Quelles sont les fréquences des micro-ondes ?

Le domaine des micro-ondes s'étend de 300 MHz à 300 GHz, soit de 0,3 à 300 GHz. En longueur d'onde, cela correspond à 1 m pour 300 MHz et à 1 mm pour 300 GHz : plus la fréquence monte, plus l'onde raccourcit.

Les physiciens parlent aussi d'hyperfréquences, un terme employé pour la même plage dans les cours et les fiches terminologiques. La majorité des usages courants se situe entre 1 GHz et 40 GHz, là où se trouvent satellites, radars et réseaux sans fil.

Un petit calcul relie les deux grandeurs. La longueur d'onde en mètres vaut 300 000 000 divisé par la fréquence en hertz (λ = c/f, avec c d'environ 300 000 km/s). Pour 2,45 GHz, soit 2 450 000 000 Hz, on obtient 300 000 000 ÷ 2 450 000 000, c'est-à-dire environ 0,122 m, soit 12,2 cm.

La nomenclature usuelle compte douze bandes nommées, de L à W. Le tableau reprend celles que l'on rencontre le plus souvent, de la bande L à la bande Ka.

La bande S, de 2 à 4 GHz, est celle qui vous touche au quotidien : le four, le Wi-Fi 2,4 GHz et le Bluetooth s'y partagent le voisinage de 2,4 GHz.

Les radars occupent la bande X, de 8 à 12 GHz. Les satellites se répartissent entre la bande C (4 à 8 GHz), pour certaines liaisons, et les bandes Ku, K et Ka (12 à 40 GHz) pour la télévision et les liaisons à haut débit.

Le four domestique fonctionne à 2,45 GHz (2 450 MHz), valeur normalisée, ce qui donne une longueur d'onde d'environ 12,2 cm. Les fours se situent en pratique entre 800 et 3 000 MHz, avec 2 450 MHz comme référence. Certains fours industriels utilisent 915 MHz, une fréquence dont la pénétration dans les aliments est plus profonde.

Les ondes sont produites par le magnétron, le tube qui génère les micro-ondes. Un guide d'onde les canalise vers la cavité, où un brasseur ou un plateau tournant répartit l'énergie pour limiter les zones froides.

Ne confondez pas fréquence et puissance. La fréquence, en GHz, décrit la nature de l'onde et reste la même d'un four à l'autre. La puissance, en watts, indique la quantité d'énergie délivrée et varie selon les appareils : un four de 700 W et un four de 900 W émettent tous deux à 2,45 GHz, mais le second chauffe plus vite.

Trois raisons expliquent ce choix. D'abord, 2,45 GHz appartient à une bande ISM (industrielle, scientifique et médicale) réservée, ce qui évite de brouiller les télécommunications.

Ensuite, la pénétration est d'environ quelques centimètres dans les aliments riches en eau : la chaleur se forme dans la masse et non à la seule surface. Enfin, les magnétrons à cette fréquence sont peu coûteux à produire en grande série, ce qui a rendu le four accessible à tous.

Une idée reçue veut que 2,45 GHz soit un pic de résonance de l'eau. C'est inexact : l'absorption de l'eau est large autour de cette valeur, sans pic net.

Le chauffage vient de l'agitation des molécules polaires, surtout l'eau. Sous l'effet d'un champ alternatif qui s'inverse 2,45 milliards de fois par seconde, elles tentent de s'aligner en permanence, et ce mouvement se transforme en chaleur.

Le four partage sa fréquence avec des équipements du quotidien, et il émet un rayonnement dont la nature rassure. Les deux sous-parties qui suivent détaillent ces deux points.

Le four brouille-t-il le Wi-Fi ?

Le Wi-Fi 2,4 GHz, le Bluetooth et le four partagent la zone de 2,4 GHz. Un four en marche peut donc dégrader temporairement le débit Wi-Fi ou couper une liaison Bluetooth proche. La gêne dure le temps de fonctionnement du four.

La solution consiste à basculer sur le Wi-Fi 5 GHz ou à éloigner le routeur de la cuisine.

Rayonnement et sécurité d'usage

Les micro-ondes sont un rayonnement non ionisant : elles n'ont pas l'énergie nécessaire pour ioniser la matière. La cage métallique et la grille de la porte, dont les trous sont nettement plus petits que 12,2 cm, retiennent les ondes dans l'enceinte.

Une porte déformée, un joint abîmé ou un loquet cassé justifient l'arrêt de l'appareil. Les bandes de la 5G se situent dans une autre partie du spectre que le four, avec des puissances d'émission très différentes. Enfin, les objets métalliques pointus ou froissés provoquent des arcs électriques dans le four : évitez-les.

• Croire que 2,45 GHz est la résonance de l'eau : l'absorption de l'eau est large autour de cette valeur, et 2,45 GHz a été retenu pour la bande ISM, la pénétration et le coût du magnétron.
• Confondre micro-ondes et ondes radio de plus basse fréquence : les micro-ondes occupent le domaine de 300 MHz à 300 GHz, avec des longueurs d'onde de 1 m à 1 mm, comme 12,2 cm pour le four.
• Confondre GHz et watts : la fréquence de 2,45 GHz est identique pour tous les fours domestiques, la puissance en watts est ce qui change d'un modèle à l'autre.
• Penser qu'un four brouille tout le Wi-Fi : seule la bande 2,4 GHz est concernée, le Wi-Fi 5 GHz reste épargné.

Si vous souhaitez choisir un appareil, regardez notre guide des micro-ondes encastrables.