Le marché du vapotage est en constante expansion. En 2023, on estime que plus de 70 millions de personnes utilisent des cigarettes électroniques à travers le monde. Au cœur de cette pratique se trouvent deux composants majeurs: le propylène glycol (PG) et la glycérine végétale (VG), des glycols essentiels à la composition des e-liquides. Comprendre leurs propriétés est crucial pour une expérience de vapotage optimale et responsable.
Propriétés physico-chimiques du propylène glycol (PG)
Le propylène glycol, ou PG, est un liquide incolore, visqueux et légèrement sucré, souvent utilisé comme solvant et humectant dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique. Sa formule chimique est C₃H₈O₂. Son point d'ébullition relativement bas, d'environ 188°C, le rend approprié pour la vaporisation dans les cigarettes électroniques. Sa faible viscosité (environ 54 cP à 20°C) lui confère une bonne fluidité, facilitant son transport dans les dispositifs de vapotage. Sa densité est approximativement de 1.036 g/cm³ à 20°C.
Structure chimique et propriétés
La structure chimique du PG, un diol, lui confère une excellente solubilité dans l'eau et de nombreux solvants organiques. Sa faible tension superficielle, approximativement 37 mN/m à 25°C, contribue à sa capacité à transporter efficacement les arômes et autres composés présents dans les e-liquides. Cette propriété est essentielle pour une diffusion optimale des saveurs.
Propriétés organoleptiques
Le PG possède une légère odeur et un goût légèrement sucrés, presque imperceptibles pour la plupart des utilisateurs. Sa texture est fluide et douce. L’absence d’odeur prononcée est un atout pour les e-liquides aux saveurs subtiles.
Propriétés en tant que solvant
Le PG est un solvant très efficace pour de nombreuses substances, notamment les arômes, la nicotine (pour les e-liquides nicotinés), et divers additifs. Il permet de dissoudre et de transporter ces composants dans l'e-liquide, assurant une distribution homogène et une restitution fidèle des saveurs lors de la vaporisation. Sa capacité de solvant est supérieure à celle de la VG.
Aspects sécurité (PG)
Le PG est généralement reconnu comme sûr à faible dose et est utilisé dans de nombreux produits alimentaires et cosmétiques. Cependant, un contact prolongé avec la peau peut provoquer des irritations légères à modérées. Une exposition excessive par inhalation, notamment à de fortes concentrations, peut également entraîner une irritation des voies respiratoires chez certaines personnes sensibles. Il est donc crucial de manipuler le PG avec précaution, en évitant le contact direct avec la peau et les yeux, et en utilisant une ventilation adéquate lors de la préparation des e-liquides. Une ingestion accidentelle doit être traitée immédiatement.
- Éviter tout contact direct avec les yeux.
- En cas d’ingestion, contacter immédiatement un centre anti-poison.
- Bien ventiler la pièce lors de la manipulation de PG.
Propriétés physico-chimiques de la glycérine végétale (VG)
La glycérine végétale, ou VG, est un liquide visqueux, incolore et inodore avec un goût légèrement sucré. Sa formule chimique est C₃H₈O₃. C'est un triol, contrairement au PG qui est un diol. Comparée au PG, la VG possède une viscosité beaucoup plus élevée, environ 1450 cP à 20°C, ce qui influence significativement ses propriétés dans les e-liquides. Sa densité est d’environ 1,26 g/cm³ à 20°C. Elle a un point d'ébullition d'environ 290°C.
Structure chimique et propriétés
La structure moléculaire de la VG, avec ses trois groupes hydroxyle, lui confère une plus grande viscosité et une meilleure capacité à retenir l'humidité (propriété hygrophile). Son point d'ébullition plus élevé que celui du PG indique une plus grande stabilité thermique. Sa solubilité dans l’eau est excellente.
Propriétés organoleptiques
La VG a un goût plus doux et plus sucré que le PG, souvent décrit comme plus rond et moins piquant. Sa texture est beaucoup plus épaisse, presque sirupeuse. Sa nature non volatile lui confère une meilleure conservation des arômes dans le temps.
