2.4. Bouteille isotherme

Bouteille isotherme

Avant-propos

 

Pratique et légère, la bouteille isotherme a révolutionné notre consommation et fait désormais partie de notre quotidien au même titre qu’un sac à main ou un téléphone. Elle vous permet d’emporter votre boisson préférée partout où vous allez et de la garder à la bonne température toute la journée. Elle a beaucoup évolué au fil du temps : poids, matériaux, praticité et design. 

 

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Introduction

 

 “Depuis l’invention de la bouteille isotherme, la question n’a jamais été de savoir comment conserver les liquides chauds au chaud et les liquides froids au froid”. 

La grande question est de savoir comment cela fonctionne.

La réponse est : en utilisant de la mousse ou un emballage sous vide. Une bouteille isotherme ne se résume pas à une simple vue d’ensemble. Ce que nous considérons comme un conteneur rigide est en fait un conteneur dans un conteneur, avec de la mousse ou un vide entre la paroi intérieure du conteneur extérieur et la paroi extérieure du conteneur intérieur. Les récipients en mousse gardent les liquides froids au froid et les récipients sous vide gardent les liquides chauds au chaud. Cette méthode s’est avérée très efficace depuis le début du 20e siècle et c’est pourquoi les bouteilles isothermes sont populaires auprès de tous ceux qui doivent ou veulent boire des liquides sur le pouce, comme les athlètes, les voyageurs, les campeurs et les randonneurs, ou tout simplement la personne lambda très occupée qui a soif de temps en temps et qui a préparé sa boisson chaude ou froide à l’avance. De nombreux biberons sont également isolés.” 

 

Histoire

 

 

 

 

“Les premières bouteilles en verre connues ont été créées par les Égyptiens vers 1500 avant Jésus-Christ. Les bouteilles ont été formées en plaçant du verre fondu autour d’un noyau de sable et d’argile. Le noyau a ensuite été évidé une fois le verre refroidi. La fabrication des bouteilles étant un processus long et compliqué, elles étaient considérées comme un article de luxe dans l’Égypte ancienne. Vers 200 avant J.-C., des bouteilles en verre ont été fabriquées en Chine et en Perse, ainsi qu’en Égypte, à l’aide d’une méthode consistant à souffler du verre fondu dans un moule. Les Romains ont ensuite adopté la même méthode et la technique s’est répandue dans toute l’Europe dans les années 1400 et 1500.

Aux USA

 

La première usine de bouteilles et de verre des États-Unis a été fondée en 1608 en Virginie. Dans les années 1800, de nouvelles variations de la bouteille en verre sont apparues. Le biberon, par exemple, a été breveté en 1841. Toutefois, le concept n’était pas nouveau. Dans les temps anciens, les bébés étaient nourris avec un biberon à deux ouvertures. Une ouverture était utilisée pour verser le liquide dans le biberon et la seconde ouverture était placée dans la bouche du bébé. Le biberon du XVIe siècle ressemblait à un canard ; le bébé était nourri par son bec. Le souffleur de verre John L. Mason a conçu le premier bocal en verre avec un bouchon à vis en 1858, le désormais célèbre bocal Mason. Au milieu du 19e siècle, le Dr Hervey Thatcher a inventé la bouteille de lait en verre. La société Coca-Cola a lancé la première bouteille de boisson gazeuse en 1915. Plusieurs autres marques ont suivi, chacune avec une bouteille de sa propre forme distinctive. La forme et le poids des bouteilles de boissons rafraîchissantes ont été normalisés après 1934″, mais la normalisation est relative, car chaque marque se distingue par son design et de plus en plus par le litrage de la bouteille.

“Le processus de fabrication des bouteilles a été automatisé pour la première fois en 1865 avec l’introduction d’une machine à presser et à souffler.” 

 

En France

 

1888, le vase d’Arsonval

 

Une étape importante a été franchie par le physicien Arsène d’Arsonval (1851-1940), l’un des plus grands scientifiques français. Il a inventé un récipient révolutionnaire, le vase d’Arsonval. En 1888, il a introduit la première bouteille en verre à double paroi avec un vide interne. Bien que nous utilisions généralement la bouteille isotherme pour garder nos boissons au chaud, elle a été conçue à l’origine pour conserver de l’air liquide à très basse température pendant plusieurs jours. Son collègue, le physicien Violle, l’a améliorée en recouvrant la surface interne d’une fine couche de métal pour réduire les pertes par rayonnement. Ainsi est née la toute première bouteille isotherme en France. Ce vase hémisphérique, d’une hauteur de 40 cm et d’un diamètre de 20 cm, est constitué d’une double paroi en argent hautement isolante et d’un vide à l’intérieur.

