Généralités
Un lave-vaisselle suit une procédure semblable à celle que vous suivez lorsque vous lavez votre vaisselle à la main.
Tout d’abord, la vaisselle est rincée avec de l’eau froide. Ensuite, elle est effectivement lavée à l’eau chaude. Du détergent ou du produit de vaisselle est dilué dans cette eau chaude. Après le lavage, il y a un rinçage de l’appareil. Cela se fait également avec de l’eau chaude. Enfin, la vaisselle va devoir sécher. Pour ce faire, la machine va propulser de l’air chaud provenant de la chaleur produite par l’appareil.
C’est le principe de base mais il y a évidemment plus que cela. Il y a une interaction entre 4 facteurs : l’eau, la force mécanique, la température et la chimie. Ces 4 facteurs sont indissociables et s’influencent constamment. Si l’on change un de ces quatre facteurs, il faudra alors en modifier au moins un autre afin d’arriver au même résultat.
Par exemple : on souhaite utiliser un programme rapide, autrement dit, on va raccourcir le temps de lavage. On devra donc augmenter la température et/ou mettre plus de détergent et/ou utiliser plus de force mécanique si l’on souhaite obtenir le même résultat final. Ce principe est d’ailleurs aussi valable pour les lave-linges.
Les facteurs eau, température et énergie, détergent, force mécanique et séchage interagissent pour fournir une vaisselle propre.
Température et énergie
Dans un lave-vaisselle standard, la température varie entre 40 et65°C. Certains appareils disposent de programmes spéciaux pour le nettoyage de la vaisselle fort sale, comme les marmites et les poêles, à une température plus élevée.
En général, un programme déterminé est toujours lié à une température déterminée. On parle par exemple d’un programme normal 65° ou Eco 50°. Certains appareils sont équipés de programmes intelligents, souvent appelés programmes automatiques.
Ces programmes intelligents existent en plusieurs variantes. La première variante ne fonctionnera plus avec une température prédéterminée mais celle-ci sera adaptée en fonction de l’encrassement de la vaisselle. L’appareil est équipé de capteurs qui sont capables de mesurer l’encrassement de la vaisselle. Un autre type de programme intelligent est le programme full automatique où la machine va non seulement mesurer la saleté présente sur la vaisselle mais aussi la quantité de vaisselle placée dans l’appareil et même de quelle type de vaisselle il s’agit. Avec ces informations, le lave-vaisselle va déterminer le déroulement complet du programme : de la température durant la phase de lavage jusqu’au nombre de rinçage et à la température du dernier rinçage. Tout cela dans le but de nettoyer et sécher la vaisselle de manière optimale, avec un minimum d’énergie, d’eau et de temps.
Au cours des dernières décennies, les fabricants ont beaucoup innové afin de rendre leurs machines toujours plus économique en énergie et en eau. Les développements dans ce domaine ont également souvent été spectaculaires. Ainsi, quasiment tous les lave-vaisselles modernes ont un label énergétique A et limitent la consommation d’eau à 10 – 12 litres pour un cycle complet.
Certains modèles économisent l’énergie en utilisant un échangeur de chaleur qui récupère l’énergie durant le cycle de lavage. Cet échangeur de chaleur n’est rien d’autre qu’un réservoir d’eau qui est intégré dans une des parois de l’appareil. Vers la fin de la phase de lavage, où la température est généralement de 65°C, ce réservoir va se remplir d’eau froide. Cette eau va se réchauffer par la chaleur à l’intérieur de l’appareil. Le réservoir se réchauffe et l’intérieur du lave-vaisselle (donc aussi la vaisselle) refroidit jusqu’à atteindre un équilibre thermique : la vaisselle et le réservoir d’eau ont la même température. De cette façon, on dispose d’eau chaude sans dépenser d’énergie supplémentaire.
L’avantage de cela est que durant la phase suivante (le rinçage), l’eau utilisée a la même température que la vaisselle. Ce n’est pas le cas pour les appareils qui ne sont pas équipés d’un échangeur de chaleur, la vaisselle encore chaude est rincée avec de l’eau froide. Autrement dit, grâce à l’échangeur de chaleur, on évite à la vaisselle un choc thermique. On peut ainsi mettre les pièces les plus fragiles dans l’appareil sans crainte de les faire éclater.
Après la fin du rinçage, l’échangeur de chaleur est à nouveau rempli d’eau froide. Cette fois, ce n’est pas pour récupérer l’énergie mais pour améliorer le séchage : le réservoir est situé contre une paroi du caisson et l’eau froide crée ainsi une paroi froide contre laquelle la vapeur d’eau condense. Vous trouverez plus de détails à ce sujet dans la section séchage de la vaisselle.
