Impact des régimes de vaporisation sur l’efficacité d’une cigarette électronique
Contexte de l’étude :
La cigarette électronique est un sujet de recherche qui suscite un très fort engouement dans le monde scientifique. Malheureusement, beaucoup d’études sont menées de façons irréalistes par les équipes de recherche. Le plus gros reproche que l’on peut faire est l’utilisation en laboratoire de matériels à fortes puissances, testés avec un très faible débit d’inhalation.
Exemple d’études irréalistes :
Une récente publication datant de novembre 2019 https://tobaccocontrol.bmj.com/content/early/2019/11/25/tobaccocontrol-2019-055078 teste un matériel entre 50 W et 200 W recommandé pour 75 W max avec un comportement en inhalation proche de celui d’un fumeur (faible débit d’inhalation). Leur conclusion est qu’une cigarette électronique brûle ! On aurait pu s’y attendre …
Le travail de l’équipe d’ingésciences :
Avec sa nouvelle publication, ingésciences explique que pour un atomiseur donné, il y a une bonne manière d’inhaler.
Pour cela, nous avons démontré que pour un atomiseur à une puissance donnée, il y a un volume de bouffée minimum à respecter. En dessous de ce volume, la vapeur générée n’est pas suffisamment évacuée. Au-dessus de ce volume, on peut considérer que toute la vapeur générée est inhalée.
Ce volume de bouffée va être différent pour chaque atomiseur. Un atomiseur pour débutant va bénéficier d’un volume minimum faible comparé aux atomiseurs pour vapoteurs expérimentés. Plus on va augmenter la puissance délivrée, plus il faudra augmenter le volume de bouffée. C’est pourquoi les atomiseurs à forte puissance s’utilisent en Direct-to-Lung inhalation. Ce couplage-puissance-volume de bouffée permet d’augmenter l’efficacité des matériels
Si l’on devait donner des chiffres, un atomiseur pour vapoteur débutant va avoir un volume de bouffée minimum autour de 50 mL. Celui d’un vapoteur expérimenté approchera un volume de 500 mL. Ces deux valeurs ne sont pas anodines puisqu’elles représentent deux caractéristiques du corps humain. La première est le volume d’une bouche. La deuxième est le volume d’air que l’on respire à chaque fois que l’on inhale. Elles correspondent à deux comportements de vapoteurs : Le Mouth-to-Lung (MTL) inhalation Vs le Direct-to-Lung inhalation (DTL).
En utilisant un volume de bouffée d’un vapoteur expérimenté, on maximise l’évacuation de la vapeur. Les atomiseurs sont alors plus efficaces et donnent des résultats plus réalistes. Il est donc nécessaire d’adapter le comportement d’inhalation (volume de bouffée) au matériel que l’on souhaite étudier.
Implication :
Grâce à ces résultats, ingésciences est maintenant en charge de la rédaction de la norme sur la définition du profil de vapotage intense (profil utilisé sur les machines à vapoter pour reproduire le comportement d’un vapoteur expérimenté).
Conclusion :
Il est crucial de comprendre les phénomènes qui régissent la vaporisation d’une cigarette électronique. Les travaux dans cette publication d’ingésciences permettent de faire avancer la Recherche et de donner au monde scientifique les clés pour étudier correctement la vape.
Nicolas Michel
11 Jan 2020, 23:34
Très bonne approche, dommage qu’elle ne soit pas très réaliste. À vue de nez, les poumons ont une capacité de 3 à 4 litres. 500ml correspond à une respiration moyenne ou à un ato de 30 watt, à la louche. C’est insuffisant pour des puissances de vaporisation élevées. La vitesse de débit est également à prendre en compte.