En Grande-Bretagne

 

1892, le vase Dewar

Le chimiste et physicien écossais Sir James Dewar (1842-1923) a été le premier à produire de l’hydrogène liquide, qui était la substance la plus froide jamais produite.

Pour stocker cette matière cryogénique à très basse température, il a construit des boîtes isolantes en liège, en foin ou en journaux froissés, mais aucune de ces solutions ne retenait suffisamment les liquides. Il découvre alors et améliore le récipient d’Arsonval.

En 1892, il propose sa version de la fiole à vide en verre à double paroi qui porte son nom, le vase Dewar. Il se présente sous la forme d’un ballon en verre avec un col droit. L’espace étroit entre les deux parois est presque entièrement exempt d’air, ce vide partiel empêche la conduction et la convection de la chaleur pour une meilleure isolation. Il a ajouté de l’argent comme revêtement métallique pour éviter les radiations. Cette invention élimine toute possibilité de transfert de chaleur par conduction, convection ou radiation. Il engage un souffleur de verre professionnel pour fabriquer un ballon plus solide. En 1898, il utilise ce récipient pour transporter, présenter et introduire l’hydrogène liquide dans le monde.

Aux USA

 

La première machine entièrement automatique permettant de fabriquer différents types de bouteilles et de pots en verre n’est apparue qu’en 1903, lorsqu’un employé d’une entreprise de lampes à foyer de Toledo, dans l’Ohio, nommé Michael J. Owens, a mis la machine à bouteilles Owens en service commercial. 

 La machine à bouteilles Owens a révolutionné l’industrie en permettant la production bon marché et à grande échelle de bouteilles en verre. Avec le bouchon de bouteille Crown, elle a également contribué à stimuler l’industrie des boissons gazeuses à grande échelle. En 1920, la plupart des bouteilles étaient produites sur des machines Owens ou sur des machines basées sur l’invention d’Owens. Au début des années 1940, les fabricants ont commencé à utiliser des machines de moulage par soufflage pour produire des bouteilles en plastique. Le moulage par soufflage est un procédé dans lequel de minuscules granulés de résine plastique sont chauffés et injectés avec force dans un moule à la forme du produit. En refroidissant, le produit prend la forme du moule. Les premières bouteilles en plastique étaient compressibles et fabriquées en polyéthylène. Nat Wyeth, un parent de l’artiste américain Andrew Wyeth, a conçu la première bouteille en plastique suffisamment solide pour contenir des boissons gazeuses pour la société Du Pont.

 

Aux USA (suite)

 

La première bouteille isotherme a probablement été conçue par le scientifique anglais Sir James Dewar en 1896. En 1892, Dewar avait inventé une bouteille spéciale qui est toujours utilisée et dont le nom lui est attribué. Dewar a créé sa bouteille isotherme en enfermant une bouteille dans une autre et en pompant de l’air entre les deux. Cela a créé un vide, qui est un isolant efficace. Cependant, Dewar n’a jamais fait breveter son invention. C’est le verrier allemand Reinhold Burger et son partenaire Albert Aschenbrenner, qui fabriquaient des bouteilles pour Dewar, qui ont décidé de commercialiser l’invention de Dewar. Burger et Aschenbrenner ont organisé un concours pour nommer l’appareil de Dewar. Un Munichois a suggéré le nom de thermos à partir du mot grec threm, qui signifie chaud. Avec Gustav von Paalen, Burger et Aschenbrenner ont fondé une société pour fabriquer l’invention de Dewar et l’ont appelée Thermos GmbH.

 

1904,  THERMOS COMMERCIALISE LA 1ÈRE BOUTEILLE ISOTHERME

 

Paalen, Burger et Aschenbrenner n’ont enregistré le nom désormais célèbre de Thermos qu’en 1906, l’année même de leur rencontre avec l’homme d’affaires américain William B. Walker à Berlin. Walker a eu connaissance de leur invention et a obtenu les droits exclusifs pour la produire et la commercialiser aux États-Unis. 

L’American Thermos Bottle Company a été fondée le 31 janvier 1907 à Portland, dans le Maine, et est entrée en production à Brooklyn, dans l’État de New York. La bouteille isotherme Thermos a rapidement gagné en popularité aux États-Unis. Parmi les utilisateurs célèbres, citons le président Taft, les explorateurs Lieutenant EH Shackleton, qui a utilisé sa bouteille thermos au pôle Sud et le Lieutenant Robert E. Peary, qui a emmené la sienne en Arctique, le Colonel Roosevelt lors d’une expédition à Mombasa, Richard Harding Davis lors d’un voyage au Congo africain, le Comte Zeppelin, qui l’a emmenée  dans sa montgolfière, et les frères Wright dans leur avion.

