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====== Le micro-onde ======

Le micro-onde est un des nombreux appareils électriques qui est devenu un classique dans une cuisine. Son unique but est de chauffer des aliments (bien qu'il puisse chauffer en théorie toute chose contenant de l'eau). Bien qu'ayant une fonction très basique, le micro-ondes est loin d'être un appareil basique. Il contient un composant, le magnétron, qui génère des ondes électromagnétiques en grand quantité via de la haute tension, quelques milliers de volts. Ceci en fait un appareil potentiellement très dangereux. Cependant, avec quelques bons gestes assez simples, le micro-onde est tout à fait réparable.

Par la suite, nous verrons le principe général du fonctionnement d'un micro-onde et les bonnes pratiques qui en découlent. Puis nous ferons un tour des principaux composants fonctionnant à la tension du secteur 230 V efficace. Ensuite nous irons voir la partie la plus technique et dangereuse d'un micro-ondes : le circuit à haute tension. Enfin, nous donnerons quelques conseils pour diagnostiquer la panne.


===== Généralités sur le micro-ondes =====

==== Principe du micro-ondes ====

Le but du micro-ondes est de chauffer de la nourriture. Cependant à l'inverse d'un four ou d'une poêle qui chauffent la nourriture par contact avec une surface ou avec l'air chaud, le micro-ondes chauffe en envoyant de la lumière sur la nourriture. En effet, le micro-ondes génère des ondes électromagnétiques, en terme commun on parle de lumière, mais pas n'importe quelle lumière. Cette lumière nous est invisible comme l'infrarouge ou l'ultraviolet. Cette lumière appartient à ce que l'on appelle le domaine des micro-ondes d'où le nom de l'appareil four à micro-ondes que l'on simplifiera par micro-onde.

Bien qu'invisible, ces ondes ont une action sur la matière et principalement l'eau. Elles font vibrer les molécules d'eau qui se trouve en grande quantité dans votre nourriture. Comme les molécules d'eau sont entourées d'autres molécules, elles vont se mettre à "se frotter" et communiquer leur vibration aux molécules autour d'elles. Comme le mouvement au niveau moléculaires c'est de la chaleur alors la nourriture tout entière va se mettre à chauffer.

Autre différence d'avec les système de chauffage classique, les ondes micro-ondes ne réagissent pas seulement avec l'eau en surface de l'aliment mais peuvent aussi interagir avec les molécules d'eau directement dans l'aliment. Il y a tout de même des limites si votre aliment est trop gros, les ondes n'iront pas directement au centre de l'aliment.

==== Sécurité du micro-onde ====

Il ne faut pas que les ondes du micro-onde puisse sortir en grande quantité de l'enceinte du micro-onde et interagir avec le vivant par exemple des humains. Cela risquerait de vous surchauffer comme si vous étiez dans le micro-onde. Pour contenir les ondes dans le micro-onde, on utilise une propriété des ondes : elles sont réfléchit par une surface métallique. C'est ce qu'utilise un miroir pour vous renvoyez la lumière qui vous s'est réfléchi sur vous. Donc l'enceinte du micro-onde est en métal afin de réfléchir les ondes micro-onde pour qu'elles restent dans le micro-onde. Vous pourriez pensez que la vitre, elle, n'est pas sécurisée et que les ondes peuvent s'échapper via cette dernière. Il n'en est rien. Si vous regardez attentivement vous verrez que toutes les vitres sont couvertes d'un quadrillage de points noirs qui sont en métal. Ce quadrillage métallique régulier permet de réfléchir les micro-ondes. De plus des interrupteurs de sécurité, veuille à couper la fonctionnement du micro-onde dès que la porte de celui-ci est ouverte. Il ne faut jamais que votre micro-onde puisse fonctionner avec la porte ouverte c'est dangereux.

==== Bonnes pratiques ====

A la différence du métal, les ondes micro-ondes ont la propriétés de traverser le verre et le plastique. Ainsi même dans un récipient fermé en plastique votre nourriture se mettra à chauffer comme si elle était à l'air libre.

