Dissolution ou évaporation, est-ce la même chose ?

Dissolution ou évaporation, est-ce la même chose ? Cette question vient d'un commentaire dans un de mes blogs je ne me souviens pas de la teneur complète du message transmis, mais quand je reprends la question, il y a une évidence à répondre que non, la dissolution n'est pas la même chose que l'évaporation. Je ne me replonge pas dans le commentaire et je profite surtout de l'occasion pour discuter ces deux phénomènes parce que je sais qu'il y a nécessité de le faire, certains amis réclamant ce genre d'explications.

Commençons donc par la dissolution. Dissoudre un corps dans un liquide, c'est placer ce corps de telle façon que l'on obtienne ensuite une solution plus ou moins diluée, plus ou moins concentrée.

Mais les définitions sont toujours bien compliqué et il vaut mieux des exemples.

Si l'on part d'eau liquide et qu'on ajoute une cuillerée de sucre, on voit que rapidement, surtout si l'on remue le liquide, le sucre disparaît.

Pour interpréter ce phénomène, la microscopie ne suffit pas :  elle montrerait comme l'œil nu que les cristaux de sucre ont disparu et l'on ne verrait rien de plus, puisque l'eau, au microscope optique en tout cas, n'apparaît que comme de l'eau  à l'œil nu.

Il faudrait un microscope beaucoup plus puissant pour comprendre que l'eau est faite d'un ensemble d'objets tous identiques et tous en mouvement : des molécules d'eau. Leur diamètre est de l'ordre du dixième de milliardième et leur vitesse est de 400 mètres par seconde en moyenne.
Les molécules d'eau sont séparées par environ deux ou trois diamètre moléculaire

D'autre part, un cristal de sucre est fait d'objets tous identiques, des molécules de saccharose, empilées régulièrement, comme des cubes bien rangés.

Quand on ajoute du sucre dans l'eau, les molécules d'eau heurtent la surface des cristaux de sucre, en détachent les molécules de saccharose, qui vont alors se disperser parmi les molécules d'eau.

Et c'est ainsi que le sucre finit par se dissoudre. Il en serait de même pour des cristaux de sel, par exemple, ou pour une goutte d'éthanol pure, liquide que l'on ajouterait  à de l'eau

L'évaporation, maintenant ? Partons encore de l'eau, puisque c'est un liquide familier :  laissons un verre de ce liquide pendant un certain temps, à l'air libre.
On verra que le niveau du liquide baisse progressivement dans le verre jusqu'à ce que tout le liquide disparaisse.

Ce phénomène est le même que la disparition de la pluie sur le sol. Cette fois il y a eu une évaporation, ce qui signifie que l'eau qui était liquide est partie en phase vapeur.

Là encore, avec un microscope ultra puissant,  on serait intéressé de regarder la limite entre l'eau et l'air. À chaque instant, les molécules d'eau les plus rapides de l'eau liquide quitteraient cette dernière pour aller dans l'air : l'eau s'évapore.

D'ailleurs, si l'on fermait le verre hermétiquement, alors l'évaporation atteindrait au stade ou inversement d'autres molécules d'eau qui étaient dans l'air repasseraient dans l'eau liquide, et s'établirait ainsi un équilibre, avec une certaine proportion d'eau liquide et une certaine proportion vapeur. Cette proportion dépend de la température et la pression de la vapeur saturante.

J'ajoute que c'est un équilibre dynamique  : à tout instant, il y a autant de molécules d'eau qui passent de l'état liquide à l'état gazeux et inversement.

Enfin, il faut signaler que l'ébullition n'est pas l'évaporation : certes, il y a de l'évaporation dans l'ébullition, mais cela ne se produit qu'à 100 degrés, dans les conditions habituelles de pression.

