Pourquoi mordre dans du papier aluminium fait-il « zzzing » dans les dents ?
― Une pile se forme un instant dans la bouche
À peine a-t-on mordu un éclat de papier alu qu'une douleur électrique traverse le fond de la dent. Ce n'est pas une impression. Dès que l'aluminium, un plombage dentaire et la salive se réunissent, une véritable pile se forme dans la bouche. Le courant qui en résulte est transmis par le nerf de la dent sous forme de « douleur ».
À l'heure du déjeuner, vous croquez dans une boulette de riz enveloppée de papier aluminium. Par mégarde, vous mordez avec une molaire un petit morceau de papier mal retiré.
À cet instant, une douleur aiguë, un « zzzing », traverse le cœur de la dent. Ce n'est ni la sensation de l'eau froide, ni celle d'une carie : c'est comme de l'électricité.
Pourtant, certaines personnes mordent le même papier sans rien ressentir. Où est la différence ? En fait, tout dépend de la présence ou non d'un « plombage métallique » dans leur bouche.
Seulement deux raisons
Quand deux métaux de nature différente, comme l'aluminium et un plombage en argent, se touchent dans un milieu humide, un courant électrique se produit. C'est exactement le même principe que la pile fabriquée en cours de sciences.
Le nerf au cœur de la dent transmet comme « douleur » toute stimulation qui lui parvient, qu'elle soit due à la chaleur, au froid ou à l'électricité. C'est pourquoi même un faible courant devient une douleur aiguë.
Autrement dit, la cause de la douleur n'est ni la dureté du papier, ni un angle pointu. C'est un courant électrique né un instant dans la bouche. Voyons cela dans l'ordre.
Les métaux ont une facilité plus ou moins grande à « céder leurs électrons »
Chaque métal a sa propre facilité à céder ses électrons. L'aluminium est l'un des champions pour les céder facilement, tandis que l'or et l'argent les cèdent difficilement. Plus l'écart entre deux métaux reliés est grand, plus la force qui pousse les électrons, c'est-à-dire la tension, est élevée.
Pour qu'une pile se forme, il faut une autre condition : la présence, entre les deux métaux, d'un liquide capable de transporter l'électricité. La salive, qui contient du sel dissous, remplit très bien ce rôle.
Regardez la figure 1. L'échelle verticale représente, pour chaque métal, la difficulté à céder ses électrons. L'écart de hauteur entre l'aluminium, tout en bas, et l'autre métal donne la tension théorique. En tournant le curseur pour changer de métal, on voit que l'écart devient plus grand avec l'argent ou l'or.
Les plombages dits « en argent » et les couronnes en or contiennent de l'argent, de l'or, de l'étain, etc. Ce sont tous des métaux situés plus haut que l'aluminium sur l'échelle. En théorie, certaines combinaisons produisent une tension supérieure à celle d'une pile ronde.
Dans la bouche réelle, la fine couche d'oxyde à la surface de l'aluminium, entre autres, réduit beaucoup cette tension. Mais elle reste une stimulation bien suffisante pour le nerf de la dent.
Le courant atteint le nerf en passant par le plombage
Au moment où le papier touche le plombage, le circuit de la pile se ferme. Au point de contact entre les métaux, des électrons passent de l'aluminium vers le plombage. Du côté du corps, des particules chargées dissoutes dans l'eau (des ions) transportent le courant : de la salive et des gencives, à travers la dent, jusqu'au plombage. Les flèches de la figure 2 montrent ce trajet complet.
Dans une dent normale, l'émail, la couche la plus externe, forme un mur peu conducteur. L'émail ne contient pas de nerf. Mais dans une dent plombée, le métal traverse ce mur et s'approche du nerf. Comme le métal conduit très bien l'électricité, le courant est transporté d'un coup tout près du nerf.
Sous l'émail, la dentine est parcourue de fins canaux dirigés vers le nerf, bien plus fins qu'un cheveu. Leur diamètre serait d'environ un millième de millimètre, et ils sont remplis de liquide. C'est, pense-t-on, par ces canaux que l'eau froide « picote », la stimulation se propageant jusqu'au nerf.
Et voici l'aspect étrange de cette sensation : le nerf au cœur de la dent est presque incapable de distinguer chaud, froid, pression ou électricité. Toute stimulation devient un seul type de signal, la « douleur », dont seule l'intensité varie. La langue, elle, saurait distinguer le même courant comme « acide » ou « piquant » ; la dent, elle, ne peut dire que « zzzing ».
En dentisterie, on utilise parfois un test envoyant un très faible courant dans la dent pour vérifier si le nerf est encore vivant. Un nerf vivant réagit en effet à l'électricité par « ça fait mal, ça picote ». La douleur du papier aluminium, c'est un peu comme subir ce test par surprise.
Si deux plombages de métaux différents se trouvent dans la bouche, ils peuvent eux aussi former une petite pile dans la salive. La sensation de picotement quand une fourchette métallique touche un plombage en argent relève du même mécanisme. En cas de douleur persistante et gênante, on peut en parler à son dentiste.