De plus la notion de débutant n’est pas adéquate à mon sens. Je vois des primo encaisser du DL au premier coup comme je vois des vapoteurs expérimentés en MTL. Cette notion de “vapoteur avancé” tend à dire pour être un “vrais” vapoteur il faut faire du DL, ce qui est absurde. Vos critères de sélection me semblent politiques plus que scientifiques et cela est dommage car la methodologies n’a à ce jour pas été clairement scientifiquement expérimentée. Il n’a ainsi jamais été prouvé que le DL est moins efficace que le MTL dans le cadre de la cessation tabagique, et encore moins qu’il n’existe qu’un seul profil de primo, come votre définition de débutant laisse entendre.
Sébastien SOULET
5 Fév 2020, 9:38
Bonjour
Merci pour votre commentaire.
Effectivement les capacités des poumons sont plus proches de 3 à 4 L, mais ces volumes respiratoires sont atteints lorsque l’on force pour respirer. C’est ce volume d’air que l’on utilise lorsque nous pratiquons du sport. Le volume d’air que l’on respire naturellement, donc sans forcer, s’appelle le tidal volume. Il correspond en moyenne à 0.5L. C’est très peu comparé aux capacités des poumons mais cela suffit à l’Homme dans sa vie quotidienne.
Chez les vapoteurs, l’inhalation et l’utilisation des poumons lors du vapotage ne sont pas aussi simples à distinguer. Le MTL est par définition assez facile à définir puisqu’il ne peut que correspondre au volume de la bouche. Le DTL, lui, est plus difficile à déterminer. Lors de Vapexpo 2017, notre équipe a réalisé des mesures de volumes inhalés sur des volontaires. Les volumes mesurés étaient proches du tidal volume pour la plupart des vapoteurs même si quelques-uns avaient des volumes dépassant le litre.
Dans le cadre de nos recherches, la première étape a d’abord été de regarder si l’utilisation d’un régime de vapotage intense (avec un volume d’air correspondant au tidal volume) pouvait faire varier les résultats obtenus avec un régime de vapotage normé (qui correspond au MTL). C’est l’objectif premier de cette publication. Nous nous sommes alors intéressés sur la notion d’efficacité énergétique. Cette notion est très importante car elle permet de visualiser comment l’énergie fournie est utilisée dans un dispositif. On s’est alors aperçu qu’elle augmentait avec certains types de matériels, surtout ceux avec des atomiseurs à faible puissance (jusqu’à 30W). Pour les matériels à forte puissances, l’utilisation d’un régime de vapotage intense a tendance à faire augmenter leurs efficacités mais pas au point d’avoir les valeurs obtenues sur de faibles atomiseurs. Notre principale conclusion est que, pour les matériels à fortes puissances, le régime de vapotage proposé n’est pas encore suffisant pour leur fonctionnement idéal. En effet, les matériels à forte puissance sont principalement utilisés par des vapoteurs dont l’inhalation va être forcée.
Le second objectif de cette publication est lié à notre implication dans les comités de normalisation sur la cigarette électronique. Nous savons que faire des études avec un seul régime de vapotage est insuffisant. Il conduit à produire des résultats erronés sur la vape lorsqu’il est appliqué à des matériels à fortes puissances. Nous cherchons aussi à faire comprendre la nécessité d’avoir (au moins) un régime de vapotage intense pour caractériser le DTL. Pour être encore plus efficient, il faudrait ajouter un troisième régime qui pourrait distinguer le Cloud Chasing. Cette pratique consiste à forcer l’inhalation pour produire de gros nuages. Par définition là encore, c’est dans ce cas que le vapoteur va atteindre des volumes inhalés proches de 2 à 3 litres.
Il faut savoir qu’il existe aujourd’hui des normes permettant de caractériser les protocoles de tests sur les émissions des produits du vapotage. Elles déterminent également des profils d’expérimentation et des critères de sélection qui peuvent paraître restrictifs. Ils sont sensés harmoniser les différents profils de vapoteur ce qui a forcément des limites. Malheureusement, dans le domaine de la recherche, c’est ainsi que cela fonctionne. Nous espérons avoir pu répondre à vos interrogations et pour aller plus loin, n’hésitez pas à consulter la publication complète en anglais.
L’équipe ingésciences.