Vous connaissez certainement le paradoxe de l'oeuf et de la poule. En voici un autre offert à l'esprit curieux: le Téflon, utilisé comme revêtement des ustensiles de cuisine ne colle à rien sinon à lui même. Voici le problème: d'une part, pourquoi ne colle-t-il effectivement à rien? Et d'autre part dans ce cas, comment accrocher un revêtement de Téflon dans une poêle?

 

 

Commençons tout d'abord par un petit rappel d'Histoire et de Physique. Le Téflon, de son vrai nom polytétrafluoroéthylène (la formule est au-dessus) est un fluoropolymère (très grosse molécule composée d'un motif de plusieurs molécules fluorées identiques liées entre elles) inventé en 1938 par le chimiste Roy J. Plunkett. Téflon, son petit nom sympa est en réalité une marque déposé par la companie du Pont de Nemours. Le polytétrafluoroéthylène -que nous abrègerons en PTFE- ne colle à rien. L'explication du pourquoi risque de donner mal à la tête et nous proposons au lecteur fainéant de passer directement au paragraphe sur la fabrication des poêles au Téflon.

Si le PTFE ne colle à rien, c'est qu'il ne réagit ni physiquement ni chimiquement avec les molécules des matériaux qui lui sont en contact. Physiquement, celà s'explique par la "gange de protection" formée par les atomes de fluor autour de la molécule. Lorsqu'il fait parti d'une molécule, l'atome de fluor a cette particularité de repousser les autres molécules surtout si elles ne sont pas du même type. Le PTFE va donc se comporter telle une molécule associale et repousser toutes les molécules autre que du PTFE. Rien ne pourra donc l'approcher, surtout pas les molécules des aliments dans la poêle. Ceux-ci n'accrocheront  donc pas.

Chimiquement, le PTFE ne réagit pas non plus car il est inerte. Deux raisons à cela. Premièrement, si aucune molécule ne peut approcher la molécule de PTFE, cela réduit considérablement les chances de réagir avec. En second lieu, rappelons pour qu'une molécule A réagit avec une molécule B il faut que chez A comme chez B au moins l'un des atomes casse une de ses liaisons avec sa molécule d'origine pour se combiner avec la liaison cassée chez la molécule voisine. Pour donner une image, considérons une ronde. Pour qu'un individu entre dans la ronde, il faut qu'il détruise une des liaisons entre deux personnes de la ronde, puis qu'il se lie à ses deux personnes en reformant à son tour des liaisons (il leur sépare les mains et leur donne ensuite les siennes). Or les liaisons Carbone-Fluor du PTFE sont vraiment vraiment très solide. Même lorsque la poêle est chaude, les liaisons de Van Der Waals entre ces atomes (la force qui lie les atomes entre eux = la force avec laquelle les personnes se donnent la main dans la ronde) sont extrêmement fortes: si forte que rien ne peut les casser pour se lier avec. 

 

En résumé, le PTFE est inerte, non conducteur, imperméable à l'eau et à la graisse, si solide qu'aucun choc thermique ou physique ne peut en venir à bout. Son coefficient de friction est si faible que la plupart des matériaux connus ne peuvent s'y fixer.

 

Mais alors? Si rien ne colle au Téflon, comment applique-t-on la couche de protection en Téflon dans la poêle? La technique exacte est un secret bien gardé par brevet mais l'idée est la suivante: La couche protectrice en Téflon est elle-même appliquée sur une autre couche de Téflon. Et l'on revient au problème précédent! Conséquement à ce que nous avons vu, l'adhérence n'est donc  rendue possible ni par effet physique ni par effet chimique, mais plutôt par effet mécanique. La première couche de Téflon est appliquée par encastrement mécanique dans la poêle (elle est bloquée dedans). Du sable à très forte température est pulvérisé sur une poêle classique. Le métal devient ainsi rugueux et microgranuleux. Du Téflon est alors pulvérisé sous forme d'un apprêt spécial (et là est tout le mystère du procédé), de sorte à s'introduire dans les interstices de sable. Le tout est cuit. En refroidissant, les interstices se resserrent, emprisonnant la mince couche de Téflon. C'est ensuite que l'on applique une seconde puis une troisième couche.

 

 

- site éducatif sur les polymères (lien en Anglais)