On le voit donc finalement, pas grand rapport entre la dissolution et l'évaporation

Questions and answers

 1. What was one of the earliest experiments or discoveries that truly changed your understanding of how cooking works?
The very first experiment that changed my life was the 16th of March 1980. It was about a cheese soufflé, and it was said (written by chefs) to add the yolks two by two. I put the yolks all together and the soufflé was  a failure. The next Sunday, I repeated the soufflé, and I decided to add the yolks one by one, and it worked. So that the next day (24), I stayed at home (I had a lab since I was 6 years old), and I took the decision of collecting culinary tips and to test them experimentally. This was the beginning of everything.
Later there were many important steps, such as when I met Nicholas Kurti and we began collaborating (1986), when we decided to create the scientific discipline that we called "molecular and physical gastronomy", when we organized the first international workshop (1992), but also when I introduced "synthetic cooking/note by note cuisine" (1994), when I invented "chocolate chantilly", when I first uncooked" eggs (1987 probably), when we decided (1999) with Pierre Gagnaire that I would give him one "invention" per month so that he would be the first in the world to get them.
And so many other stories.

2. After decades of pioneering food science, what discovery or project are you most proud of?
I am never proud, because it's  useless. And I am never considering what I did, except analyzing the mistakes that I did, in order to improve. On the other hand, I have MANY questions in front of me. For example, those days, I am very interested by the colour change of carrot stocks and of coffee, which have kind of the same evolution. Or I am very interested by the mysterious effect about hollandaise that fail and can be recovered using water, with a spontaneous emulsion. I am very interested by the browning of meat, as I have the feeling that protein pyrolysis is much more important than said in the past.
Theoretically, I have to "calculate" complexity of dishes, for example, but also I have a general theory of "exchanges" to build. And so on with wonderful questions !

3. Molecular gastronomy has inspired chefs worldwide, how do you feel about its evolution across different cultures?
Indeed, yes, the science named "molecular and physical gastronomy" was very important for the improvement of culinary art and technique, and this is fine. In the past, some chefs feared that it would uniformize culinary arts of various countries, but of course there was no fear to have, as it was demonstrated. But now the most important steps for chefs are :
1. synthetic cooking/note by note cuisine : here again, food cultures will have to "acclimatate" the new technique
2. I dream that cooking to be performed while seated, in a quiet environment, with no heat, no noise, no physical stress, and this should be a result of improving the techniques (and when chefs will be very easy with techniques, their mind will be more available for art)
3. I made a book whose title is "Cooking : it's love, art and technique". The love component of cooking was not studied enough, and we have to do it. I would add that the issue is less the environment (the atmosphere, the lights, the noises, etc., the spectacle) than the food: I always think about the intrinsic part of cooking rather the extrinsic, otherwise it's no longer cooking, but show, and this is another story

4. You’ve worked closely with universities and research institutions, how important is academia’s role in advancing gastronomy?
After publishing the Handbook of Molecular Gastronomy (~ 900 page), which was a success, the publisher asked us to make another book with recipes. This is in progress, but in all chapters (by chefs), we ask them about their collaboration with engineers, scientists... The universities are very important for helping the chefs communities of the various countries, and for decades  I have been trying to create "molecular gastronomy groups" in universities and research institution, to create seminars of molecular gastronomy, so that all chefs of the world would benefit from the advances of science and technology.
5. Sunway Le Cordon Bleu integrates sustainability through a Plant-Based Culinary Arts programme. How do you think molecular gastronomy can contribute to a more sustainable food system?
Indeed imagine that we train someone about science and technology, and that the person goes in the industry (including restaurants). After some time, this person can observe that theoretical information is needed to go further, and he/she should be able to come back to the universities, so taht the academia can work on the question and produce the needed theory. Moreover, I say for decades that the culinary technique is very fruitful in terms of scientific questions that academia can study for its own benefit: making science, looking for new objects of the world, new phenomena, new mechanisms.

6.                   What advice would you give to culinary students or young chefs who wish to explore food science and innovation?

I repeat the cooking is love, art and technique. For sure, one has to learn the technique. But a more important question is to study "art": this means dealing with the "beauty" of food in terms of flavour; for sure, appearance is important, but the most important is in the mouth. How can we make something "good" (= beautiful to eat) ?

And as said the most important question to study is love: how can food say "I love you" to the guests.

Food scienceS (mind the plural) are important because they produce knowledge that the students and chefs can use. Indeed I envision that a new category of professionals can be in the middle, between science and chefs: these "technologists" would have the burden to translate scientific information into practical information or techniques. With Pierre Gagnaire, it's me (a scientist, not a technologist) who takes time for this, as he is my friend, but I should not, because it takes time from my scientific research. But one has to show the way, isn't it?

