L’efficacité d’une cigarette électronique évolue avec la puissance délivrée mais aussi avec le comportement en inhalation. Plus on inspire fort, plus un dispositif sera rendu efficace.

Actuellement, les tests effectués sur cigarettes électroniques sont basés sur des référentiels normatifs. Afin de reproduire le comportement de l’utilisateur, un régime de vapotage est défini. Il décrit par exemple, la durée ou le volume d’air d’une bouffée. Une bouffé standard correspondant à une inhalation de 3 secondes et un volume de 55 mL. 55mL c’est approximativement le volume d’une bouche. Seulement plus de la moitié des cigarettes électroniques disponibles sur le marché sont destinées à des consommateurs non débutants. Ces vapoteurs ont un comportement lors de l’inhalation qui se rapproche à la respiration naturelle. Lorsque l’on respire, ce sont les poumons qui sont remplis d’air et pas uniquement la bouche. Les volumes d’air inhalés sont plus proches de 500 mL voire de 2L litres d’air si l’on force. Dans ce cas, le régime de vapotage défini dans les normes est inadapté avec la réalité.  Non seulement incohérent mais d’après cette publication[1] conduit à une sous-estimation de l’efficacité de ces cigarettes électroniques.

74 % d’efficacité

L’efficacité d’une cigarette électronique peut se définir comme le ratio entre l’énergie nécessaire pour chauffer et vaporiser le liquide (déterminée à partir de la quantité de liquide vaporisée) par rapport à l’énergie délivrée. Ainsi, un dispositif efficace se rapprochera de 100%. Les efficacités de cinq atomiseurs dont le Cubis (atomiseur de référence) sont évaluées. Ils sont testés à différentes puissances et utilisent deux régimes de vapotage. Ils se distinguent par un volume de bouffée de 55 mL pour le régime faible et 500 mL pour celui intense. L’utilisation d’un régime intense conduit presque dans tous les cas à une augmentation significative de l’efficacité d’un atomiseur. Cette augmentation semble être d’autant plus importante pour les fortes puissances. Les matériels avec une résistance supérieure à 1 Ω ont une efficacité qui dépasse 50%. Elle réussit même à atteindre 74 % en régime intense alors qu’elle peine à dépasser 46% avec un faible régime. Pour les atomiseurs avec des résistances inférieures à 1 Ω, les efficacités ne dépassent pas 50%. Il semble également que grâce à l’utilisation d’un régime intense de vapotage, les dispositifs tolèrent des puissances plus élevées.

Café froid ou café chaud ?

Lorsque l’on fait passer un flux d’air sur quelque chose de chaud, on va forcer son refroidissement. C’est pour cette raison que nous soufflons sur un café chaud pour le boire. Dans le cas de la cigarette électronique, le flux d’air conduirait donc à perdre plus d’énergie lorsque l’on est en profil intense. Il réduirait par conséquence l’efficacité d’un atomiseur. Contradictoire ? Une raison à ce qu’on observe se trouve dans l’évacuation de la vapeur. Un courant d’air conduit également à refroidir la vapeur générée et à la condenser. A faible régime, le courant d’air est plus faible et va laisser plus de temps à la condensation du liquide dans le dispositif. A fort débit, on va également refroidir la vapeur mais comme elle est piégée dans un courant d’air plus fort, elle a moins le temps de se condenser dans le dispositif. C’est pourquoi avec un régime intense, on trouve que les atomiseurs sont plus efficaces.

Il doit donc y avoir un volume de bouffée nécessaire à l’évacuation de toute la vapeur générée. Il devra être d’autant plus fort que la quantité de liquide vaporisée sera considérable.

5 Soulet, S.; Duquesne, M.; Toutain, J.; Pairaud, C.; Mercury, M. Impact of Vaping Regimens on Electronic Cigarette Efficiency. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 4753.