En résumé
La douleur ressentie en mordant du papier aluminium vient du fait que l'aluminium, un plombage métallique et la salive forment ensemble une pile dans la bouche. Le plombage transporte le courant tout près du nerf, et ce nerf, incapable de distinguer les stimulations, le transmet comme une douleur aiguë. Les personnes sans plombage ne ressentent rien, faute de second métal pour former la pile.
Le « zzzing » du papier aluminium, c'est le bruit d'une pile dans la bouche.
Pour le nerf de la dent, même l'électricité ne sonne que comme « ça fait mal ».
L'histoire de ceux qui ont établi les premiers que l'électricité fait bouger le corps se trouve dans « Pourquoi la patte de la grenouille a-t-elle tressauté au simple contact d'un métal ? », et la différence de vitesse des nerfs qui transportent la douleur, dans « Pourquoi la douleur arrive-t-elle un peu en retard quand on se cogne le petit orteil ? ». L'histoire des capteurs de la peau trompés par une molécule se lit dans « Pourquoi la menthe donne-t-elle une sensation de froid sans être froide ? ».
- Lavez soigneusement une pièce d'1 centime (aluminium) et une pièce de 10 ou 20 centimes (à base de cuivre) au savon, puis rincez-les à l'eau.
- Posez la pièce d'1 centime sur la langue et l'autre sous la langue : vérifiez que, séparément, vous ne ressentez rien.
- Faites doucement se toucher les bords des deux pièces à l'avant de la langue. Si, juste au moment du contact, vous percevez un goût acide ou un picotement, c'est le courant de la pile.
Faites attention à ne pas avaler les pièces, et les jeunes enfants doivent être accompagnés d'un adulte. Si vous avez un plombage métallique, évitez de mordre volontairement dans du papier aluminium pour tester. La différence entre le « goût » perçu par la langue et la « douleur » perçue par la dent est tout l'enjeu de cet article.
Pour en savoir plus ― vocabulaire, formules, liens avec les manuelsDu niveau collège jusqu'aux matières universitaires spécialisées, le niveau de chaque partie est indiqué
- CollègeNiveau abordé en sciences au collège
- LycéeNiveau abordé en « chimie » et « biologie » au lycée
- Lycée＋Contenu d'approfondissement du lycée, ou encadré de manuel
- UniversitéContenu non vu au lycée, relevant de matières universitaires spécialisées (électrochimie, dentisterie, physiologie nerveuse)
- RechercheContenu pas encore établi comme « acquis » même à l'université, encore en cours d'étude par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Pile chimique (électrochimique) : pile formée de deux métaux différents et d'une solution conductrice. On la fabrique en 3e avec du zinc et du cuivre.
- Série d'activité (réactivité) des métaux : classement des métaux selon leur facilité à céder des électrons et devenir des ions positifs. Plus l'écart entre deux métaux est grand, plus la tension est élevée.
- Pulpe dentaire : amas de nerfs et de vaisseaux sanguins au centre de la dent. C'est ce qu'on appelle couramment le « nerf de la dent ».
- Courant galvanique : nom donné en dentisterie au courant formé dans la bouche entre deux métaux différents.
CollègeLycéeVérification par le calcul : quelle tension pour la pile aluminium / plombage en argent ?
La tension d'une pile s'estime par la différence entre les valeurs numériques (potentiels d'électrode standard) représentant la « difficulté à céder ses électrons » des deux métaux. Voici le sens des symboles. Toutes les unités sont en volts.
| Symbole | Signification et unité |
| E | Tension de la pile (force électromotrice). Unité : le volt |
| E+ | Valeur du métal qui reçoit les électrons (pôle positif). Ici, l'argent. Unité : le volt |
| E− | Valeur du métal qui cède les électrons (pôle négatif). Ici, l'aluminium. Unité : le volt |
| En symboles | E ＝ E+ − E− |
| En mots | Tension de la pile ＝ valeur du métal qui reçoit les électrons − valeur du métal qui les cède |
| D'où vient cette formule | L'écart entre les « difficultés à céder ses électrons » propres à chaque métal (potentiel d'électrode standard) crée la force qui pousse les électrons. Les électrons circulent du métal qui les cède facilement (l'aluminium) vers celui qui les cède difficilement (l'argent) |
| Potentiel d'électrode standard de l'aluminium | −1,66 V |
| Potentiel d'électrode standard de l'argent | ＋0,80 V |
| Potentiel d'électrode standard de l'étain | −0,14 V |
| Tension d'une pile ronde | 1,5 V |
| Pile argent / aluminium (soustraire un négatif revient à additionner) | 0,80 ＋ 1,66 ＝ 2,46 V |
| Équivalent en piles rondes | 2,46 ÷ 1,5 ≒ 1,6 pile(s) |
| Pile étain / aluminium | 1,66 − 0,14 ＝ 1,52 V |
| Écart argent / étain (entre métaux d'un même plombage) | 0,80 ＋ 0,14 ＝ 0,94 V |
En théorie, la combinaison aluminium / plombage en argent forme une pile d'environ une pile et demie. Dans la bouche réelle, le film d'oxyde à la surface de l'aluminium et les composants de la salive abaissent nettement cette tension, pense-t-on. Elle reste néanmoins suffisante pour être ressentie comme une douleur, car le métal s'approche tout près du nerf. L'intensité du courant est déterminée par la tension divisée par la résistance électrique du trajet (loi d'Ohm).