Coming back to your question, my advice to students and chefs is : think intrinsically, work, focus, don't forget that "we are what we are doing", favour quality, and do what you love with passion.

Peut-on faire rebouillir de l'eau

 

Dans les commentaires de mon blog, il y en a un qui évoque le fait qu'il serait dangereux de faire bouillir de l'eau que l'on a fait bouillir précédemment... et il y a là une question bien intéressante non pas par son contenu proprement dit, mais plutôt par le mécanisme intellectuel qu'elle révèle.

L'idée que l'on a transmise à mon interlocutrice est en réalité de la pensée magique, un  type de on-dit qui court les rues.

Il ne faut pas y perdre trop de temps, mais  prendre un peu de recul,  s'accrocher à beaucoup de rationalité.

L'eau, quand elle est pure, c'est un ensemble de molécules toutes identiques animées de mouvement analogues à ceux des boules de billard, s'entrechoquant sans cesse. La distance entre deux molécules et de l'ordre de quelques diamètres moléculaires, et la vitesse moyenne et d'environ 400 m par seconde à la température ambiante.
Cette vitesse varie avec la température : plus il fait chaud et plus les molécules sont rapides.
Il faut ajouter que dans un échantillon d'eau, il y a des molécules plus rapides que d'autres : toutes les possibilités de vitesse existent, et c'est bien un ordre de grandeur de la vitesse moyenne que j'ai donné précédemment.

Pour l'eau du robinet maintenant, c'est la même chose mais il y a, au milieu des molécules d'eau, en très petite quantités, des ions.
Il suffit de regarder au dos d'une bouteille d'eau minérale pour en voir la liste : calcium, sodium, chlorure, sulfate, et cetera.
Enfin, dans l'eau, il y a des gaz dissous parce qu'il existe un équilibre entre les molécules dans l'air et les molécules de l'air dans l'eau.
Ce sont ces gaz qui sortent de l'eau que l'on  chauffe dans une casserole:  on commence par voir des bulles se former au fond de la casserole, avant l'ébullition.

Quand on fait bouillir de l'eau, on augmente la vitesse des molécules et certaines peuvent s'échapper sous la forme de vapeur. Les ions que j'ai évoqué, restent dans l'eau, se concentrent en proportion de l'eau qui est évaporée. Et c'est ainsi que l'on obtient le sel dans les marais salants par exemple.

Quand l'eau qui bouillait refroidit, les vitesses des molécules diminuent, et l'on retrouve le même tableau qu'initialement.

Évidemment, si le récipient où on a chauffé l'eau laisse passer dans cette dernière un peu de sa matière, alors l'eau que l'on retrouve n'est pas la même que précédemment.
Par exemple des bassines en cuivre peuvent libérer des ions cuivre, et des casserole en cuivre étamé laisseront passer des ions étain, mais avec de l'acier inoxydable, qui eest donc... inoxydable, l'eau que l'on retrouve après l'ébullition est la même qqu'avant.

J'entends certains qui critiqueront cette rationalité, qui me diront que la science évolue sans cesse et que l'on découvrira peut-être un jour que cette description est complètement fausse. Je n'oublie pas ce délire que fut la théorie de la mémoire de l'eau, largement réfutée, mais qui trouve encore quelques adeptes complotistes...
Ne cédons pas à la pensée magique !

Il y a, à ce propos de la description au premier ordre que je viens de faire pour l'eau qui bout, la même question que pour un circuit électrique : on aura beau faire, on aura beau améliorer les théories scientifiques, pour un simple circuit avec une résistance et une source de courant électrique, la loi d'Ohm reste vraie au premier ordre et elle le restera toujours.

 Oui, la chimie raffinera sa description de l'eau, et elle ne cesse de le faire, mais on continuera à expliquer les phénomènes à peu près tel que je viens de le faire.
 
 En tout cas, à choisir entre cette rationalité et la pensée magique qui imagine l'intervention d'anges et de démons à tout bout de phénomène, je préfère une pensée rationnelle et efficace, validée par les faits expérimentaux

Quelles connaissances scientifiques pour inventer le chocolat chantilly ?