Il est communément admis que les restes de repas sont les plus faciles à faire partir au moyen d’eau chaude. Cependant, lorsqu’on atteint une haute température, le dépôt de calcaire augmente. L’importance d’un adoucisseur d’eau est une nouvelle fois soulignée. C’est également la température de l’eau qui va permettre que la vaisselle soit sèche lorsque vous ouvrez votre machine après le lavage.
On pense souvent qu’un lave-vaisselle consomme bien plus d’énergie que le lavage à la main. Rien n’est plus faux.
Comme mentionné ci-dessus, un lave-vaisselle moderne utilise environ 1kWh d’énergie par cycle pour une consommation d’eau d’environ 12 litres. Un lavage à la main utilise facilement 40 litres d’eau avec une consommation d’énergie de plus de 2 kWh. Cela a été prouvé par plusieurs études menées par des organisations indépendantes.
Certains utilisateurs souhaitent relier leur machine directement à une arrivée d’eau chaude. Dans la plupart des cas, cela est possible tant que la température de l’eau ne dépasse pas 60°C. Toutefois, cela n’a de sens que si les conditions suivantes sont remplies :
L’eau chaude est obtenue d’une manière écologique et bon marché (boiler solaire, pompe à chaleur)
La conduite menant du boiler au lave-vaisselle ne peut pas être plus long que 1 mètre : le raccordement ne doit pas être trop long puisque l’appareil consomme peu d’eau, sinon l’eau qui arrivera sera déjà refroidie et le lave-vaisselle devra quand même utiliser sa résistance.
A RETENIR
La chaleur est nécessaire pour chauffer l’eau et faire sécher la vaisselle.
Détergent
Différents produits sont utilisés dans un lave-vaisselle afin d’obtenir un fonctionnement optimal de l’appareil et les meilleurs résultats possible. Ces trois produits sont encore disponible séparément mais on les trouve de plus en plus combinés dans une tablette «trois-en-un».
Cela concerne :
- Le produit nettoyant ou détergent
- Le produit de rinçage
- Le sel (régénèrant)
- De plus en plus sont des produits combinés. Une tablette contient aussi bien le composant de nettoyage, la fonction de rinçage que la fonction d’adoucisseur. Bien que le fonctionnement de ces produits combinés soit constamment amélioré, l’utilisation des produits séparément reste la solution qui donne les meilleurs résultats.
C’est en particulier le séchage qui semble poser problème avec les produits combinés. Cela parait logique car la tablette se libère dès le début du programme tandis que le produit de rinçage est nécessaire vers la fin du programme. Entre temps, l’appareil a déjà été vidé quelques fois et a pris de la nouvelle eau … La même chose est également valable pour l’adoucisseur qui doit être disponible dans chaque phase où de la nouvelle eau est utilisée.
De plus, on oublie souvent que les tablettes combinées peuvent seulement être utilisées jusqu’à un certain niveau de dureté de l’eau. Il faut donc d’abord consulter l’emballage des tablettes et connaitre de la dureté de l’eau. La meilleure solution reste donc de travailler avec trois produits différents.
Le produit nettoyant
Le détergent est d’une importance vitale pour le fonctionnement d’un lave-vaisselle. Vu que la force mécanique dans l’appareil est plus faible que lors d’un lavage à la main, un produit de nettoyage plus agressif est utile.
Le produit nettoyant, ou détergent, a une double fonction : d’abord et surtout, il sert à diminuer la tension superficielle de l’eau, permettant ainsi d’humidifier au maximum la vaisselle. Le deuxième objectif est de lier les matières grasses et de les maintenir en solution dans l’eau.
La diminution de la tension superficielle
L’eau possède une tension superficielle. La tension de surface est un phénomène physique où la surface d’un liquide, à la transition liquide-gaz, se comporte comme une couche élastique. Un petit exemple illustrant cela : si un verre peut être rempli jusqu’au-dessus du bord, c’est grâce à la tension de surface de l’eau. En ajoutant du détergent, la tension superficielle de l’eau va disparaitre. Plus aucune goutte ne peut se former et l’eau peut donc se répandre comme un film sur toute la vaisselle, rendant la saleté plus facile à détacher.
La liaison avec les souillures
La plupart des souillures qui s’accroche à la vaisselle sont des graisses ou d’autres matières qui ne se dissolvent pas bien (ou pas du tout) dans l’eau. Pour s’assurer que la saleté enlevée par la puissance des jets d’eau ne s’accroche pas de nouveau à la vaisselle ou ailleurs, elle doit pourvoir être évacuée avec l’eau. C’est pourquoi il y a des molécules complexes dans le détergent qui ont la double propriété de pouvoir d’une part se lier aux souillures et de l’autre d’être parfaitement soluble dans l’eau. De cette façon les saletés non solubles peuvent quand même être évacuées avec l’eau et la vaisselle est donc bien nettoyée. Pour le nettoyage, un produit nettoyant alcalin est utilisé. Ce produit est composé de polyphosphate, de silicate, d’adoucissant et d’agents blanchissant.
