La retraite ?

Alors que j'avance à peu en âge, je vois de plus en plus d'amis qui partent en retraite et je ne manque pas de m'étonner de les voir ainsi arrêter leur activité : pourquoi, au fond ? 

La vraie question est : comment peut-on cesser de faire ce que l'on aime ? Ont-ils perdu leur vie à la gagner ? 

Souvent, quand ils sont en retraite, on les voit chercher à s'occuper, et ils font des voyages, vont au concert, etc. Je n'ai évidemment rien contre, mais pourquoi s'arrêter de faire une activité qu'on aime ? 

Pour ce qui me concerne, à celles et ceux qui me demandent si je vais m'arrêter un jour, je réponds avec étonnement que, ayant commencé la chimie à l'âge de 6 ans, c'est-à-dire bien avant que ne commence pas vie professionnelle, je vois mal pourquoi je cesserai cette activité avec l'âge légal de cessation d'activité professionnelle.

Dernière cette image, il y a... quoi ? Des questions de physico-chimie !

 

Sur cette image, on voit du bleu et des formes de fil. De quoi s'agit-il ? Pour qui s'intéresse à la matière molle, on reconnaît immédiatement des polymères linéaires dans de l'eau, ou plus généralement, dans une solution aqueuse, avec un interface semble celui qui limite l'eau et l'air.

Cela fait penser, par exemple, à des molécules de protéines dénaturées dans du blanc d'œuf, par exemple comme quand on bat un blanc d'oeuf en neige. En effet, le blanc d'oeuf est fait de 90 pour cent d'eau et de 10 pour cent de protéines. IL y a environ 300 sortes de protéines (connues), et toutes les protéines ont des molécules comme des fils plus ou moins repliés, fait d'enchaînements de petits segments qui sont nommés résidus d'acides aminés.

Sur la figure qui est donnée ici, on ne voit pas cette constitution des protéines en résidus d'acides aminés ; il y a seulement la forme générale des molécules de protéines.

Dans le blanc d'oeuf, nombre des protéines sont globulaires, ce qui signifie que leurs molécules forment comme des pelotes. Mais il est exact que le cisaillement exercé par le fouet qui bat les blancs en neige dénature ces pelotes, les déroule, au moins partiellement. 

Or il se trouve que si les molécules de protéines sont naturellement en pelotes, c'est qu'une partie des molécules établit peu de liaisons avec l'eau, se plaçant au coeur des pelotes,  tandis que d'autres parties peuvent se lier à des molécules d'eau, et peuvent s'y placer, formant l'extérieur des pelotes natives.

 La description que je donne ici est simplifiée mais c'est l'idée générale :  il est vrai que pour des protéines déroulées, les parties les moins solubles dans l'eau iront se placer plutôt dans l'air, le reste se plaçant dans l'eau,  et c'est cela qui conduit à l'image que nous considérons ci-dessus.
 Ainsi, une bulle d'air dans un blanc en neige est tapissée de molécules plus ou moins déroulées de protéines, qui forment comme une coque protectrice, laquelle évite que des bulles d'air voisines ne fusionnent et que la mousse ne soit trop rapidement déstabilisée.

Mais là, il y a un grand écart entre le macroscopique et le moléculaire et il vaut mieux faire ce trajet pas à pas, par ce que je nomme la méthode descendante d'analyse des systèmes physico-chimiques.
Partons donc du macroscopique, la mousse vue de loin : c'est un solide blanc, très délicat certes mais qui subsiste un certain temps, disons plusieurs dizaines de minutes.
Si l'on s'approche, si l'on utilise une loupe ou un microscope optique, alors on voit maintenant que cet objet blanc est constitué de bulles d'air tassées les unes contre les autres, des bulles plus ou moins grosses.
Quelle taille ? Si on ne les voit pas à l'oeil nu quand on les regarde à 20 centimètres de distance,  c'est que leur taille est inférieure à 0,2 mm environ 20 cm. Dans un blanc en neige en début de battage, on voit les bulles, mais en fin de battage et surtout si l'on a fouetté avec du sucre, alors on ne les voit plus ce qui donne une idée de leur taille maximum.
C'est seulement ensuite, quand on passe au grossissement supérieur, à l'échelle des assemblages supramoléculaires, que les physiciens nomment échelle mésoscopique, que l'on peut avoir une image comme celle que nous avons montré ci-dessus.
Si nécessaire on peut grossir encore et avoir l'information atomique que nous cherchions. Les sauts d'échelle n'ont pas été réguliers mais qu'importe : ce qui compte, c'est de bien avoir à chaque étape une idée des ordres de grandeur des tailles

L'image ci-dessus montre qu'elle n'est pas compréhensible sans une foule d'informations supplémentaires. Elle n'est pas fausse, mais ne dit rien des ordres de grandeur de taille, par exemple. Elle ne dit pas non plus que tout cela est en mouvement :   l'eau, par exemple quand elle est liquide à la température ambiante, est constituée de molécules dont la vitesse moyenne est de 400 mètres par seconde ! Les molécules de protéines, dans l'eau, heurtées en tous sens, ne cessent de se déformer et l'image qui est donnée ici ne doit être considéré que comme un instantané.
En outre, l'image est idéalisée et la surface de l'eau n'est certainement pas un trait bien droit, car il y a des molécules d'eau qui quittent l'eau liquide, d'autres qui reviennent, les pelotes bougent, etc.

