Ch10 – Ondes EM | 1ère ICCER | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 30 mai 2026
Pourquoi le micro-ondes chauffe-t-il l'eau mais ne chauffe pas (ou peu) une assiette en verre ou en plastique alimentaire ?
Les micro-ondes à 2,45 GHz excitent spécifiquement les molécules d'eau (qui sont des dipôles électriques, elles s'orientent et frottent entre elles → chaleur). Les molécules de verre / plastique / céramique sont peu polaires → quasi pas chauffées directement. Elles se réchauffent ensuite par contact avec les aliments chauds.
Léa, technicienne au centre SAV Whirlpool à Nantes, doit diagnostiquer un four à micro-ondes 1 000 W qui « ne chauffe plus ». Elle teste avec un verre d'eau et un chronomètre pour vérifier la puissance réelle.
Calculer la longueur d'onde des micro-ondes du four (f = 2,45 GHz, c = 3 × 10⁸ m/s).
λ = c / f = 3 × 10⁸ / (2,45 × 10⁹) ≈ 0,122 m = 12,2 cm.
D'où la taille typique des cavités fours (≈ 30 × 30 cm = quelques λ).
Calculer l'élévation de température ΔT et l'énergie thermique absorbée par l'eau (c = 4 185 J/(kg·K)).
ΔT = 58 − 20 = 38 °C = 38 K.
Q = m × c × ΔT = 0,250 × 4 185 × 38 ≈ 39 760 J ≈ 39,8 kJ.
Calculer la puissance réelle absorbée par l'eau (P = Q/t).
P = 39 760 / 90 ≈ 442 W.
Comparer aux 1 000 W annoncés. Le four est-il défaillant ?
P_eau = 442 W < 1 000 W annoncés. Rendement apparent ≈ 44 %.
Cause possible : pertes thermiques (chauffe la cavité, l'air, le verre), réflexion partielle (les parois absorbent ≈ 10 %), évaporation (perte d'énergie en chaleur latente). En pratique, le test « verre d'eau » donne ≈ 60-80 % de la puissance nominale en très bon état.
Ici 44 % < 60 %, le four est probablement en perte de puissance (magnétron fatigué, courant filament insuffisant). À vérifier.
Pour amener 1 L d'eau de 20 à 100 °C avec ce four (à 442 W effectifs), combien de temps ?
Q = 1,0 × 4 185 × 80 = 334 800 J.
t = Q / P = 334 800 / 442 ≈ 757 s ≈ 12 min 40 s.
À comparer : 1 000 W effectif → 5,6 min. Une bouilloire 2 200 W → 2,5 min. La bouilloire reste la championne d'efficacité énergétique pour l'eau.
Pour faire fondre 100 g de beurre (T_fusion 35 °C, depuis 20 °C, c_beurre ≈ 2 100 J/kg·K, plus chaleur latente fusion ≈ 200 kJ/kg). Quelle durée à 442 W ?
Chauffe : Q₁ = 0,1 × 2 100 × 15 = 3 150 J.
Fusion : Q₂ = 0,1 × 200 000 = 20 000 J.
Q_total = 23 150 J ; t = 23 150 / 442 ≈ 52 s.
Conforme à la recette « 1 min au micro-ondes pour faire fondre 100 g de beurre ». ✓
Pourquoi ne JAMAIS mettre de métal au micro-ondes ?
Le métal réfléchit les micro-ondes. Sur des objets pointus (fourchette, dorure d'assiette), les ondes induisent des courants électriques très concentrés. Si la tension entre deux pointes dépasse celle de claquage de l'air (~ 30 kV/cm), une étincelle (« arc électrique ») apparaît. Risque d'incendie, destruction du magnétron par retour d'onde.
Exception : certaines coupelles « micro-ondes safe » avec films métalliques résistifs spéciaux (browning).
Rapport SAV de Léa (4 lignes).
Diagnostic SAV Whirlpool MWH-XYZ — Léa (Nantes)
• Test verre d'eau 250 mL × 1 min 30 s : 442 W effectifs (vs ≥ 600 W attendu).
• Magnétron fatigué. Devis : remplacement 80 € pièce + 1 h main d'œuvre.
• Alternative : si appareil > 8 ans, recommander achat neuf.
• Préventif : utiliser uniquement contenants compatibles (pas métal, pas plastique fin).
3 raisons :
Coïncidence : le Wi-Fi utilise aussi 2,4 GHz (même bande ISM). C'est pourquoi quand on lance un micro-ondes, le Wi-Fi peut subir des interférences (fuites du four, normalement < 5 mW/cm² norme CE).
📚 §III (Spectre EM) et §IV (Applications) de la leçon Ch10.