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Cuisinière à induction
La cuisson avec une cuisinière à induction est rapide et économise l’énergie. A cause des avantages qu’elles présentent, les cuisinières à induction sont utilisées depuis longtemps dans les grandes entreprises et le sont aussi de plus en plus chez les particuliers.
L’énergie thermique nécessaire à la cuisson est fournie, dans les cuisinières à induction, par des champs magnétiques de moyenne fréquence. Ces champs pénètrent le fond de la casserole et y produisent des courants électriques qui chauffent la casserole et son contenu. Une partie des champs magnétiques n’est pas absorbée par la casserole, de sorte que des champs magnétiques peuvent se propager autour de la cuisinière.
On ne sait pas si les champs magnétiques d'une cuisinière à induction représentent un danger pour la santé. Les champs magnétiques peuvent être réduits par une utilisation appropriée de la cuisinière à induction. Les recommandations suivantes vous seront ainsi utiles :
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Le chauffage de conducteurs électriques par induction est depuis longtemps utilisé à des fins diverses dans l’industrie. Dans le domaine privé, ce principe de chauffage est appliqué principalement dans les cuisinières à induction. La chaleur est produite directement dans la casserole et non pas à travers une plaque chauffée comme ceci est le cas pour les cuisinières conventionnelles. La cuisinière à induction présente une série d’avantages : temps de réaction rapide, démarrage rapide de la cuisson, temps de cuisson plus court, production de chaleur économisant l’énergie, pas de zones de cuisson brûlantes et en conséquence danger plus faible de brûlure ou d’incendie.
Fréquence : 20 – 100 kHz
Puissance : jusqu’à 7500 W
Principe de la cuisson par induction
On trouve sous chaque zone de cuisson de la cuisinière à induction une bobine dans laquelle un courant alternatif de moyenne fréquence (20 à 100 kHz) circule. Ceci produit un champ magnétique de même fréquence qui traverse la plaque de cuisson en vitrocéramique et pénètre la casserole posée sur la zone (tableau 1). Le champ magnétique produit un courant circulaire (courants de Foucault) dans le fond de la casserole conductrice d’électricité. Ce principe est appelé induction. On choisit pour le fond de la casserole un matériau dans lequel les courants de Foucault présentent la perte d’énergie la plus grande possible pour la fréquence utilisée. Ceci est le cas pour les matériaux ferromagnétiques. Dans ces matériaux, le champ alternatif est repoussé sur la couche la plus externe du fond de la casserole (effet de peau), ce qui conduit à une augmentation de la résistance et à un fort échauffement. En outre des inversions de magnétisation interviennent dans le fond magnétique de la casserole, provoqués par le champ magnétique alternatif, et contribuent également à la production de chaleur (perte par hystérésis) [1].
| 1 Bobine d'induction | 5 Témoin de fonctionnement |
| 2 Capteur de température | 6 Fond de la casserole matériaux ferromagnétiques |
| 3 Isolation thermique | 7 Champ alternatif électromagnétique |
| 4 Plaque de cuisson en vitrocéramique |
Apparition de champs rayonnés
Le champ magnétique qui n’est pas capté par l’induction dans la casserole est désigné par champ rayonné. Il se forme en particulier lorsque la zone de cuisson n’est pas complètement couverte par la casserole [3]. Comme le courant de Foucault dans le fond de la casserole produit à son tour un champ magnétique opposé à celui de la cuisinière, on assiste à une atténuation du champ principal et aussi du champ rayonné.
Apparition de courants de fuite
La bobine d’induction et la casserole posée sur la zone de cuisson forment un condensateur électrique. Lorsque la bobine d’induction est enclenchée, la casserole est chargée électriquement. Si une personne la touche, un petit courant (courant de fuite) traverse son corps [7].
Puissances caractéristiques
Sur les appareils à usage domestique, on a en général quatre zones de cuisson avec différentes puissances allant de 1200 à 3600 Watt. La puissance totale pour les appareils encastrés est d’environ 7500 Watt. Afin d’obtenir un démarrage rapide de la cuisson ou pour chauffer rapidement de l’eau, on peut exploiter les zones de cuisson durant une courte période avec une puissance supplémentaire (fonction booster ou fonction puissance).
Réglage de la puissance de chauffage
La puissance de chauffage peut être ajustée de différentes manières. Celles-ci influencent les propriétés des champs magnétiques. Les méthodes usuelles sont par exemple :
- Réglage par modification de la fréquence du courant alternatif : La cuisinière à induction représente un circuit oscillant dans lequel le courant maximum circule lorsque la fréquence est à sa valeur de résonance. Lorsque la fréquence ne correspond plus à la résonance, le courant, et aussi la puissance, diminuent. (Par exemple, puissance maximale à la fréquence de résonance de 17,5 kHz, puissance 4 fois plus faible à 41,7 kHz).
- Régulation par modulation de la longueur des impulsions : La puissance est modulée, pour les faibles niveaux de chauffage, par enclenchement et déclenchement périodique du champ magnétique. On applique par exemple toutes les deux secondes une impulsion dont la durée dépend de la puissance choisie. Les champs magnétiques résultants sont pulsés à une fréquence de 0,5 Hz et leur durée d’impulsion varie.