Propriétés comme humectant et épaississant
La VG joue un rôle essentiel dans la production de vapeur. Sa haute viscosité contribue à la formation d'un nuage plus dense et plus volumineux. Elle apporte une texture plus riche à la vapeur. De plus, la VG contribue à la sensation en gorge ("hit"), bien qu'à un degré moindre que le PG. Sa nature hygroscopique maintient l’humidité de l’e-liquide.
Aspects sécurité (VG)
La VG est généralement considérée comme une substance sûre, même en ingestion. Cependant, comme pour le PG, un contact direct prolongé avec la peau ou les yeux peut causer des irritations. Une inhalation excessive de vapeurs de VG pourrait, dans de rares cas, entraîner des réactions allergiques chez certains individus. L'utilisation de la VG doit se faire avec précaution, même si elle est généralement considérée comme moins irritante que le PG.
Utilisation du PG et du VG dans les e-liquides
Le PG et la VG sont utilisés en combinaison dans les e-liquides pour créer différentes expériences de vapotage, en modifiant le ratio selon les préférences de l’utilisateur. Le ratio PG/VG influence la production de vapeur, la sensation en gorge (hit), et l’intensité des saveurs. Un ratio équilibré permet d’optimiser l’expérience.
Ratio PG/VG et leur influence
Un ratio PG/VG de 50/50 est un bon compromis, offrant un bon équilibre entre production de vapeur et sensation en gorge. Les ratios varient considérablement:
- 70/30 (PG/VG): Hit plus prononcé, vapeur plus légère, meilleure restitution des arômes.
- 50/50 (PG/VG): Bon équilibre entre hit et vapeur, saveurs bien restituées.
- 30/70 (PG/VG): Vapeur dense et abondante, hit plus doux, saveurs plus subtiles.
- 100% VG: Vapeur très dense, hit minimal, convient aux subohms et aux clearomiseurs adaptés.
Influence sur les saveurs
Le PG, étant un meilleur solvant, facilite la diffusion rapide des arômes, procurant des saveurs plus directes et précises. La VG, plus visqueuse, libère les arômes plus lentement, offrant une expérience gustative plus douce et arrondie. Un ratio équilibré est souvent préférable pour la plupart des e-liquides.
Impact sur le matériel
Les ratios riches en VG (plus de 70%) peuvent engendrer une accumulation de résidus plus rapidement dans les résistances, nécessitant un nettoyage ou un remplacement plus fréquent. Des résistances conçues pour les e-liquides à haute teneur en VG sont disponibles sur le marché. Les ratios riches en PG peuvent être plus agressifs pour certaines résistances, réduisant potentiellement leur durée de vie. Le choix du matériel doit prendre en compte le ratio PG/VG.
Les différents types de glycols utilisés
Il existe des glycols de différentes qualités, notamment des PG et VG de qualité pharmaceutique, répondant à des normes de pureté strictes. Ces glycols de qualité supérieure offrent une meilleure garantie de sécurité et une meilleure restitution des saveurs. Les e-liquides de haute qualité utilisent généralement des glycols pharmaceutiques.
Alternatives et innovations
La recherche explore continuellement de nouvelles bases pour e-liquides, cherchant à améliorer l’expérience du vapotage, à réduire les potentiels impacts sur la santé, et à proposer des alternatives plus respectueuses de l'environnement. Cependant, le PG et le VG restent les bases les plus largement utilisées.
Recherche sur de nouvelles bases
Des recherches sont menées sur des molécules alternatives, notamment des polyols comme l'érythritol ou le xylitol, pour leurs propriétés moins irritantes. Cependant, ces alternatives posent des défis techniques et économiques, leur adoption reste limitée pour le moment.
Nouvelles technologies dans la conception des e-liquides
Les fabricants d’e-liquides innovent constamment, notamment en optimisant les mélanges de PG/VG pour améliorer la restitution des arômes, la production de vapeur et la sensation en gorge. Des procédés de purification plus avancés permettent d'obtenir des glycols de plus haute pureté.
- L’utilisation de techniques de chromatographie pour purifier les glycols.
- Le développement de nouvelles molécules pour améliorer la restitution des arômes.
- L’optimisation des processus de fabrication pour réduire les coûts et améliorer la qualité.