Aldéhydes dans la vapeur : une étude compare différents types de matériel

Une étude américaine vient de mettre en évidence le rôle du matériel de vape dans la production éventuelle d’aldéhydes. Les atomiseurs de dernière génération sont jugés plus sûrs.

La puissance comme variable dans la production d’aldéhydes

En menant cette étude, l’équipe de scientifiques a cherché à évaluer les effets produits par la variation de puissance sur les émissions de cinq types de clearomiseurs.

Les chercheurs issus de l’Université de Pennsylvanie et d’Enthalpy analytical inc, un laboratoire spécialisé dans les mesures des polluants dans l’air, se sont intéressés aux quantités d’aérosol et d’aldéhydes produits dans la vapeur d’e-cigarette et notamment celles du formaldéhyde, acétaldéhyde et acroléine.

Dans le cadre de la cigarette électronique la formation de ces composés peut se produire, sous certaines conditions, lorsque l’on chauffe un mélange de glycérol et de propylène glycol, et leur présence constitue pour un certain courant de la recherche scientifique l’une des principales préoccupations liées à l’utilisation du vaporisateur.

Du clearomiseur CE4 au Subtank

Cinq clearomiseurs ont été utilisé pour mener les expériences :

• Dispositif 1 : CE4 (Vision) équipé d’une résistance Single top coil, 2.8 Ω,
• Dispositif 2 : Protank 1 (Kangertech) équipé d’une résistance Single bottom coil, 2.7 Ω,
• Dispositif 3 : Gladius (Innokin) équipé d’une résistance Dual bottom coil, 2.8 Ω,
• Dispositif 4 : Nautilus (Aspire) équipé d’une résistance Single bottom coil, 2.2 Ω,
• Dispositif 5 : Subtank (Kangertech) équipé d’une résistance Single bottom coil, 0.72 Ω.

A l’aide d’une machine à fumer classique, les scientifiques ont collecté et mesuré la masse de vapeur produite (en mg) par ces dispositifs avec des séries de 25 bouffées [2] et ceci à quatre niveaux de puissance, adaptés aux différentes résistances. Pour établir des comparaisons, ils ont calculé les masses d’aérosol obtenue par bouffée (en mg/bouffée) et par watt (en mg/bouffée/watt).

Les mesures montrent que la quantité d’aérosol obtenue dépend du dispositif utilisé et de la puissance. Lorsque la puissance s’élève, la quantité de vapeur augmente, à l’exception du dispositif 1 (CE4) utilisé à 9,2 Watts qui génère moins d’aérosol qu’à 7,8 Watts. (tableau 1)

Moins d’un milligramme de formaldéhyde par jour pour trois dispositifs

L’analyse de la composition de la vapeur de cette étude révèle que les dispositifs produisant le moins d’aldéhydes sont ceux dont la production d’aérosol augmente le plus avec la puissance (Tableaux 2, 3 et 4)

Inversement, les dispositifs qui produisent les plus faibles quantités d’aérosol (en grammes par watt) sont aussi ceux qui émettent le plus d’aldéhydes. Les chercheurs attribuent ce phénomène à une formation moins efficace de l’aérosol, la puissance fournie à la résistance étant convertie en excès de chaleur plutôt qu’en vapeur. La viscosité du liquide pourrait aussi avoir un impact sur la vitesse d’imprègnation de la mèche.

En fonction de la puissance et du type d’atomiseur, les écarts d’émissions peuvent être 750 fois supérieurs d’une résistance à une autre

En guise de perspective, les chercheurs ont comparé les émissions mesurées sur les vaporisateurs à celles de cigarettes conventionnelles ainsi qu’aux limites professionnelles autorisées sur les lieux de travail définies par les autorités de régulation américaines Occupational Safety & Health Administration (OSHA).

Les universitaires ont ainsi évalué que la quantité totale de formaldéhyde, acétaldéhyde et acroléine inhalée quotidiennement dans une situation aux limites maximales fixées par l’OSHA, serait respectivement d’environ 5,3 mg, 2088 mg et 1,5 mg.

Avec les cigarettes combustibles, pour une consommation d’un paquet par jour, ces valeurs se situeraient dans des valeurs allant de 1,5 à 2,5 mg pour le formaldéhyde, 10 à 30 mg pour l’acétaldéhyde, et de 1,5 à 3 mg pour l’acroléine qui restent en dessous des valeurs recommandées dans le cadre professionnel.

Selon ces mêmes calculs et avec une consommation quotidienne moyenne de 3 ml, un vapoteur s’exposerait à une quantité de formaldéhyde inhalé se situant entre 0,04 et 22 mg, entre 0,02 à 17 mg pour l’acétaldéhyde, et moins de 0,003 mg à 2,4 mg pour l’acroléine en fonction de la résistance et de la puissance choisie.

Dans le pire des cas, probablement en situation de “dry puff”, la quantité de formaldéhyde émise par l’e-cigarette peut être dix fois supérieure à celle de la cigarette conventionnelle et quatre fois supérieure aux normes admises. Dans les situations favorables les émissions sont de 100 à 100.000 fois moindre à celles autorisées.

Mieux vaut privilégier les systèmes de vaporisation modernes

La quantité d’aldéhydes dans des aérosols produits par les e-cigarettes varie selon les dispositifs et la puissance qui leur est appliquée et cette étude le montre, les plus récents dispositifs sont à la fois les plus efficaces et les plus sûrs. C’est une situation paradoxale, à la veille de la transposition de la directive tabac européenne qui va imposer aux fabricants notifications et délai de 6 mois pour mettre un nouveau produit sur le marché.

Si cette étude apporte des éléments de réponses appréciables pour les vapoteurs, les données devraient encore s’affiner à l’avenir. En effet, les chercheurs américains ont utilisé des machines à fumer classiques or les pratiques différent entre fumeurs et vapoteurs.

Les patterns d’utilisation et la reproduction des conditions réelles d’usage est l’un des grands enjeux de la recherche scientifique moderne.

Deux laboratoires français (LFEL et Phode) ont dores et déjà conçu des prototypes dans le cadre des prochaines normes d’émissions imposées par l’Europe et du développement de leurs propres services d’analyse. La guerre scientifique dans le domaine du vaporisateur est fortement liée à des débats protocolaires dont les machines à vapoter sont au coeur.

[1] I.G. Gillman, K.A. Kistler, E.W. Stewart, A.R. Paolantonio Effect of variable power levels on the yield of total aerosol mass and formation of aldehydes in e-cigarette aerosols, doi:10.1016/j.yrtph.2015.12.019

[2] La machine “à fumer” générait une bouffée toutes les 30 s d’une durée de 4s, recueillant un volume de 55 ml le réservoir étant maintenu horizontalement. Entre chaque séries de bouffées, les dispositifs étaient retirés de la machine à fumer pour enregistrer le changement de poids, ils étaient maintenus verticalement pour la réimpregnation de la mèche.