 

 

 

 Cette bouteille en aluminium doublée de verre et scellée sous vide datant de 1915 est l’un des premiers produits de l’American Thermos Bottle Company, fondée à Norwich, dans le Connecticut, vers 1907 (rebaptisée King Seeley Thermos ou KST après 1959). Le nom Thermos est synonyme de bouteille isotherme. Les travailleurs de plein air, en particulier les travailleurs de la construction, prennent les deux pour travailler depuis la création de KST. Les souvenirs des travailleurs montrent parfois qu’ils avaient le sentiment de faire véritablement partie de la main-d’œuvre lorsqu’ils achetaient ou recevaient cérémonieusement une bouteille sous vide pour leur café.

Les écoliers réclament également chaque année de nouvelles boîtes à lunch et des thermos. Le fabricant de boîtes à lunch “Aloddin” et son concurrent KST souhaitent vendre leurs produits aux enfants. Leurs artistes ont donc commencé à modifier régulièrement l’art et le graphisme de leurs boîtes à lunch (d’abord en métal, puis en plastique) et de leurs bouteilles sous vide. De 1950 à 1970, plus de 120 millions de boîtes à lunch et de bouteilles sous vide pour enfants ont été vendues, de Hopalong Cassidy à Peanuts. Il y a beaucoup de lait au chocolat dans ces bouteilles ! Bien sûr, il pourrait aussi s’agir de chocolat chaud – la blague est que personne ne comprend comment la bouteille sous vide peut être si intelligente – comment une bouteille sous vide peut-elle savoir quand garder les liquides froids au frais et les liquides chauds au chaud ?

 

Dans l’après-guerre, le bouchon de liège (présent sur toutes les bouteilles depuis Dom Pérignon) a été remplacé par un bouchon en plastique. La dernière grande étape du développement de la bouteille isotherme a été franchie avec l’introduction en 1966 de la première bouteille sous vide en acier inoxydable par Thermos. Ce matériau était beaucoup plus solide et léger que le verre, rendant la bouteille isotherme incassable et facile à transporter. Elle est devenue l’accessoire indispensable des pique-niques et des promenades.

Thermos est une marque déposée dans plus de 115 pays, spécialisée dans la vente de bouteilles isothermes. En raison de l’ antonomase, les bouteilles isothermes sont parfois appelées “bouteilles thermos” ou simplement “thermos”.

La marque est détenue par la société américaine Thermos (Delaware). 

 

Matières premières

 

Les principales matières premières utilisées dans la fabrication de la bouteille isotherme sont le plastique ou l’acier inoxydable, à partir duquel est formée la bouteille extérieure, et le verre, à partir duquel est souvent formée la bouteille intérieure (la bouteille intérieure peut également être formée).

Dans un processus de chaîne de montage, la bouteille extérieure est équipée de la doublure intérieure. Un filtre en verre, fabriqué par un sous-traitant, ou un filtre en acier inoxydable, fabriqué en acier inoxydable, est placé dans la bouteille extérieure.

Les bouteilles isothermes pour boissons froides sont souvent doublées de mousse.

 

Le processus de fabrication

 

La mousse

 

  • 1 La mousse arrive à l’usine sous forme de billes chimiques liquides. Ces boules sont placées ensemble, formant une réaction chimique générant de la chaleur.
  • 2 Le mélange liquide est chauffé légèrement, (Entre 23,9 et 26,7°).
  • 3 Une fois la réaction terminée, on laisse le mélange refroidir légèrement et une mousse liquide se forme.

La bouteille

  • 4 La bouteille  extérieure est formée. Si la bouteille extérieure est en plastique, elle est fabriquée par un procédé appelé moulage par soufflage. Dans le moulage par soufflage, de petites pastilles de résine plastique sont chauffées et soufflées avec force dans un moule pour obtenir la forme souhaitée. Si la bouteille extérieure est en acier inoxydable, elle a été façonnée à partir d’une feuille d’acier inoxydable.
  • 5 Dans un processus de chaîne de montage, la partie extérieure formée est ajustée avec le revêtement intérieur. Un filtre en verre, fabriqué à l’extérieur de l’usine, ou un filtre en acier inoxydable, martelé dans une plaque d’acier inoxydable, est placé à l’intérieur de la bouteille extérieure.
  • 6 Ensuite, l’isolation est ajoutée. Pour une bouteille isotherme froide, de la mousse sous forme liquide est pulvérisée dans l’espace entre les tasses et laisser durcir. Pour un biberon isotherme, un gros aspirateur aspire l’air de l’espace entre les deux bouteilles.
  • 7 Un revêtement d’étanchéité en silicone est pulvérisé sur les parois, pour les maintenir ensemble.
  • 8 Les bouteilles en acier sont ensuite peintes.
  • 9 Le logo de l’entreprise est imprimé au tampon sur chaque bouteille ou un autocollant avec le nom de l’entreprise est apposé sur la bouteille. La tampographie crée une empreinte permanente dans le matériau, plutôt que sur celui-ci.
  • 10 Une fois que les bouteilles isothermes ont passé le contrôle de qualité, elles sont emballées et préparées pour l’expédition.
  • 11 Comme la bouteille, le haut de la bouteille isotherme est moulé par soufflage. Si le bouchon a un bouchon (de nombreuses bouteilles isothermes ont des bouchons qui peuvent être tirés vers le haut à partir du bouchon. Le liquide s’écoule à travers un petit trou dans le bouchon), celui-ci est également moulé par soufflage.
  • 12 Une petite prise est poinçonnée dans le bouchon pour permettre aux liquides de s’écouler à travers celui-ci.