LycéeLycée＋Fonctionnement de la pile et mécanisme de la sensibilité dentaire
LycéeEn chimie, on apprend qu'au pôle négatif un métal s'oxyde (l'aluminium cède ses électrons pour devenir un ion positif), et qu'au pôle positif quelque chose se réduit. Du côté positif, dans la bouche, on pense que ce n'est pas l'argent lui-même qui se dissout, mais plutôt l'oxygène dissous dans la salive qui reçoit les électrons. En biologie, on apprend que lorsqu'un nerf reçoit une stimulation, il émet un signal électrique (potentiel d'action) qui atteint le cerveau et devient une sensation. Un courant venu de l'extérieur peut directement déclencher ce signal.
Lycée＋Pour expliquer la sensibilité dentaire, la « théorie hydrodynamique » fait référence. Selon cette théorie, le liquide contenu dans les fins canaux de la dentine (canalicules dentinaires) se déplace sous l'effet de la température ou du dessèchement, et ce mouvement est perçu par le nerf au fond du canal. La stimulation électrique, elle, agirait directement sur le nerf, sans passer par ce mouvement de liquide.
UniversitéLa « pile buccale » vue par l'électrochimie
La force électromotrice réelle n'est pas exactement la différence des potentiels d'électrode standard. Les écarts dus à la concentration des ions et à la température sont décrits par l'équation de Nernst, et comme plusieurs réactions se déroulent simultanément à la surface du métal, on aboutit à une valeur intermédiaire appelée potentiel mixte. Le phénomène où deux métaux différents en contact font que l'un se dissout est appelé, en ingénierie, corrosion galvanique (ou corrosion par contact de métaux dissemblables) ; il pose aussi problème sur les navires ou les canalisations. En dentisterie, le courant produit par des métaux dissemblables dans la bouche, ainsi que la douleur ou les changements de goût qui en résultent, sont traités sous le terme de « galvanisme buccal ».
📖 Pour la dérivation des formules et plus de détails : Potentiel d'électrode standard (Wikipédia, en japonais) ／ Corrosion galvanique (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui n'est pas encore clairement établi
- Où exactement l'électricité stimule-t-elle le nerf ? Agit-elle directement sur les terminaisons nerveuses de la pulpe dentaire, ou passe-t-elle par le mouvement du liquide des canalicules dentinaires ? Le trajet précis fait encore débat.
- Pourquoi, avec le même plombage, certains ont mal et d'autres non. La profondeur du plombage, la composition de la salive, la sensibilité du nerf : ce qui pèse le plus varie selon les personnes, et cela n'est pas clairement établi.
- L'effet à long terme sur le corps d'un faible courant persistant dans la bouche. Le courant faible et continu provenant de plombages de métaux différents est étudié en lien avec la dissolution du métal et l'état de santé général, mais aucune conclusion n'a été tirée.
Autrement dit, le contenu de cet article aussi n'est qu'une « explication dans l'état actuel des connaissances ». Le mécanisme général de la douleur causée par le papier aluminium est bien établi, mais le détail de ce qui se passe dans le nerf reste du domaine de la recherche future.
Lien avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Passage de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences 3e, « Réactions chimiques et ions » (la pile) | Deux métaux et de l'humidité forment une pile (raison 1, figure 1) |
| Lycée | Chimie « Piles et électrolyse » / Biologie « Nerfs et réception des stimuli » | Écart de potentiel d'électrode standard, signal nerveux (vérification par le calcul) |
| Lycée＋ | Structure de la dent (contenu type encadré de manuel) | Canalicules dentinaires et théorie hydrodynamique |
| Université | Électrochimie, ingénierie de la corrosion, dentisterie | Équation de Nernst, potentiel mixte, galvanisme buccal |
| Recherche | Physiologie buccale, science des matériaux dentaires | Trajet de la stimulation électrique, variations individuelles, effets à long terme |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Manipulation du papier aluminium, plombage et fourchette, consultation pour douleur dentaire |
- 標準電極電位 - ウィキペディア (Potentiel d'électrode standard - Wikipédia)
- 異種金属接触腐食 - ウィキペディア (Corrosion galvanique - Wikipédia)
- 象牙質 - ウィキペディア (Dentine - Wikipédia)
- 日本化学会 編『化学便覧 基礎編』丸善出版 (Société chimique du Japon, Manuel de chimie — édition fondamentale, Maruzen Publishing ; valeurs des potentiels d'électrode standard)
- Brännström, M., série d'articles des années 1960 sur la théorie hydrodynamique de la sensibilité dentinaire
※ Cet article est une explication scientifique grand public. Les valeurs chiffrées indiquées sont des repères ou des estimations destinés à faciliter la compréhension du mécanisme. En cas de douleur dentaire persistante ou d'inconfort lié à un plombage, consultez un dentiste.