En conséquences, il existe plusieurs bonnes pratiques à respecter si on ne veut pas endommager son micro-onde :
  - Il ne faut pas fermer hermétiquement avec du plastique des récipients. Si vous faîtes cela vous aurez de grandes chances de faire monter la pression dans le dit récipient qui va sûrement explosé dans votre micro-onde.
  - Il ne faut jamais mettre de métaux dans un micro-onde, cela risque de faire des étincelles et d'endommager ce dernier.
  - Il ne faut pas laisser tourner le micro-onde à vide, l'énergie des micro-onde ne serait pas absorbée et cela risquerait de créer des étincelles et d'endommager le micro-onde

==== Puissance d'un micro-onde ====

Un micro-onde ne peut délivrer qu'une puissance fixe définie par son magnétron que l'on verra plus tard plus en détail. Comment peut-on alors choisir la puissance d'un micro-onde ? L'astuce est de ne pas utiliser le micro-onde constamment mais par intermittence. Si vous utilisez le micro-onde à 1000 W pendant 10 secondes puis éteint pendant 10 secondes puis allumez pendant 10 secondes puis éteint pendant 10 secondes, etc. Au final en moyenne, vous n'aurez dépensé que la moitié de l'énergie 500 W, car la moitié du temps le micro-onde était éteint. En jouant sur le temps passé allumé puis éteint vous jouez sur la puissance du micro-onde. A pleine puissance, le micro-onde marche constamment sans interruption, à la puissance minimale, le micro-onde marche peut être 10% du temps seulement. Bien évidemment tout cela est automatique, contrôlé par un mécanisme mécanique ou de plus en plus électronique.

===== Organes principaux d'un micro-onde =====

Quand un micro-onde est en action, il ne fait pas que générer des ondes micro-ondes pour faire chauffer la nourriture. Il éclaire et fait tourner la nourriture et il refroidit le magnétron avec un ventilateur. De plus, il surveille le temps de cuisson et la puissance que vous lui avez indiquée. Ainsi le micro-onde peut être divisé en plusieurs organes comme dans le corps humain remplissant chacun une fonction. Chacun de ces organes pouvant tomber en panne.

==== La lumière ====

Afin de voir ce qu'il y a dans le micro-onde, il y a une petite lampe à incandescence marchant sur du 230 V AC. Comme toutes les lampes à incandescence, leur filament peut brûler et rendre inutile la lampe. Pour tester une lampe à incandescence, il suffit de tester sa résistance qui doit être entre 50 et 200 Ω. Si la résistance est infinie cela signifie que le fil a brûlé et qu'il faut changer la lampe.

==== Le ventilateur ====

Pour générer les ondes micro-ondes, un magnétron est utilisé qui convertit de l'énergie électrique en énergie lumineuse. Cependant, n'étant pas parfait il dissipe aussi de la chaleur, il faut donc le refroidir. Pour ce faire les micro-ondes sont pourvus d'un ventilateur. Cela n'est rien d'autre qu'un moteur qui fait tourner un hélice. Ce ventilateur marche directement sur le 230 V AC. Il est assez facile de le tester avec un multimètre pour savoir si la résistance de sa bobine est coupé (résistance infinie) ou à fondu (résistance trop petite). Il est aussi possible de tester ce moteur directement sur du 230 V AC en l'extrayant du micro-onde et en prenant les précautions d'usage quand on travaille avec de la tension dangereuse pour l'homme.

==== Le moteur du plateau ====

Dans la plupart des micro-ondes, vous posez votre nourriture sur un plateau en verre qui est posé sur un pied et sur une pièce en plastique circulaire avec des roues. Tout cela est fait pour entraîner le plateau et faire tourner votre nourriture. En effet, les ondes micro-ondes dans l'enceinte du micro-onde ne sont pas réparties uniformément. Ainsi la nourriture risque de plus chauffer à certains endroits et pas à d'autres. Pour uniformiser le chauffage de la nourriture, on la fait tourner. Pour cela on utilise un moteur qui entraîne le pied en plastique qui entraîne le plateau en verre qui entraîne votre nourriture posée dessus.

Il peut y avoir plusieurs problèmes. Le moteur qui marche en 230 V AC peut se casser dans ce cas il faut le changer. Vous pouvez le tester de la même manière que celui du ventilateur (voir ci-dessus). Les problèmes peuvent être mécanique si vous cassez le plateau de verre ou les pièces en plastiques qui servent à entraîner le plateau. Toutes ces pièces peuvent se changer la difficulté est de les trouver. Sur des sites d'occasion ou de pièces détachées, vous pouvez en trouver.

