Les micro-ondes produites par le magnétron sont guidées dans un applicateur d'energie dont la fonction consiste à propager le champ électromagnétique vers le produit à traiter. Le choix de l'applicateur doit se faire en fonction des caractéristiques d'absorption du produit traité, de sa forme géométrique et de ses dimensions. Ainsi un produit qui présente une forte absorption aux micro-ondes nécessitera la mise en oeuvre d'un applicateur en ondes progressives. Par contre un produit qui présente une faible absorption impliquera l'utilisation d'un applicateur en ondes résonnantes. Le choix de l'applicateur doit donc être adapté au produit à traiter pour obtenir un traitement efficace par micro-ondes [4].

Pour chauffer de l'eau qui présente un forte absorption aux micro-ondes on utilisera donc un applicateur mono mode en ondes progressives c'est à dire simplement un guide d'onde circulaire ou de préférence rectangulaire muni à l'intérieur d'un serpentin [5]. La raison est que la profondeur de pénétration des micro-ondes c'est-à-dire l'inverse du coefficient d'absorption de l'eau est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde des micro-ondes. Le shéma de l'échangeur ainsi constitué est représenté ci-dessous.

Le principe de l'échangeur micro-onde étant arrêté, le choix de la configuration du guide et du serpentin dépendra de la solution technologique de réalisation la plus simple. Si le guide d'onde et le serpentin constitue un seul ensemble réalisé en matière plastique de haute performance tel que le polysulfone par exemple alors la configuration du guide et du serpentin sera rectangulaire pour des raisons de facilité d'écoulement et de conception de l'échangeur. Aussi on choisira le mode TE10 [6] comme configuration du champ électromagnétique car il permet un couplage optimum pour le transfert de l'énergie micro-onde sans perte de radiation au niveau de l'entrée et de la sortie de l'échangeur [4]. Le rendement de l'échangeur micro-onde est entièrement déterminé par celui du magnétron qui est situé dans la plage 0.65 - 0.70.
 

Couplage optimum  Dans le cas du guide d'onde rectangulaire on pourra par exemple utiliser pour une fréquence de 2.45 GHz les dimensions standards WR 340 a = 86.36 mm et b = 43.18 mm, la longueur L du guide étant à déterminer.

On considère un volume de liquide d'épaisseur e et de hauteur b situé au milieu du guide d'onde car le champ électrique est maximum à cet endroit en mode TE10.

Si a est l'atténuation en amplitude des micro-ondes exprimé en dB/m (décibel par mètre) l'atténuation en puissance après un longeur L sera de 2aL soit en mode TE10, [4], [7] :

Le volume correspondant est approximativement de 0.01 litre. Pour une meilleure absorption à haute température il est nécessaire d'augmenter la largeur du serpentin par exemple jusqu'à la valeur de 5 ou 10 mm. Le volume correspondant sera alors de 0.05 ou 0.1 litre respectivement. Dans sa terminaison la canalisation est élargie de e à a afin d'absorber la puissance micro-onde résiduelle.