Un article pour tout comprendre sur le fonctionnement d’une cigarette électronique !
NB : ce qui suit n’est pas un cours de génie électrique ou d’électrotechnique, mais simplement une explication du fonctionnement d’une cigarette électronique rapportée au “plus simple”.
Qu’est-ce qu’une cigarette électronique ? De quoi c’est fait ?
E-cigarette, vape, vapette, vaporette, vapoteuse ou encore vaporisateur ou clope électronique… tous ces termes ne définissent en fait qu’une seule et même chose : la cigarette électronique. Alors, de quoi est-elle faite et comment fonctionne-t-elle, c’est ce que nous allons voir sans plus attendre !
Traditionnellement, une cigarette électronique est composée de diverses pièces, telles que :
Le drip-tip : embout au contact des lèvres. Plusieurs diamètres et matières existent pour le confort de chacun.
Le réservoir : emplacement qui va contenir votre e-liquide pour cigarette électronique, la plupart du temps transparent afin de pouvoir contrôler la quantité de liquide restant, et avec mécanisme de remplissage pour pouvoir le remplir à nouveau.
La résistance : composée de coton, qui est contact avec le liquide, et d’un fil résistif qui va être chauffé, elle permet la vaporisation du e-liquide. Présente au cœur du réservoir, elle peut être remplaçable ou scellée selon les dispositifs.
La base : c’est la pièce qui permet l’échange électrique entre la batterie et la résistance. En règle générale, c’est sur cette base que l’on retrouve également le contrôle du tirant d’air (ou “airflow”).
Le switch : bouton d’activation (dit aussi “power”) de la cigarette électronique, qui permet d’enclencher la vape.
La batterie : c’est ce qui vous permet d’utiliser votre cigarette électronique et permet la chauffe de la résistance.
NB : certains dispositifs de vapotage peuvent également présenter un port USB (le type C étant le plus courant) afin de procéder au rechargement de la batterie, ou encore un écran.
Vous l’aurez compris, une cigarette électronique c’est donc une batterie reliée à un clearomiseur, un atomiseur ou une cartouche, lesquels sont eux-mêmes composés d’un réservoir (appelé aussi “tank”) et d’une résistance (ou “coil”). Plus précisément :
- La batterie est ce qui permet d’envoyer une puissance électrique nécessaire à la chauffe de la résistance. Chaque batterie à sa propre autonomie (qui varie selon l’usage que l’on en a) et son propre mode de fonctionnement. Il peut s’agir d’une batterie dite “intégrée” (non amovible, rechargeable ou non) ou d’une batterie à accumulateur (“piles” détachables et rechargeables).
- Le clearomiseur se compose d’un réservoir, qui accueille le e-liquide et une résistance. Ce qui dissocie le clearomiseur d’un atomiseur, c’est que le clearomiseur fonctionne avec des résistances pré-construites. Sur un atomiseur, c’est au vapoteur de créer et/ou monter sa résistance, puis d’effectuer son cotonnage. À l’ère des systèmes pods, on trouve aussi la cartouche en remplacement du clearomiseur : même fonctionnement (réservoir et résistance pré-construite), mais format différent (généralement simplifié et relié à la batterie par une connexion aimantée).
- La résistance est ce qui va permettre de vaporiser votre liquide. Sa valeur (exprimée en ohm) influe en outre sur la quantité d’énergie à délivrer pour faire chauffer la résistance, et donc, aussi, sur la quantité de vapeur produite.
- Le coton est l’élément qui est en contact avec le liquide présent dans votre réservoir, et qui, par absorption (ou capillarité), va emmener le liquide jusqu’à la résistance. Le coton est toujours en contact avec le liquide et la résistance.
- Quand vous allez appuyer sur le switch, l’énergie de la batterie va circuler jusqu’à la résistance, la faire chauffer et vaporiser le liquide qui en contact avec celle-ci.
Le fonctionnement de l’électricité dans la cigarette électronique : principes généraux
Pour faire simple, on part dans vos souvenirs d’école, bien avant le BAC & le Brevet, mais plutôt à l’époque où la fin d’année était synonyme de Kermesse. Durant cette période, vous avez forcément suivi le fameux cours de votre professeur de technologie sur le fonctionnement d’une ampoule. Eh bien, vous allez comprendre que cela ne diffère pas grandement du fonctionnement d’une cigarette électronique…
Rappelez-vous ce premier atelier où un fil était relié au culot de l’ampoule, l’autre au plot de cette ampoule. Chaque fil se trouvant ainsi relié à un pôle (le + et le -) de la pile. Entre l’ampoule et la pile, il pouvait y avoir un sélecteur ou non qui permettait de faire passer le courant. Et, lorsque tout était connecté, l’ampoule s’allumait.