Sur mandat de l’OFSP, les champs magnétiques rayonnés ont été mesurés pour deux modèles de cuisinière encastrées (cuisinière 1 et cuisinière 2) avec 4 zones de cuisson, de même que pour un appareil mobile (cuisinière 3) disposant d’une zone de cuisson [3].
Selon les normes en vigueur pour les cuisinières à induction [4], la valeur limite recommandée par la CIPRNI (Commission internationale pour la protection contre les radiations non ionisantes) [5], de 6,25 microtesla (μT), doit être respectée à une distance de 30 cm lors de l’exploitation de la plaque avec une casserole appropriée suffisamment grande et placée au centre de la zone de cuisson. Tous les appareils mesurés répondent à cette exigence.
Dans l’utilisation journalière, il peut toutefois arriver que les conditions fixées ci-dessus ne soient pas respectées. C’est la raison pour laquelle on a étudié l’influence, sur les champs rayonnés, de l’exploitation simultanée de plusieurs plaques et de l’utilisation de casseroles inadéquates ou mal centrées. Les champs magnétiques ont été mesurés à une distance de 1 à 30 cm du bord de la zone de chauffage en vitrocéramique, car la distance minimale de 30 cm n’est pas forcément respectée dans la pratique. Ceci est particulièrement le cas pour les femmes enceintes, les enfants et les personnes de petite taille.
Exploitation simultanée de plusieurs zones de cuisson
Les mesures ont montré que l’exploitation simultanée de plusieurs zones de cuisson ne produit pas, devant la cuisinière, des champs rayonnés considérablement plus intenses que lors de l’exploitation d’une seule zone de cuisson.
Casseroles adéquates VS casseroles inadéquates
Les mesures ont été effectuées avec des casseroles adéquates et inadéquates, positionnées de manière centrée sur la plaque.
- Casseroles adéquates : casseroles qui sont spécialement conçues pour la cuisinière à induction ET dont le diamètre correspond à celui de la zone de cuisson.
- Casseroles inadéquates : casseroles qui ne sont pas spécialement conçues pour la cuisinière à induction OU dont le diamètre ne correspond pas à celui de la zone de cuisson.
Avec les casseroles inadéquates, on a mesuré des champs rayonnés jusqu’à 3,5 fois plus intenses qu'avec les casseroles adéquates (tableau 2).
Tableau 2. : Les champs rayonnés ont été mesurés à une distance de 1 à 30 cm pour les cassero-les adéquates et inadéquates en les plaçant de manière centrée.
Positionnement centré VS non centré
Une cuisinière à induction se déclenche automatiquement lorsque la casserole est retirée de la plaque. Lors des mesures, on a comparé les champs rayonnés pour une casserole exactement centrée avec ceux obtenus lorsque la casserole est décentrée au maximum, sans toutefois déclencher la cuisinière. Le tableau 3 indique que dans la position non centrée, le champ rayonné pour la même casserole augmente jusqu’à un facteur 5.
Tableau 3. : Les champs rayonnés ont été mesurés à une distance de 1 à 30 cm pour des cassero-les adéquates positionnées de manière centrée et non centrée.
Adéquat et centré VS inadéquat et non centré
Le tableau 4 présente une comparaison des champs rayonnés d’une casserole adéquate centrée avec ceux d’une casserole inadéquate et non centrée (le pire des cas). Les champs rayonnés sont jusqu’à 9,5 fois plus intenses dans le pire des cas que lors d’une utilisation de la cuisinière conformément à la norme.
Tableau 4 : Les champs rayonnés ont été mesurés à une distance de 1 à 30 cm pour des casseroles adéquates et centrées ainsi que pour des casseroles inadéquates et non centrées.
Importance des champs rayonnés en fonction de la distance
Les champs rayonnés sont d'autant plus intenses que l'on se rapproche de la zone de cuisson (tableaux 2-4). A une distance de 30 cm la limite recommandée par la CIPRNI, à savoir 6,25 μT, est respectée pour tous les modèles. Le champ rayonné à 1 cm du bord de la plaque de cuisson dépasse cette valeur limite dans la plupart des cas. Avec un positionnement non-centré, la valeur limite est atteinte pour les casseroles adéquates jusqu'à une distance de 12 cm et pour des casseroles inadéquates jusqu'à 20 cm. Toutes les mesures ont été effectuées avec la plus grande puissance de chauffage. De plus, la distance au quotidien n'étant jamais de 1 cm, il s'agit du pire scénario possible. Avec une distance habituelle d'au moins 5 à 10 cm et une utilisation appropriée de la poêle (adéquate et centrée sur la plaque), la valeur limite de la CIPRNI est respectée au cours de toutes les mesures.
A ce jour, aucune étude spécifique n'a été menée au sujet des effets, sur la santé, des cuisinières à induction.