 

Quelles connaissances scientifiques sont-elles nécessaires pour inventer le chocolat chantilly ?
Voilà une question intéressante et à laquelle il est difficile de répondre.

Si on se limite à l'événement réel de l'invention, en 1995, il y a lieu de savoir que je m'étais intéressé à la description de la formation de la crème chantilly et que j'ai voulu généraliser cette dernière à d'autres matières.  

Je savais que la crème est une émulsion... ou plus exactement je croyais savoir que la crème est une émulsion, ce qui n'est pas vrai, mais j'y reviendrai.
Je savais que les émulsions sont faites de deux liquides non miscibles, à savoir en l'occurrence de l'eau et de la matière grasse.

Je croyais aussi savoir que la crème chantilly est une émulsion foisonnée, avec  de l'eau de l'air et de la matière grasse. Oui, je le croyais le savoir parce qu'à froid une partie de la matière grasse est solide, de sorte que ce n'est pas une émulsion mais une suspension.

Mais qu'importe, je savais aussi que à froid, la matière grasse du chocolat recristallise, durcit à froid, ce qui pouvait stabiliser les bulles d'air.

Et c'est ainsi que j'ai eu l'idée de faire d'abord une émulsion, pour de foisonner cette dernière.

Comme je l'ai dit, cette description est fautive, mais le résultat a été obtenu.

Voilà pour l'invention initiale mais en réalité, dans le Cours de gastronomie moléculaire numéro 1, en présentant des catégories d'innovations, je montre bien que l'on aurait pu arriver à cette invention de plusieurs manières. C'est pour chacune de ces manières, des connaissances particulières auraient été nécessaires.


Je n'épiloque pas de ce de ce point de vue, parce que je me rends compte qu'en réalité, c'est plutôt la curiosité, l'envie de faire autre chose, cette envie de ne jamais être dans la boîte, qui a conduit au chocolat Chantilly et à bien d'autres de mes inventions, et c'est là en quelque sorte une connaissance scientifique. La science en effet veut réfuter les théories et non pas les confirmer, elle fonctionne par un mécanisme qui est le suivant : "si la théorie était juste, alors je pourrais prévoir que",  et l'on fait alors l'expérience pour tester la prévision.

C'est bien cela qui s'est produit quand j'ai inventé le chocolat chantilly en 1995, et cette idée est en quelque sorte une connaissance scientifique, quelque chose de bien plus fondamental que la connaissance des émulsions, parce que c'est ce questionnement là qui pousse à obtenir les autres connaissances et non pas plutôt l'inverse.

La question la transmission : pourquoi j'y passe du temps

 

Un journaliste m'interroge à propos de mon engagement dans la transmission, qu'il s'agisse de vulgarisation scientifique à l'attention du public général ou des étudiants, des élèves...

Je réponds que tout cela prend du temps sur ma recherche scientifique et que c'est en quelque sorte bien malgré moi que je me livre à ses transmissions, que je cherche pourtant à faire bien selon le bon principe que tout ce qui mérite d'être fait mérite d'être bien fait.

La vraie réponse est de nature politique : j'ai décidé il y a plus de 25 ans que je ne me tiendrai plus au courant des "actualités", ni les journaux, ni radio ni télévision ni internet,  parce que je considère que cela est en quelque sorte inutile : je sais parfaitement qu'il y a dans le monde des guerres, des tyrans, des épidémies, des catastrophes naturelles, des crimes, et cetera... et de toute façon, il est bien impossible de ne pas être au courant quand nos proches nous informent.

Et tout ce temps épargné, je l'investis dans une action politique qui est celle de la transmission.

Je considère en effet que j'ai une chance extraordinaire de pouvoir faire de la recherche scientifique, et c'est une sorte de remerciement que cet engagement politique dans la transmission.

Alors oui, cela me prend du temps... et au fond pas tant que cela car voulant faire bien, j'ai aussi appris à vouloir faire efficace et les moyens modernes nous permettent de l'être bien plus que par le passé : aujourd'hui, on peut dicter et voir ses paroles écrites directement.