Et quand une ampoule claque, c’est que soit la résistance ne fait plus son travail après de bons et loyaux services, soit vous lui avez envoyé trop de puissance.
Et il y avait quoi dans cette ampoule ? Une résistance qui chauffait au passage du courant.
Pour rappel : le passage du courant dans un élément qui a une résistance électrique produit de la chaleur par ce qu’on appelle l’effet Joule. Plus la valeur de la résistance est grande, plus l’électricité a du mal à passer.
La e-cigarette : son fonctionnement détaillé
Dans la cigarette électronique c’est le même principe que l’ampoule, sauf que c’est uniquement pour les grands ! Que vous utilisiez des résistances pré-faites ou que vous fassiez vous-mêmes vos résistances, l’idée est de délivrer du courant jusqu’à la résistance.
Vous avez votre accu, ou votre batterie, dans votre tube ou votre box, dont les pôles positif et négatif sont reliés aux pôles respectifs du plot 510.
Ce plot 510 sert de base à votre clearomiseur/atomiseur, mais aussi de conducteur car ils seront en contact.
Le plot 510 à un pôle positif ressemblant à une tête de vis, et un pas-de-vis qui lui, est le pôle négatif.
Ces deux pôles du 510 sont reliés à la batterie. Vous pouvez aussi voir un isolateur : celui-ci joue le rôle très important de sécurité. En effet, si les pôles positif et négatif venaient à entrer en contact, il y aurait court-circuit de la batterie (ce qui peut créer de sérieux accidents).
À moins d’être sur ce qu’on appelle un mod mécanique, sans électronique ni sécurité, c’est à dire que vous savez parfaitement maîtriser votre matériel, les courants de décharge des accus, les règles de sécurité et la loi d’Ohm, la plupart des tubes/box électro intègrent des sécurités pour vous.
En dessous de votre clearomiseur/atomiseur, vous aurez tout le temps ce même système de connexion.
Le pin 510 de l’atomiseur viendra en contact avec le positif de votre box/tube.
Le plot positif sera toujours protégé et séparé du négatif par un isolateur.
Et enfin le pas-de-vis jouera toujours le rôle de masse et conservera sa connexion avec le négatif de votre box/tube.
Dans votre atomiseur reconstructible, si on enlève la chambre, le liquide, le coton, etc… il y a une résistance.
Si vous êtes sur un atomiseur reconstructible (comme c’est le cas ici pour l’exemple), votre résistance est vissée sur les vis de votre plateau. Cette résistance est alors connectée aux pôles (+ et -) du 510 situé en-dessous, qui lui est connecté aux pôles de votre box/tube, et donc à la batterie.
Notez encore une fois la présence d’un isolateur à la base du pôle positif du plateau.
Dans le marché de la cigarette électronique, vous pouvez soit les faire (ce que l’on appelle du reconstructible) ou bien acheter des résistances pré-fabriquées (comme celle-ci présentée à gauche).
Le fonctionnement interne reste le même : il y a une résistance, enroulée ou remplie de coton. Celle-ci est reliée au pôle positif et au pôle négatif, toujours séparés par un isolateur.
Lorsque vous vissez votre résistance sur votre base, vous permettez la connexion du pin 510 et le pas-de-vis de votre clearomiseur vers ceux de la base, puis votre box/tube.
Le sélecteur qui permettait ou non d’allumer ou d’éteindre votre ampoule (I/O) est aussi présent sur votre tube ou votre box : c’est le switch qui vous permet d’allumer/éteindre votre tube/box.
Quand vous appuyez dessus, vous fermez un circuit électrique afin de faire passer le courant. La résistance va chauffer et va vaporiser le liquide présent sur le coton.
Plus la puissance que vous envoyez est forte, plus la chauffe s’effectue rapidement.
Plus vous restez appuyé, plus votre résistance chauffe car vous libérez de l’énergie vers votre résistance.
À vous de gérer la durée et le flux d’air en conséquence avant de brûler votre coton.
Voilà l’idée de la cigarette électronique dans son ensemble. Comme pour l’ampoule, on ferme un circuit électrique afin de faire passer le courant pour faire chauffer une résistance afin de vaporiser un liquide nicotiné ou non.
Et que ce soit pour faire sa propre résistance ou l’acheter déjà toute prête, reste à savoir quel fil résistif vous souhaitez utiliser.
Nicolas vapoteur du 57
Super article simplement expliqué à la portée de tous.