Les champs magnétiques de moyenne fréquence, tels que dans les cuisinières à induction, peuvent traverser le corps humain et induire des champs et des courants électriques. Si ces courants sont trop importants, des nerfs du système nerveux central peuvent être touchés dans certains cas. Les recommandations relatives aux valeurs limites de la CIPRNI autorisent uniquement des champs magnétiques qui génèrent des courants correspondant à un facteur de sécurité de 50 en-dessous du seuil d'excitabilité du système nerveux central [5]. Ces effets peuvent être évités en respectant les recommandations de la CIPRNI. En observant les conseils donnés dans la partie « risques pour la santé et précautions », vous serez sûr de respecter la valeur limite recommandée par la CIPRNI. D'après l'Organisation mondiale de la Santé (OMS), il n'existe pas de preuves attestant que les champs magnétiques de moyenne fréquence ont des effets à long terme sur la santé [6]. L'OMS rappelle toutefois que relativement peu d'études ont été publiées au sujet des moyennes fréquences. On ne peut tirer aucune conclusion à partir des rares études effectuées sur les animaux. Les études sur les êtres humains, réalisées principalement en relation avec les écrans, n'indiquent aucun effet sur la santé. Il n'est pas évident de savoir dans quelle mesure ces résultats sont transposables aux cuisinières à induction, car ces appareils présentent des caractéristiques différentes, tant au niveau du rayonnement que de l'importance des champs magnétiques.
Influence sur les implants électroniques
Quelques études [7-10] ont été consacrées à l'influence des cuisinières à induction sur les implants électroniques. Il n'est pas exclu que les champs magnétiques produits par les cuisinières à induction aient une influence sur les implants électroniques à courte distance ; cela a été démontré avec des stimulateurs cardiaques unipolaires [10]. Dans le cas des stimulateurs cardiaques unipolaires, il faut aussi tenir compte des courants de fuite. Il est conseillé aux porteurs de stimulateur cardiaque unipolaire de ne pas se tenir en contact prolongé avec une casserole et de ne pas utiliser des ustensiles de cuisine métalliques [7]. Les porteurs d'implants électroniques devraient absolument observer les indications de sécurité du fabricant et parler à leur médecin de l'utilisation de cuisinières à induction. Lors d'une utilisation correcte, il est peu probable que ces champs aient une influence sur l'implant.
Les cuisinières à induction font partie des matériels électriques à basse tension, qui sont réglementés en Suisse par l’ordonnance ad hoc [11]. Cette ordonnance prescrit que ces matériels ne doivent mettre en danger ni les personnes ni les choses lorsqu’ils sont exploités et utilisés correctement ni, si possible, en cas d’usage incorrect prévisible ou de dérèglement prévisible. Il est fixé en outre que les matériels à basse tension ne peuvent être mis sur le marché que s’ils respectent les exigences de base concernant la sécurité et la protection de la santé selon la directive européenne (EU) sur les appareils à basse tension.
Les fabricants doivent, au moment de la mise d’un produit sur le marché, disposer d'une déclaration de conformité qui confirme que le produit satisfait aux exigences de base. Celles-ci sont concrétisées, pour chaque produit particulier, dans des normes techniques. Dans le cas des champs magnétiques des appareils domestiques, il s’agit de la norme SN EN 50366 [4] . Les critères de conformité de cette norme sont identiques aux recommandations de la CIPRNI sur les valeurs limites [5].
Le fabricant doit garantir que son appareil répond aux critères de conformité. Il n’y a pas en Suisse de contrôle approfondi du marché. Le respect des prescriptions est surveillé par les autorités à l’aide de sondages effectués sur le marché.
1. Llorente S et al. A comparative study of resonant inverter topologies used in induction cookers. Seventeenth Annual IEEE Applied Power Electronics 2, 1168-1174. 2002.
2. Gaspard JY et al. Cuisson par induction: une nouvelle génération de systèmes inducteurs. Proceedings of Congrès Eurpéen L’induction et ses applications industrielles. 1991
3. Clementine Viellard et al. B-field exposure from induction cooking appliances. ITIS-Foundation, Zurich, July 2006. Rapport ITIS. Voir "Documentation"
4. SN EN 50366 « Appareils électrodomestiques et analogues - Champs électromagnétiques - Méthodes d'évaluation et de mesure »
5. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields up to 300 GHz. Health Phys. 75: 494-521. 1998. Voir "Informations supplémentaires"
6. WHO: Extremely Low Frequency Fields. Environmental Health Criteria Monograph No.238, 2007. Voir "Informations supplémentaires"
7. Irnich W, Bernstein AD. Do induction cook tops interfere with cardiac pacemakers? Europace. 2006; 8: 377-84.
8. Binggeli C et al. Induction ovens and electromagnetic interference: what is the risk for patients with implantable cardioverter defibrillators? J Cardio-vasc.Electrophysiol. 2005; 16: 399-401.
9. Rickli H et al. Induction ovens and electromagnetic interference: what is the risk for patients with implanted pacemakers? Pacing Clin Electrophysiol.2003, 26:1494-7.
10. Hirose M et al. Electromagnetic interference of implantable unipolar cardiac pacemakers by an induction oven Pacing Clin.Electrophysiol. 2005;28:540-8
11. RS 734.26: Ordonnance du 9 avril 1997 sur les matériels électriques à basse tension (OMBT). Voir "Informations supplémentaires"
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