Les polyphosphates vont briser les souillures en tous petits morceaux et les faire circuler dans l’eau afin que ces restes ne s’accrochent pas à nouveau à la vaisselle. Les silicates vont détacher les restes brulés ou séchés. Les silicates veillent également à ce que les métaux ne soient pas affectés par l’utilisation de l’eau durant le lavage. Les adoucissants servent à diminuer la tension de surface et pour dissoudre les petits fragments de souillure dans l’eau. De plus, un agent blanchissant contenant du chlore est ajouté au produit nettoyant. Ce produit permet de ne laisser aucune bactérie sur la vaisselle. Il a donc une fonction de germicide.
Le produit de rinçage
Le produit de rinçage, aussi appelé produit de brillance, est conservé dans un réservoir à part qui ne doit pas être rempli à chaque lavage. Ce produit est utilisé uniquement durant la dernière phase de rinçage, juste avant la phase de séchage.
Le produit prépare la vaisselle pour la phase de séchage en diminuant la tension superficielle de l’eau. La formation de gouttes est donc ici aussi évitée. Cela permet à l’eau de couler de manière optimale sur la vaisselle et à l’eau résiduelle de former un fin film sur la vaisselle. Cette fine couche d’eau va s’évaporée de manière optimale durant la phase de séchage.
Le produit de rinçage contient trois composants : un adoucissant (comme pour le détergent alcalin) mais aussi des acides et un liant.
L’adoucissant dans le produit de rinçage sert à fluidifier l’eau. Grâce à cela, l’eau va s’écouler plus facilement le long de la vaisselle, ce qui accélère le séchage. Les acides ont une fonction très spécifique. Les gouttes d’eau, en séchant, laissent toujours des ronds et des traces ; toutefois, les acides vont neutraliser ce processus.
Le dernier composant est un liant à base d’alcool. Le liant maintient les composants du produit de rinçage en un ensemble.
Le sel régénérant
Le sel régénérant sert à régénérer l’adoucisseur qui se trouve dans tous les lave-vaisselles.
Comme chaque litre d’eau qui est utilisé dans la machine passe d’abord par l’adoucisseur, à un moment, il n’y aura plus d’ion de sodium disponible pour adoucir l’eau. A ce moment, l’échangeur d’ions est saturé et l’adoucisseur ne fonctionne plus. Pour le remettre au travail, il doit être régénéré. C’est pourquoi on utilise du sel dans le lave-vaisselle. La régénération est en fait le processus inverse de l’adoucissement. En cas de saturation, le contrôle de la machine va enclencher la régénération. Ainsi, une quantité d’eau provenant du réservoir de sel, saturée d’ions de sel de sodium, va passer dans l’échangeur d’ions. Grâce à cela, tous les ions de calcium et de magnésium disparaissent et sont remplacés par les ions de sodium. Les ions de calcium et de magnésium sont alors évacués avec l’eau. L’adoucisseur est à nouveau opérationnel. La fréquence avec laquelle la régénération à lieu est déterminée par la dureté de l’eau (qui doit être programmée sur l’appareil). Pour faire cela de manière précise, l’utilisateur ou l’installateur doit d’abord mesurer la dureté de l’eau.
Pour cela, deux possibilités existent : la plus simple est de prendre contact avec le gestionnaire de distribution qui peut communiquer le niveau de dureté de l’eau pour la conduite demandée. La seconde est d’effectuer les mesures à l’aide des bandes de test souvent livrées avec le lave-vaisselle.
Mouvement
Effectivement, la prudence est nécessaire lors du nettoyage de la vaisselle. Vu que la vaisselle est fragile, elle ne subit pas de mouvements, comme dans un lave-linge, mais c’est l’eau qui est mise en mouvement dans le lave-vaisselle.
L’appareil va donc laver la vaisselle à l’aide d’eau, et cela avec une pression assez basse. La base de ce processus est la puissance et la répartition précise des jets d’eau.
Les jets d’eau vont arroser la vaisselle, détachant ainsi les restes de nourriture. Dans les plus vieux modèles, la pression de l’eau était souvent plus faible dans le panier supérieur. C’est pour cela qu’il était conseillé de placer les verres et la vaisselle la plus fragile dans le panier du dessus. Dans celui du dessous, on mettait les assiettes et les marmites.
