0,5 Ω = 0,5 Ω ?

Dans un vaporisateur personnel, le design d’un atomiseur le rend unique. Il possède une plage de puissance optimale dans laquelle plus on apporte de l’énergie plus la quantité de liquide vaporisé sera importante. Cette plage est appelée régime optimal de vaporisation et est différent pour chaque atomiseur. 

La diversité des modèles de cigarettes électroniques disponible sur le marché est considérable. Deux types de matériels avec la même valeur de résistance et la même puissance appliquée conduisent à des sensations d’inhalation différentes perçues par un consommateur. Même pour un liquide identique. Pour expliquer ce phénomène, un premier élément de réponse a été mis en lumière  récemment dans un article [1]. La question qui se pose alors est de savoir si ces deux dispositifs génèrent les mêmes quantités de vapeur ?

Régime optimal de vaporisation

Le comportement de vaporisation consiste à faire varier la puissance d’un dispositif et à caractériser la quantité de liquide vaporisée. Si celle-ci est nulle, le comportement est dit en sous-régime. Si elle augmente avec la puissance de manière linéaire, le comportement est appelé régime optimal de vaporisation. Au-delà d’une certaine valeur de puissance, le surrégime est atteint et la quantité de liquide vaporisée décroit. Ces trois régimes sont liés à trois comportements énergétiques différents.

Le premier illustre une énergie fournie insuffisante pour atteindre la vaporisation du liquide. Le second met en exergue un régime idéal où plus on va délivrer de l’énergie, plus le liquide va en absorber pour se vaporiser. Le dernier traduit un trop plein d’énergie qui conduit en général à détériorer le coton et au dry-puff. Ils sont bien illustrés pour l’atomiseur de référence utilisé au laboratoire ingésciences : le Cubis. Pour 12 autres atomiseurs testés, seul le régime optimal est observé puis caractérisé.  Chaque atomiseur a ses propres caractéristiques. La plage de linéarité et son inclinaison sont différentes d’un matériel à un autre. Cela explique, par exemple pourquoi deux atomiseurs de 0,5 Ω utilisés à la même puissance de 50 W n’auront pas les mêmes quantités de liquides vaporisées. Les caractéristiques physiques des atomiseurs utilisés sont alors à prendre en compte pour pousser l’étude (surface du fil résistif, type de métal utilisé…). Celles-ci ne sont pas toujours données par le fournisseur et des mesures plus poussés sont difficilement réalisables.

2,6 % de répétabilité

La répétabilité des puffs via le dispositif, est également un élément clef pour évaluer la quantité de vapeur générée. Dans le cas du Cubis, plus de 440 bouffées ont été générées à la suite. Entre un réservoir plein et un vide, la quantité de liquide vaporisée par bouffée n’a pas varié de plus de 2,6%. Pour les 12 autres matériels testés sur 100 bouffées[2], 9 ont un écart inférieur à 5%. Les 3 autres sont en dessous des 15%. Cette répétabilité joue sur la perception du consommateur qui pourra ressentir des sensations différentes d’une bouffée à l’autre. Cela peut être d’autant plus accentué si on ajoute à cela la stabilité des batteries[3]. La décharge de la batterie conduira à une diminution naturelle de la puissance réellement appliquée et donc de la quantité de liquide vaporisée.

[1] Soulet, S.; Duquesne, M.; Toutain, J.; Pairaud, C.; Lalo, H. Influence of Coil Power Ranges on the E-Liquid Consumption in Vaping Devices. Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 1853.

[2] AFNOR XP D90-300-3 – Cigarettes électroniques et e-liquides – Partie 3 : exigences et méthodes d’essais relatives aux émissions.

[3] Soulet, S.; Pairaud, C.; Lalo, H. A Novel Vaping Machine Dedicated to Fully Controlling the Generation of E-Cigarette Emissions. Int. J. Environ. Res. Public Health 2017, 14, 1225.