==== Sécurité de la porte ====

Comme dit précédemment, il est primordial que votre micro-onde ne puisse pas fonctionner lorsque sa porte est ouverte pour ne pas faire fuir des ondes micro-ondes. Pour ce faire, lorsque la porte se ferme et s'ouvre, cette dernière enclenche ou désenclenche une série d'interrupteurs de sécurité. Un défaut dans ces interrupteurs peut faire que votre micro-onde ne démarre pas alors que tout est bon. Il faut alors tester puis changer si besoin est ces interrupteurs.

==== Alimentation du micro-onde ====

Le micro-onde est alimenté en 230 V AC par un fil qui se branche dans une prise secteur. Un passe possible serait que ce fil soit coupé de l'intérieur ce qui n'est pas apparent. Il est assez facile de tester cette panne, il suffit de faire un test de continuité entre la prise mâle et les fils reliés au micro-onde à l'autre bout du câble d'alimentation.

Une fois que le câble d'alimentation rentre dans le micro-onde, il est relié à un fusible de sécurité. Il faut tester si ce fusible n'a pas fondu auquel cas il faudra le changer mais aussi comprendre pourquoi il a fondu sous peine de faire fondre le suivant.

Enfin, après le fusible, il y a aussi un circuit anti-parasites sous forme de circuit imprimé ou parfois d'une grosse pièce renfermant ce circuit. Il est constitué de condensateurs et de bobines pour éliminer les signaux électriques parasites. Tester ce circuit est plus compliqué. Il faut essayer de le comprendre puis de tester les condensateurs et les bobines via un multimètre ou bien le changer.

==== Le circuit de commande ====

Enfin, le dernier organe d'un micro-onde vu dans cette section est le circuit de commande du micro-onde. Il peut être manuel avec des boutons à tourner pour les machines anciennes ou basique, mais il est de plus en plus électronique avec des circuits imprimés. Les pannes possibles pour un circuit de commande électronique sont trop nombreuses et dépendent du circuit de commande lui-même. Cela dépasse cette formation sur les micro-onde et demande de solide connaissance en électronique. Parfois cependant, il peut être facile de voir une panne si vous voyez un composant noirci qui aurait brûler ou une nappe coupé. Voir la panne ne veut pas dire que vous saurez facilement la réparer. Il faut parfois racheter tout le circuit s'il existe en pièce détachée.

===== Circuit haute tension du micro-onde =====

Dans toutes la section précédente, nous avons regarder les organes marchant à la tension du secteur 230 V AC. Le dernier organe primordial du micro-onde est le circuit de haute tension alimentant le magnétron qui génère les ondes micro-ondes pour chauffer la nourriture. Ce circuit est assez simple et chaque élément peut être tester. Le problème est que ce circuit est censé fonctionner à près de 4000 V donc il est difficile mais pas impossible de le tester en condition. Le circuit est composé de cinq éléments : un transformateur, un fusible haute tension, un condensateur, une diode et un magnétron.

On va les passer en revue pour savoir comment les tester puis on expliquera le circuit et à quelles tensions, on s'attend quand il est en action.

==== Le magnétron ====

A tout seigneur tout honneur, commençons par la pièce principale, [[https://fr.wikipedia.org/wiki/Magn%C3%A9tron|le magnétron]]. Ce dernier est un bloc qu'il sera quasiment impossible à réparer mais possible de changer. Il est constitué de deux pins sur lesquelles on vient passer un courant de faible tension 3-4 V. Ces pins sont relié à un fil de faible résistance qui va simplement chauffer. Ainsi, au multimètre il faut trouver une résistance quasi-nulle entre ces deux pins. 

Le but de faire chauffer le fil électrique entre les deux pins est que des électrons s'en échappe et soit poussés de l'autre côté du magnétron du fait de la haute tension que l'on va appliquer au magnétron. Cependant, comme il y a des gros aimants dans le magnétron, cet électron ne va pas aller en ligne droite mais va se mettre à tourner et se faisant va générer les fameuses ondes micro-ondes tant convoitées. Il est possible que les aimants cassent, cela est bien visible car ces aimants sont circulaires. S'ils cassent, on voit clairement leur zone de cassure, il faut alors changer le magnétron. Pour plus de détails voir la vidéo suivante sur la chaîne Youtube [[https://www.youtube.com/watch?v=b4cPq72d3cI|Lesics français]].

