L'alvéole
Qu’est-ce qu’une cire ?
Une cire est composée d’un ester de l’éthylène glycol et de deux acides gras, ou un mono ester d’acide gras à longues chaînes.
Les cires peuvent contenir des impuretés car elles présentent une forte affinité pour les polluants industriels et les pesticides.
Composition de la cire d’abeille :
A la fin du XIXe siècle, la composition de la cire est établie et publiée dans un magazine scientifique américain, le « Scientific American ». Il est dit que la cire d’abeille est une cire particulière composée de :
- 80.2% de carbone
- 13.4% d’hydrogène
- 6.4% d’oxygène
Cependant, cette composition a pu être précisée grâce à la chromatographie et la spectrométrie.
Des analyses détaillées ont montré que la cire d'abeille contenait plus de 280 composés chimiques. Bien que les proportions de ces composés varient en fonction de l'environnement végétal des abeilles et de leur race, voici la composition générale de la cire d'abeille :
-68% d’esters
-14% d’hydrocarbonés
-12% d’acides libres
-1% alcool libre
-5% autres
Le myricyl palmitate C15 H31 COO C30 H61 est un composant présent à 25% dans la cire.
Avec 68% les esters constituent plus des 2/3 de la cire d’abeilles. Ce sont des dérivés de la grande famille des acides carboxyliques. De nombreux esters existent à l’état naturel en particulier dans les fruits et sont à la base de leurs parfums. Les esters sont assez volatils et très peu solubles dans l'eau. Les esters présents dans la cire d’abeille existent sous différentes formes.
Ces esters sont issus d’un processus dit d’ « estérification », qui consiste à faire réagir un alcool et un acide. Prenons le cas de l’ester le plus présent dans la cire : le myricyl palmitate ;
acide palmitique + alcool myricol myricyl palmitate
Intéressons-nous maintenant aux propriétés de la cire d’abeille :
- La densité de la cire d'abeille est de l'ordre de 0.96 mais peut varier entre 0.94 et 0.98. Cela signifie que 1 décimètre cube (1 litre) pèse environ 960 grammes. La cire est donc plus légère que l'eau (la densité de l'eau vaut 1.00) et donc flotte sur l’eau.
- La cire d'abeille fond aux environs de 63°C, à partir de 85°C elle perd sa coloration et à 120°C elle s'enflamme. A 200°C elle se vaporise. A aucun moment la cire ne bout. Cependant, la cire est malléable à température moyenne (20°C), mais en dessous de 18°C elle devient cassante. Le point de fusion de la cire est supérieur à 45°C, ce qui la différencie des graisses et des huiles. De plus les abeilles ayant la capacité d'élever localement la température vers 45°, la cire devient un matériau adéquat à la construction.
- La composition de la cire met en avant des propriétés remarquables. En effet, il s’agit d’un corps très stable, dont les propriétés varient peu avec le temps. De plus, la cire est hydrophobe, c’est-à-dire insoluble dans l’eau, en partie de par sa forte teneur en esters mais également grâce à la longue chaîne carbonée qui la compose. De plus, la cire est également peu altérable car elle résiste à l’hydrolyse et aux acides. Ces caractéristiques en font un matériau très résistant, donc un matériau de choix pour la construction des alvéoles.
Preuve de solidité: une alvéole de cire peut contenir 1320 fois son propre poids!
Afin de mieux mesurer les avantages que pourrait procurer la cire par rapport à un autre matériau, nous nous sommes intéressés aux guêpes, et plus particulièrement à leurs nids.
La guêpe, comme l’abeille appartient à la famille des hyménoptères. Bien qu’il s’agisse de deux races différentes, les abeilles et les guêpes partagent des points communs. En effet, les guêpes et les abeilles vivent majoritairement en colonie, donc en société. Et les guêpes, comme les abeilles construisent des nids munis d’alvéoles. Cependant, les similitudes s’arrêtent là, car les abeilles et les guêpes n’utilisent pas le même matériau pour la construction de leurs nids. Nous savons que les abeilles utilisent de la cire. Quel est alors le matériau utilisé par les guêpes ?
Afin de construire leur nid, les guêpes récoltent des fragments d’écorce de bois qu’elles mélangent à leur salive pour obtenir une sorte de « papier ».
Or, en comparaison avec la cire, ce matériau présente des désavantages. En effet, la colonie de guêpes ne peut rester qu’une année dans le nid car il est très peu résistant aux intempéries. En outre, la plupart des guêpes quittent le nid en hiver, car le « carton » qui compose leur nid n’est que très peu isolant et ne transmet pas la chaleur d’une cellule à l’autre, ce qui est le cas de la cire.