De sorte que l'exercice consiste plutôt à mieux penser, à organiser son discours par avance.
Et là, il y a la question de la construction du discours qui n'est pas si éloignée que cela de la réflexion scientifique : il s'agit de bien manier les concepts, de bien les penser, de bien les réfléchir bien, de bien les enchaîner et le travail est en quelque sorte le même.

Bien sûr, il n'y a pas les mêmes objets, ni l'expérimentation, ni l'aspect mathématique (il faudrait dire calculatoire) mais il y a ce raisonnement qui est essentiel, cette réflexion, cet apprentissage de l'autocritique.

Pour l'enseignement, je ne cesse de penser à  Emil Borel, qui faisait sa recherche pendant ses cours, faisant prendre ces derniers en notes par des élèves, avec qui il publiait le livre du cours. Aucune perte de temps !

Sans compter que, quand je parle, quand j'écris, c'est l'occasion de surveiller ce que je dis, d'être à l'affût de ma propre pensée !

S'accrocher à un sens bien défini des mots ?

 Dans les commentaires de mon blog, il y en a un qui dit que ma volonté de m'accrocher à un sens unique des mots n'est pas tenable.

Cela me fait sourire car plus j'explore cette question, plus je crois au contraire qu'elle est tenable et utile.

Je me réfère souvent à Antoine Laurent de Lavoisier qui disait que la science s'intéresse aux phénomènes et que les phénomènes sont maniés intellectuellement à l'aide des mots, de sorte que,  disait Lavoisier,  on ne pourra pas perfectionner la science sans perfectionner le langage et vice et versa.

De fait, il y a toujours eu en sciences l'introduction de mots nouveaux.

Par exemple c'est Faraday qui a introduit les mots cathode, anode, électrode, et d'autres.

Et d'autres scientifiques ont introduit de nouveaux mots pour de nouveaux concepts.

Ce que je sais aussi, c'est que les mots ont éventuellement une connotation mais qui se distingue que leur signification.

Je sais aussi qu'ils ont une étymologie et que l'on a tout intérêt à être en phase avec cette dernière sans quoi on construit de drôles de chimères.

Je suis de ceux qui revendiquent que le mot rutilant signifie rouge et non pas brillant, le rutile étant un minéral rouge.
Je suis de ceux qui proposent de penser que la sophistication est du frelatage, car que mon interlocuteur le veuille ou non,  on parle bien de la sophistication des vins.

Je suis de ceux qui font la différence entre les gourmets et les gourmands, parce que je sais que les gourmets sont une profession assermentée de professionnels qui vont choisir le vin pour les négociants.

Je suis de ceux qui font la différence entre la rémoulade, où la moutarde est tensioactive, et la mayonnaise...

Bref, je suis de ceux qui pensent que la bonne monnaie doit chasser la mauvaise et que ce n'est pas une sorte de laxisme paresseux qui fera grandir nos  amis.

Comment éviter aux oignons de brûler ?

 Comment éviter des oignons de brûler ?

Pour répondre à cette question, je crois qu'il suffit de savoir que tant que de l'eau est présente dans une casserole, la température n'augmente pas au-delà de 100 degrés, et l'oignon ne brûle pas.

De fait, des oignons sont des tissus végétaux emplis d'eau et si l'on chauffe doucement, l'eau qui s'évapore limite la température à 100 degrés et les oignons de brûlent pas.

Cela correspond aux observations que je fais quand je cuisine : je peux chauffer très longuement des oignons qui ne brûlent jamais à condition que le feu soit suffisamment doux pour que l'exsudation de l'eau soit plus rapide que son évaporation.

D'ailleurs, c'est le même phénomène qui commande le brunissement des viandes que l'on fait sauter : si l'on chauffe doucement, la viande se contracte, ce qui fait sortir le jus et limite la température à 100 degrés, auquel cas la viande ne brunit pas.

Mais si l'on chauffe plus vite, alors l'évaporation de l'eau qui sort de la viande qui se contracte est plus rapide que la sortie de cette eau, et la température peut augmenter  :  j'ai mesuré jusqu'à 360 degrés sous un steak.

Dans un tel cas, la  viande brunit évidemment !