Pour que les électrons passent bien par l'intérieur du magnétron, il ne faut pas qu'il puisse passer du fil électrique chauffé à la coque du magnétron. Donc la résistance entre les pins et la coque du magnétron doit être infinie. Si cela n'est pas le cas, le problème peut venir de la pièce en plastique couvrant les deux pins qui n'est plus isolante. Cette pièce peut se changer voir [[app:micro-ondes-connecteur-magnetron|Connecteur du magnétron défaillant]].

==== Le transformateur ====

Le but de ce transformateur à la différence de bons nombres de transformateurs électriques n'est pas d'abaisser mais d'augmenter la tension alternative d'un facteur proche de 12. Ainsi en prenant du 230 V AC, il fournit près de 2700 V AC. De plus ce transformateur doit fournir les 3-4 V que nécessitent les pins du magnétron. De ce fait, au primaire, il y a deux pins qui recueille le 230 V AC. Au secondaire, il y en a trois pins plus la métal du transformateur lui-même qui fait office de quatrième pins car il y a deux bobines au secondaire. 

Pour tester ce transformateur, il faut vérifier que les bobines ne sont pas coupées. Celle du primaire doit avoir une résistance de près de 3 Ω. La petite bobine du secondaire pour alimenter les pins du magnétron en 3-4 V a une résistance quasi-nul non mesurable avec un multimètre. L'autre bobine du secondaire a une résistance autour de 100-200 Ω. L'obtention de bonnes résistances ne fait pas tout vous pouvez tester ce transformateur en lui injectant des petites tensions alternatives de quelques volts pour tester si la tension est bien multipliée par près de 12 d'un côté et divisée par ce même nombre de l'autre côté.

==== Le condensateur ====

Dans un micro-onde, on trouve aussi un très gros condensateur pouvant fonctionner à des tensions de plusieurs milliers de volts avec une valeur proche de 1 uF. Très souvent ce condensateur cache une résistance en parallèle de 10 MΩ ; cela est écrit sur le condensateur avec un petit schéma.

Pour tester si tout fonctionne bien, il faut mesurer la capacité du condensateur (la résistance en parallèle ne pose pas de problème). Puis il faut mesurer la résistance. Dans ce cas, il faut attendre que le condensateur soit chargé par le multimètre pour avoir la bonne résistance. Donc il faut attendre que la valeur de la résistance soit stable sur le multimètre. Il faut aussi vérifier qu'il n'y ait pas de fuite entre les pins du condensateur et sa coque métallique ; la résistance doit être infinie entre les deux.

==== La diode ====

On trouve aussi une grosse diode dans un micro-onde. Cette dernière est un peu spéciale. Premièrement, elle résiste à plusieurs milliers de volts et ensuite elle ne laisse passer le courant que pour des tensions de l'ordre de 9 V. Ainsi si vous la testez avec un multimètre classique, elle sera toujours bloquante car le multimètre ne peut pas fournir des tensions de plus de quelques volts. Si la diode laisse passer le courant d'un ou des deux côtés avec un multimètre, il est facile de voir qu'elle est bonne à changer.

Pour la tester, il faudra faire un petit circuit diode+résistance en série avec une alimentation de plus de 12 V pour être sûr que la diode bloque d'un côté et laisse passer de l'autre. Par contre, il est plus difficile de tester qu'elle bloque bien pour des tensions de plusieurs milliers de volts. Le plus simple pour voir si elle est le problème est de la changer par une neuve et de voir si le problème persiste, une diode n'est pas très chère.

L'explication de ces propriétés particulières pour cette diode vient du fait que ce n'est pas une diode mais plusieurs diodes mises en série. Cela explique pourquoi la tension de mise en route est grande car cela revient à la somme des tensions des diodes en série. La mise en série permet aussi de bloquer des milliers de volts avec des diodes qui à la base sont faites pour bloquer seulement des centaines de volts.

