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Sciences & Techniques: La physique des bulles

Publié le 22/02/2012

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physique
Sans les bulles, le champagne n'aurait pas le même air de fête. Un bien joli spectacle que ce pétillement, mais aussi un drôle de phénomène qui met les physiciens et biochimistes en effervescence. Précieuses et capricieuses Elles dansent sur la langue, picotent le palais, et au moment d'éclater, libèrent en bouche un bouquet d'arômes. Les bulles sont de la fête. Champagne ! Sans cette bande d'agitées gonflées de gaz, le plus prestigieux des breuvages en serait qu'un triste vin. Sans ces trains de bulles qui remontent jusqu'à la surface et forment une collerette de mousse, ce vin pétillant n'aurait certainement pas conquis le monde. Le hic, c'est que ces petites sphères tant appréciées sont très capricieuses. Un coup elles sont trop grosses - les Champenois parlent d'" yeux de crapaud " - un coup elles ne daignent pas se montrer... et c'est la déception. Dans l'espoir de dompter cette chère effervescence, plusieurs laboratoires de recherche ont mis les bulles sous haute surveillance.
physique

« et forment une mini-bulle.

Lorsqu'elle est suffisamment grosse, sous l'effet de la poussée d' Archimède (qui est une force ascensionnelle exercée par un liquide sur un corps immergé), la bulle se détache et entame son ascension.

Laissant derrière elle unrésidu de CO 2 qui, à son tour, grandira, et ainsi de suite...

C'est pourquoi, dans un verre, les trains de bulles remontant vers la surface partent toujours des mêmes endroits. Contrairement à un ballon de baudruche plus une bulle est grosse, plus la pression interne (ou suppression) qui s'exerce sur sa paroiest faible.

Autrement dit, plus la bulle est petite, plus sa surpression est forte.

La pression du gaz dans une bulle dépend donc de sesdimensions.

Or une bulle échange à tout moment du gaz avec le liquide qui l'entoure.

Si la surpression d'une bulle naissante est tropélevée, le gaz quitte la bulle pour se redissoudre instantanément dans le liquide où la pression est moindre...

Qu'un embryon de bullenaisse avec 10 A (angströms) de rayon (un millionième de millimètre), ses 800 bars de surpression ne lui laissent aucune chance degrandir : son gaz serait happé par le liquide où la pression est 150 fois plus faible.

A l'inverse, si la bulle naît dodue, sa surpressionsera suffisamment faible : du CO 2 venant du liquide pénétré dans la bulle...

qui grossira.

C'est pourquoi les microcavités qui donnent naissance aux bulles doivent être suffisamment grandes : le rayon de courbure d'une bulle naissante doit atteindre au minimum 0,002mm, pour que sa surpression interne atteigne au maximum 5 bars. Pourquoi pas des bulles cubiques ? Dans le champagne, on trouve pêle-mêle des molécules d'eau, d'alcools et de divers composants.

Pour se faire une petite place dansce milieu, la bulle doit nécessairement " écarter" les molécules en travaillant contre les forces de cohésion du liquide.

Un travail quiexige une énergie considérable.

Partisane du moindre effort, la bulle adopte une forme sphérique, car la sphère est la figuregéométrique qui, à volume égal, offre la plus petite surface.

Cependant, compte tenu du frottement avec le liquide lors de la remontéeet de sa propre masse, la bulle n'est pas parfaitement sphérique. Boulottes dans l'eau Dans une flûte à champagne, les bulles qui défilent exhibent une taille fine (environ 1 mm).

Dans un verre d'eau gazeuse elles sontnettement plus grosses.

Une injustice due à la tension superficielle propre à chaque liquide : environ 70 mN/m (millinewtons parmètres) pour l'eau et autour de 50 mN/m pour le vin de Champagne.

Plus cette tension est forte, plus la bulle sera ratatinée.

Plus elleest ratatinée, plus sa pression interne est élevée...

et le risque de dépasser la surpression critique devient grand.

Pour vivre dans l'eau,les bulles n'ont d'autre solution que d'augmenter leur rayon.

Mourir ou grossir, il faut choisir. Les gardiennes de bulles Une perte infime de protéines (1 mg par litre de champagne) suffit à faire chuter la stabilité de la mousse d'environ 50 %.

De là àpenser qu'elles jouent un rôle majeur dans la durée de vie des bulles, il n'y avait qu'un pas...

que les chercheurs ont franchi.

Hypothèse: de la même façon qu'elles stabilisant les mousses de blancs d'œufs, les protéines (de grosses molécules) exerceraient leur actionen enrobant les bulles.

Formées d'une protéine hydrophobe et de sucres hydrophiles, les glycoprotéines du vin sont les candidatesidéales.

Car fixées à la surface des bulles, elles formeraient un cocon protecteur.

Devenu plus visqueux, le film liquide entourant lesbulles ferait office de matelas : fini les bulles qui s'entrechoquent et qui éclatent.

Ainsi les petites poches de CO 2 durent plus longtemps. Bulles en danger Pas plus tôt déposé sur le rebord du verre, le rouge à lèvre de ces dames provoque une véritable hécatombe parmi les bulles.Torpillées à coup de billes de silicone (l'un des ingrédients du fard) la coque des bulles finirait criblée de trous.

Impossible de rester àflot avec de telles avaries.

Les bulles sombrent, la mousse s'affaisse.

D'autres composants, comme les acides gras (en quantité dansles matières grasses), pourraient se révéler saboteurs de bulles.

Petites et alertes, ces molécules prendraient de court les grosses etlentes glycoprotéines et se fixeraient à leur place à la surface des bulles.

Malheureusement, les acides gras, tout comme le silicone,sont bien incapables d'épaissir le film liquide séparant les bulles.

Résultat : celui-ci rétrécit.

Et toutes les bulles finissent par fusionner.La collerette se désintègre. Cinq recettes pour de belles bulles 1.

Entre une fine flûte et une coupe évasée, aucune hésitation.

Conseillez la première à la maîtresse de maison.

Deux avantages : onpeut examiner à loisir le manège des bulles, et le vin pétille plus longtemps.

Quant aux gobelets en plastique...

Horreur ! Ils donnentnaissance à des bulles mutantes, grosses comme des " yeux de crapaud ". 2.

Eviter de passer les flûtes au lave-vaisselle.

Comme le plastique, les produits de rinçage rendent la paroi du verre hydrophobe.

Lesbulles prennent alors trop d'embonpoint. 3.

Essuyer le verre avec un torchon (pas trop pelucheux quand même) favorise la formation des bulles, à cause des particules de. »

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