Moteur à cire : pourquoi un bout de paraffine ouvre votre lave-vaisselle et règle vos radiateurs

Comment de la cire peut-elle faire un moteur ?

Par un changement d’état, pas par une rotation. Une pastille de cire est enfermée dans une capsule métallique étanche, au contact d’un piston. Quand la température atteint le point de fusion, la cire passe du solide au liquide et son volume augmente de 5 à 20 %, d’après la fiche encyclopédique du mécanisme. Ce gonflement n’a nulle part où aller : il chasse le piston vers l’extérieur. Au refroidissement, la cire se rétracte et un ressort de rappel ramène le piston à sa place. La course fait quelques millimètres. La poussée, elle, atteint 4 000 newtons, soit environ 400 kilos, et le mouvement est décrit comme doux et progressif plutôt qu’instantané.

Coupé en deux, l’objet ne ressemble à rien d’autre : une douille, un piston, de la cire.

Où se cache-t-il exactement chez vous ?

Dans le lave-vaisselle, d’abord. Le moteur à cire y libère le loquet de la boîte à produit : il agit comme un solénoïde quand le programmateur l’active, et son piston déclenche le mécanisme qui ouvre la trappe. Sur certains appareils, il commande aussi les volets de séchage, ceux qui entrebâillent la porte en fin de cycle. Les lave-linge à hublot s’en servent pour le verrouillage : au lancement du programme, le moteur à cire pousse un pion qui bloque la porte. On le retrouve ensuite sur les vannes thermostatiques de radiateur, sur les ouvrants automatiques de serre, et jusque dans les circuits de carburant et d’hydraulique en aéronautique.

Pourquoi préférer la cire à un petit moteur électrique ?

Parce qu’elle fait plus de force avec moins de pièces. Un moteur électrique capable de tenir une telle charge réclame un réducteur, des roulements et un capteur de position ; la capsule de cire tient dans un pouce et n’a qu’une pièce mobile. La même fiche relève, pour le verrou de hublot, des avantages de coût, de fiabilité et de sécurité. La lenteur devient ici une qualité : un loquet qui s’ouvre en douceur ne casse rien. Il existe deux familles. Dans l’électroménager, la cire est chauffée par un courant, en général une thermistance CTP, et elle n’est qu’un vérin. Dans une tête de radiateur ou un thermostat moteur, elle mesure et agit à la fois, sans alimentation : un thermostat automobile s’ouvre ainsi entre 70 et 90 °C, selon la description de l’élément thermostatique. C’est la même logique que le diamant piézoélectrique : le matériau est le mécanisme.

Ma tête de radiateur contient-elle vraiment de la cire ?

Pas forcément. Une tête thermostatique est un élément auto-régulant rempli de cire, de liquide ou de gaz selon le modèle, et seul le premier cas relève du moteur à cire. L’histoire explique ce flou : le thermostat de radiateur est plus vieux que sa version à cire. Danfoss le fait remonter à 1943, quand son fondateur Mads Clausen invente ce que le groupe présente comme le premier thermostat de radiateur au monde, commercialisé à partir de 1952 ; environ 350 millions en sont sortis depuis. Les éléments à cire, eux, n’arrivent dans le sanitaire et le chauffage qu’en 1970 en Suède, puis en 1971 en Suisse.

Ça change quoi sur ma facture de chauffage ?

Beaucoup, à condition que la tête existe. Le fabricant danois Danfoss, qui vend ces produits, a chiffré le gisement européen des radiateurs encore dépourvus de régulation. Rapportés aux 500 millions de radiateurs non régulés que Danfoss recensait en Europe en 2018, les 130 TWh et 12 milliards d’euros perdus chaque année représentent environ 260 kWh et 24 euros par radiateur privé de tête thermostatique. Le rattrapage ne se joue donc pas à l’échelle du logement, mais radiateur par radiateur, dans les pièces qu’on chauffe sans y vivre.

Pourquoi ce composant n’a-t-il jamais été remplacé ?

Parce qu’il était déjà au point en 1934. Le brevet américain 2 115 501, déposé le 1er octobre 1934 par Sergius Vernet et délivré le 26 avril 1938, décrit exactement l’objet d’aujourd’hui : une matière cristalline qui passe de l’état solide à l’état liquide avec un changement de volume associé, et dont l’application visée est déjà la régulation de l’eau de refroidissement des automobiles. L’industrialisation a pris trente ans de plus. Créée en 1927 sous le nom de Calorstat, la maison qui rachète Vernet en 1962 lance son élément thermostatique à cire en 1965. Soixante ans après, l’atelier de mélange de cire figure toujours parmi les activités du site d’Ollainville, en Essonne, siège du groupe et centre de R&D sur 19 000 m².