chauffage peu chère et écologique au Québec. De plus, le chauffage par micro-ondes a l’énorme avantage d’être volumique plutôt que surfacique. Cela signifie que le volume entier de la matière présente dans le réacteur est chauffé uniformément, contrairement à un chauffage surfacique où seule la paroi d’un réacteur serait chauffée à l’aide d’une combustion ou d’un élément chauffant.

Somme toute, le four à micro-ondes est un excellent exemple d’invention scientifique non planifiée. Il s’agit d’un employé opportuniste qui a accepté de pousser plus loin un phénomène qu’il a observé. Le milieu dans lequel il évoluait lui a permis de mettre ses idées en application et cela a permis de simplifier la vie de plusieurs milliers de personnes qui utilisent les micro-ondes tous les jours pour réchauffer leur repas. Bon appétit !


Sources :

1. http://www.save.ca/community/8-more-ways-to-use-your-microwave/

2. http://www.bio.miami.edu/tom/courses/bil255/bil255goods/02_bonds.html