Une image, c'est une description, une description théorique, une théorie et c'est donc plutôt une perche tendue à la pensée pour discuter de ce que l'on voit et non pas pour l'accepter et c'est ainsi que les images, considéré avec circonspection nous mène vers une meilleure connaissance



https://icmpg.hub.inrae.fr/international-activities-of-the-international-centre-of-molecular-gastronomy/international-journal-of-molecular-and-physical-gastronomy/3-educational-practices/3.2.-developments-practices-and-policy/3.2.2.-courses/descending-approach

Derrière l'image d'une courbe en cloche.

Comment construire une courbe en cloche ?
 

L'utilisation des logiciels de calcul formel fait des mathématiques un jeu parce que l'on peut essayer très rapidement des idées que l'on voit immédiatement mises en œuvre. Personnellement, j'utilise le logiciel Maple... au point que c'est devenu mon principal outil : pour calculer, pour écrire, pour penser, pour dessiner, pour faire de la chimie...

Par exemple, si l'on demande au logiciel de tracer la courbe associée à l'équation y = x,  on voit une droite partant de l'origine.
C'est quelque chose qui augmente mais qui ne redescend pas, comme on le voudrait pour une courbe en cloche.
Si l'on teste maintenant l'équation y = 1/x, avec le sentiment que quand x deviendra très grand 1/x deviendra très petit, alors tout va bien du côté des x positifs, mais il y a un problème pour les x négatifs, qui tendront vers moins l'infini en approchant de 0.

On pourrait alors s'amuser à prendre la valeur absolue de 1/x,  auquel cas on aurait deux morceaux: un à gauche qui monte vers l'infini à un droite qui monte vers l'infini.

On a le sentiment d'y être presque. Cela dit, les valeurs absolues sont facilement remplacé par des carrés et on peut donc rester 1 sur x au carré, mais là encore, pour x = 0, la fonction diverge.
Comment faire ? Il s'agit que le dénominateur ne soit jamais nul. Alors pourquoi pas 1/(1+x^2)...  et cette fois on y est :  on a une courbe en cloche [ici, l'accent circonflexe indique une puissance].

A ce stade, nous pourrions nous arrêter, mais on comprend que l'on pourrait aussi avoir une courbe en cloche en remplaçant x^2 par x^4, ou par x^6, par exemple.
Mais ce sont là des puissances, qui font croître la courbe de plus en plus vite... Or la fonction exponentielle croit plus vite que toutes les puissances. Que penser de 1/(1+exp(x^2))  ? Une courbe en cloche ! Ou plus simplement de 1 sur exponentielle de x^2 puisque en 0 l'exponentielle prends la valeur 1 et non 0 ? C'est là l'équation d'une gaussienne, nom donné en l'honneur du merveilleux mathématicien Carl Friedrich Gauss.
La première courbe que nous avons réussi à faire, celle en 1/(1 + x^2= et nommé lorentzienne, et ses "jupes" sont beaucoup plus larges que celles de la gaussienne, si l'on peut dire

Quel bonheur que ces logiciels de calcul formel : en a un clic, on trace la courbe d'une fonction.

Derrière l'image d'une émulsion

Oui, il s'agit bien, ici, de l'image d'une émulsion au microscope optique. Plus précisément, il s'agit d'une sauce mayonnaise en début de constitution. On est parti d'un jaune d'œuf et de vinaigre, pas de moutarde sans quoi on ferait plutôt une rémoulade et non pas une mayonnaise, on a ajouté du sel et du poivre, puis de l'huile en fouettant.  Le fouet a divisé les gouttelettes répétitivement, et c'est ainsi que l'on voit sur cette image, majoritairement, des goutteletes d'huile dispersées dans une phase aqueuse. Cette phase aqueuse, c'est de l'eau où sont dissoute des molécules de composés variées, l'eau provenant du jaune d'œuf puisque 50 % du jaune d'œuf, c'est de l'eau, et du vinaigre puisque environ 90 % du vinaigre c'est de l'eau

Ce système physique est nommé émulsion parce qu'il s'agit d'une dispersion de gouttelettes d'un liquide dans un autre liquide avec lequel le premier n'est pas miscible, avec lequel il ne se mélange pas.
Et c'est exact que l'huile ne se mélange pas à l'eau, ni aux solutions aqueuses telles que serait de l'eau salée ou du vinaigre.

Regardant mieux l'image, on voit donc de grosses formes rondes et un peu transparentes : ce sont des gouttelettes d'huile, qui sont de tailles très variées, les plus grosses mesurant environ un dixième de millimètre et les plus petites pouvant être environ 1000 fois plus petite.
Mais il y a aussi trois formes rondes noires et, là, ce sont des bulles d'air. Non pas des bulles d'air qui étaient présentes dans la mayonnaise, mais des bulles qui ont été introduites quand on a étalé l'émulsion sur la plaque de microscope.

Je ne dis pas qu'il y a pas d'air dans une mayonnaise, mais je dis qu'il y en a très peu et c'est à ce titre que même si, stricto sensu l'image représente une émulsion un peu foisonnée, il n'y a pas lieu d'être trop pointilleux et il faut reconnaître qu'au premier ordre, nous voyons bien une phase continue et une phase dispersée, faite de gouttelettes d'huile. C'est donc bien une émulsion.

Plus généralement, il y a lieu de conserver cette idée générale que c'est une erreur d'entrer les détails avant d'avoir fait l'essentiel.
Si l'on regarde une feuille de papier rectangulaire, elle est... rectangulaire. