Le blues du lave-vaisselle

Avez-vous, vous aussi, remarqué que les plats de... (Photothèque Le Soleil)

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Avez-vous, vous aussi, remarqué que les plats de platiques qui sortent de votre lave-vaisselle ne sont pas tout à fait secs, contrairement aux plats de vitre?

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(Québec) CHRONIQUE / «Une chose m'intrigue depuis longtemps : comment se fait-il que les plats de plastique ne sèchent jamais complètement dans le lave-vaisselle? Les plats en vitre, eux, ont toujours le temps de sécher, mais il reste toujours des gouttes d'eau dans le fond des plats de plastique. Merci d'éclaircir ce mystère, ça fait 40 ans que ça m'énerve...» désespère Serge Lambert, de Saint-Janvier-de-Joly.

En fin de cycle, quand un lave-vaisselle se réchauffe pour sécher la vaisselle et tuer les germes, la température s'élève jusqu'à environ 65-70 °C. Elle est la même pour tous les morceaux qu'on y a mis, qu'ils soient faits de plastique, de verre ou de porcelaine. Or contrairement à ce qu'on est spontanément porté à penser, ce n'est pas tant la température qui importe ici, mais plutôt la quantité totale d'énergie que chaque pièce de vaisselle contient. Et cette quantité varie selon la masse de l'objet, ainsi que selon une caractéristique des matériaux nommée chaleur spécifique.

La température, comme on le sait, est une mesure de l'agitation cinétique (ou «de mouvement») des molécules d'un corps : plus on leur fournit d'énergie, plus les molécules bougent ou s'agitent fortement. C'est ça, essentiellement, que les thermomètres mesurent. Cependant, dans certaines molécules, les atomes sont «articulés» de telle sorte qu'ils peuvent bouger de plus de manières différentes que dans d'autres molécules. Un atome de gaz hélium, par exemple, ne peut que tourner sur lui-même et aller dans une direction, alors qu'une molécule complexe comme une grosse protéine a des dizaines de liens chimiques (des «articulations» entre ses atomes) et peut ainsi se tortiller de bien des façons différentes.

Essentiellement, ces multiples manières de bouger - les physiciens, qui sont poètes à leurs heures, appellent cela des degrés de liberté - sont autant de petits «tiroirs» dans lesquels l'énergie peut être emmagasinée. Si bien qu'en fin de compte, plus les atomes d'une molécule ont de manières différentes de s'agiter, plus il faut leur fournir d'énergie pour que la température de ladite molécule augmente de 1 °C.

Au niveau moléculaire, les plastiques sont grosso modo l'équivalent d'un plat de spaghetti : ce sont des longues chaînes de carbones et d'hydrogène tout emmêlées les unes autres. Cela leur donne pas mal de degrés de liberté et les rend donc assez bons pour stocker de la chaleur : pour faire prendre 1 °C à 1 gramme de plastique, il faut lui fournir environ 1,7 joule d'énergie - encore que cela varie selon le type de plastique. Par comparaison, dans la porcelaine, chaque degré Celsius équivaut 1,1 joule; pour le verre, c'est seulement 0,8 J/°C.

Si ce n'était que de cela, l'eau devrait en principe sécher plus vite sur la vaisselle en plastique : comme toutes les assiettes et les tasses dans la «machine» sont à la même température, cela implique qu'à poids égal, les pièces en plastique contiennent plus d'énergie, et peuvent donc chauffer davantage l'eau qui perle dessus.

Mais la partie importante, ici, est «à poids égal». Les plastiques sont en général très peu denses, en tout cas beaucoup moins que les autres matériaux dont on se sert pour fabriquer de la vaisselle. On parle généralement d'entre 0,5 et 1 gramme par centimètre cube pour les plastiques, contre 2 à 6 g/cm3 pour la porcelaine et à peu près 2,5 g/cm3 pour le verre.

Et c'est sans compter le fait que le plastique est beaucoup plus malléable que le verre et la porcelaine, ce qui fait que la vaisselle de plastique est généralement plus mince que le reste. Chez votre humble serviteur, par exemple, les verres de plastique achetés chez Ikea pour la marmaille font tout au plus 2 mm d'épaisseur; les verres «d'adulte» en vitre ont un bon 3 mm d'épaisseur sans compter les fonds épais, et nos tasses à café, près de 4 mm.

Si bien qu'en fin de compte, chaque gramme de plastique a beau contenir environ 1,5 fois plus d'énergie que 1 gramme de porcelaine, si ladite porcelaine est 6 fois plus dense et 1,5 fois plus volumineuse, cela signifie qu'à proportion à peu près égales, il y a 6 fois plus d'énergie dans la pièce de porcelaine que dans le verre plastique. Et donc 6 fois plus de chaleur pour faire évaporer l'eau.

Enfin, il faut ajouter à cela que le plastique conduit assez mal la chaleur. Si on imagine un bloc de plastique de 1 mètre de côté qui aurait une différence de température de 1 °C entre deux faces opposées, l'énergie se transmettrait d'un bord à l'autre au rythme de 0,2 joule par seconde. Pour l'équivalent en vitre, ce serait 0,8 J/s et pour la porcelaine, 1,5 J/s. Cela implique que non seulement la vaisselle de plastique contient moins de chaleur que le reste, mais elle la transmet aussi moins bien à l'eau qui la mouille.

Et si l'on met tout cela ensemble, on comprend pourquoi la vaisselle de plastique ne finit jamais de sécher...

***

Précision

Dans ma chronique du 28 août, Le noyau loin de se refroidir, j'ai écrit que la température du noyau de la Terre était toujours de plus de 5000 °C même 4,5 milliards d'années après la formation de notre planète, et que c'était à la fois parce que la Terre a conservé une partie de sa chaleur initiale et parce qu'elle en produit continuellement (à cause des isotopes radioactifs qui se décomposent). C'était là une partie de la vérité, mais pas tout : un lecteur m'a signalé qu'il y une autre source importante de chaleur dans le noyau terrestre. Il s'agit de la «compression adiabatique» : il règne à de grandes profondeurs une telle pression que cela chauffe continuellement le noyau terrestre. Mes sources, qui étaient pourtant fiables, n'en faisaient pas mention, mais il s'agissait tout de même d'une omission importante de ma part. Toutes mes excuses.




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