Dans les modèles actuels, aucune différence de pression n’est faite entre les deux niveaux, de telle sorte que l’on puisse placer la vaisselle où on le désire.
Seules les dimensions de la vaisselle seront déterminantes pour la placer dans la machine.
L’arrosage de la vaisselle se fait grâce à des bras spécialement positionnés. Les orifices de ces bras sont placés de telle façon que toute la vaisselle est atteinte par les jets.
Séchage
Le principe du séchage de la vaisselle est plutôt simple : on utilise la chaleur de la vaisselle, chaleur créée par l’eau de lavage et de rinçage, et la création d’une zone froide dans la machine où la vapeur va condenser.
La chaleur de la vaisselle va permettre à l’eau présente de s’évaporer. La vapeur d’eau va dans l’air et est dirigée (de manière active ou passive) vers une zone plus froide de l’appareil où la vapeur va condenser.
Les lave-vaisselles les plus simples font sécher la vaisselle en utilisant la chaleur résiduelle issue du dernier rinçage et en enclenchant une résistance apparente est installée dans le caisson. De cette façon, de la chaleur supplémentaire est ajoutée, accélérant ainsi l’évaporation de l’eau. La zone froide – là où il n’y a pas de résistance – permet la condensation de la vapeur.
De plus en plus, les fabricants ont fait disparaitre cette résistance apparente et l’installent ailleurs dans l’appareil afin de gagner de l’espace utile dans le caisson. A cause de cela, une source de chaleur supplémentaire disparait, ce qui amène à réfléchir à une solution alternative pour obtenir un résultat de séchage optimal.
- Le séchage passif
- Le séchage avec ventilateur
- L’échangeur de chaleur
- Le séchage avec zéolithe
- Le séchage passif
La première solution est d’augmenter la température durant la dernière phase de rinçage, juste avant le séchage. De cette manière, on emmagasine plus d’énergie dans la vaisselle, ce qui permet de mieux faire évaporer l’eau durant la phase de séchage. Les parois latérales de l’appareil servent de parois froides car c’est par ces endroits que la machine perd le plus de chaleur. La vapeur d’eau va condenser contre celles-ci, permettant ainsi à la vaisselle de sécher. - Le séchage avec ventilateur
La seconde solution consiste à sécher activement la vaisselle en utilisant un ventilateur. De l’air de l’extérieur va être aspiré puis soufflé à travers le panier du lave-vaisselle. La chaleur de la vaisselle permet à l’eau de s’évaporer. Le flux d’air va emporter cette vapeur d’eau et l’évacuer dans la cuisine. Certains appareils sont aussi équipés d’une sorte de système de refroidissement, un système à double flux d’air qui retire l’humidité de l’air avant de le rejeter dans la cuisine. L’eau de condensation alors créée est captée et évacuée. - L’échangeur de chaleur
Une troisième solution est offerte par l’échangeur de chaleur (voir également Fonctionnement d’un lave-vaisselle, température et énergie). Après le dernier rinçage, l’échangeur de chaleur, qui n’est rien de plus qu’un réservoir d’eau intégré dans une des parois, est rempli d’eau froide. De cette manière, une paroi froide, contre laquelle la vapeur va condenser, est créée. De nouveau, c’est la chaleur accumulée par la vaisselle qui va permettre à l’eau de s’évaporer. L’air humide en passant le long de la paroi froide va se refroidir et la vapeur va condenser. L’air froid va descendre et pousser l’air chaud et humide vers l’avant. De cette façon, une convection naturelle s’installe dans le lave-vaisselle, ce qui permet de sécher la vaisselle sans apport d’énergie supplémentaire ou d’air extérieur. - Le séchage avec zéolitheUne quatrième solution est ce que l’on appelle le séchage par zéolithe. Avec cette technique, un réservoir contenant des grains de zéolithe est intégré sous la cuve du lave-vaisselle. La zéolithe est un minéral qui la propriété d’emmagasiner l’énergie et l’humidité. Le principe est le suivant : durant la phase de séchage, l’air chaud et humide est aspiré hors de la machine par un ventilateur et est passé à travers le réservoir de zéolithe. L’humidité de l’air est alors captée par le minéral. Durant ce processus la zéolithe va libérer de l’énergie sous forme de chaleur. Cette chaleur est à son tour utilisée pour stimuler le processus de séchage (en plus de la chaleur accumulée par la vaisselle). La zéolithe est à son tour régénérée en séchant durant les autres phases du programme car une résistance est intégrée dans le réservoir. L’air chaud et humide qui se libère est alors utilisé pour chauffer la vaisselle.