==== Le fusible haute tension ====

Le fusible haute tension est très souvent positionné sur la pin sortant de la grosse bobine au secondaire du transformateur. Il est aussi très souvent protégé par un cache en plastique noire. Ce fusible a la particularité quand on le regarde d'avoir un fil en forme de ressort. En effet, quand il fond, on souhaite que les deux bouts du fil restant soit séparés par une grande distance d'où le ressort qui comprime les bouts restants. Si la distance n'est pas assez grande, il y a de fortes chances que la haute tension ionise l'air et fasse quand même passer un courant électrique sous forme d'éclair, ce que l'on ne veut pas.

==== Le circuit haute tension ====

Pour fonctionner le magnétron a besoin d'une tension de près de 4000-5000 V entre ces pins et son bloc externe qui est mis à la masse à 0 V. Le transformateur permet de monter à près de 2400-2700 V ce qui est insuffisant. On pourrait prendre un transformateur qui multiple par 25 la tension au lieu de seulement 12 mais cela requerrait, un transformateur encore plus lourd et massif. Pour ce faire, on va utiliser une diode et un condensateur qui vont permettre d'atteindre plus de 4000 V de tension.

L'idée est assez simple, le transformateur fournit une tension alternative de près de 2700 V. On va alors charger le condensateur à la tension +2700 V quand le transformateur fournit cette tension. Puis la tension du transformateur va redescendre à -2700 V. Pour que le condensateur ne se vide pas, on met une diode. Ainsi quand la tension du transformateur est descendu à -2700 V celle de la diode est à +2700 V et alors la différence des deux est de 5400 V que la diode doit supporter. La tension est doublée. On peut alors placer en parallèle de la diode le magnétron qui aura alors une tension de plus de 4000 V à ces bornes. Ainsi sans le magnétron, la condensateur aurait une tension continue de plus de 2000 V, tandis que la diode aurait une tensions oscillant entre 0 et -4000 V. Voici le schéma du circuit à haute tension : 

{{ :formation:documentation:micro-onde_circuit2x.png?nolink&500 |}}

{{ :formation:documentation:micro-onde_tensions.png?nolink&500 |}}.


Afin de savoir si le circuit de haute tension est fonctionnel, il faut le débranché du magnétron puis le mettre en action. Il faut ensuite mesurer une tension de plus de 2000 V continu aux bornes du condensateur et une tension continue de -2000 V aux bornes de la diode et une alternative de près de 2000 V toujours aux bornes de la diode. Pour faire ce type de mesure, il ne faut pas utiliser directement un multimètre. Ces derniers en effet n'accepte pas des tensions supérieures à 1000 V, vous risqueriez de les détruire. Il faut alors acheter ou se faire un pont diviseur de tension de rapport 100 qui permettra de mesurer des tensions de quelques dizaines de volts au lieu de quelques milliers de volts.

===== Conseil pour diagnostiquer un micro-onde =====

La première chose à faire pour diagnostiquer un micro-onde défectueux est de le débrancher du secteur et d'attendre quelques minutes que le condensateur se décharge. Ensuite vous pouvez commencer à l'ouvrir en faisant tout de même attention de ne pas toucher les pins du condensateur au cas ou il ne se serait pas déchargé. Il faut ensuite s'assurer que le condensateur est déchargé : soit en le déchargeant de force avec un tournevis bien isolé ou mieux avec une résistance de 10 MΩ elle aussi bien isolée, soit en mesurant sa tension mais en utilisant un pont diviseur de tension pour ne pas endommager le multimètre.

Une fois que la sécurité est assurée, vous pouvez tester les composants qui vous intéressent. Une façon assez simple de savoir si le problème provient du circuit haute tension ou du reste du micro-onde est de ne pas alimenter le transformateur en 230 V AC en débranchant les fils. Puis de faire démarrer votre micro-onde. Si tout marche bien sauf le chauffage, il y a de grandes chances que le problème provient du circuit à haute tension.

Pour le circuit à haute tension, il faut tester tous les éléments comme expliqué dans la section précédente. Un fois cela fait si la panne n'est pas trouvée, il faut faire marcher ce circuit sans brancher le magnétron et mesurer les tensions aux bornes du condensateur, du transformateur et de la diode pour détecter une anomalie. S'il n'y a pas d'anomalie alors il y a de fortes chances que le problème vienne du magnétron et qu'il faille le changer.

Voir davantage de détails sur la [[app:micro-ondes|recherche de panne d'un micro-ondes]].