 

Contrôle de qualité

 

De nombreuses bouteilles isothermes sont soumises à un contrôle de qualité strict et approfondi. Outre les inspections de qualité en ligne, l’entreprise peut tester le produit fini pour détecter les défauts esthétiques et effectuer les tests de rétention de chaleur et de fuite prescrits par les normes en vigueur. Les entreprises peuvent également utiliser un système d’éclairage spécial, appelé système d’éclairage Macbeth, qui les aide à inspecter visuellement les couleurs de la peinture pour voir si elles correspondent aux prototypes de l’entreprise. Avant la fabrication de la bouteille, la mousse elle-même peut également faire l’objet de tests rigoureux concernant la montée, la densité, la température pendant le mélange, la viscosité, les vides et la décoloration.

 

L’avenir

De nouveaux modèles de bouteilles isothermes arrivent sur le marché. Les conceptions sont adaptées aux besoins et aux intérêts des gens et diverses innovations techniques, comme les jeux de couleurs, évoluent pour répondre aux préférences des consommateurs. De nombreuses entreprises qui ne sont pas actives dans le secteur des bouteilles isothermes vendent ou donnent des bouteilles d’eau portant leur nom, sachant que les utilisateurs feront de la publicité gratuite chaque fois qu’ils porteront leur bouteille isotherme dans la rue. Les entreprises de bouteilles isothermes se développent également sur les marchés internationaux, ciblant des régions telles que l’Asie, le Mexique, l’Amérique du Sud, l’Afrique et le Moyen-Orient.

 

Résumé

 

Une bouteille isotherme, ou par antonomase une bouteille thermos ou un(e) thermos (du nom de la marque Thermos), est une bouteille qui permet de maintenir un liquide à une température proche de sa température initiale. Elle est considérée en thermodynamique comme une approximation d’un système isolé.

 

> Au début du XIXe siècle, Arsène d’Arsonval (1851-1940), médecin, pionnier français de l’électricité médicale et grand ingénieur, mais surtout visionnaire, invente le vase d’Arsonval, premier contenant isotherme. En 1888, D’Arsonval a conçu les vases en verre à double paroi avec un vide interne pour stocker les liquides volatils. C’est le physicien français Violle qui a eu l’idée de métalliser l’intérieur de ces récipients pour réduire les pertes par rayonnement, et c’est ainsi qu’est née la première bouteille isotherme.

> Le chimiste et physicien britannique James Dewar a été le premier à produire de l’hydrogène liquide. Afin de conserver cette substance à très basse température, il conçoit en 1892 un récipient isolant composé de deux parois de verre séparées par un vide : la bouteille Dewar.

> En 1903, Reinhold Burger, un technicien du verre, invente la bouteille thermos. Il a perfectionné le vase Dewar’s et commercialisé la première bouteille isotherme sous la marque “Thermos” (du grec ancien thermos, “chaud”).

Le 1er octobre 1903, un brevet a été accordé pour une fiole à vide à usage quotidien avec une doublure en feuille métallique solide. Le brevet DRP NO. 170057 de l’Office impérial des brevets.

L’année suivante, en 1904, il protège la marque thermos.

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Bibliographie

 

  • Extrait traduit d’un texte anglais sur  “Madeshow.com” 

http://www.madehow.com/Volume-4/Insulated-Bottle.html

  • Bouteilles isotherme:”Le guide des meilleurs bouteilles réutilisables”

http://www.bouteille-isotherme.fr/histoire-bouteille-isotherme/

  • Thermos: qu’est ce que c’est ?

https://www.futura-sciences.com/maison/definitions/maison-thermos-11155/

  • Histoire des objets

https://www.musee-boissons.com/pages/a_histoire_objets.html#bouteilleisotherme

 

  • Thermos

https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermos_(marque)

  • Bouteille isotherme

https://fr.wikipedia.org/wiki/Bouteille_isotherme

 

 

 

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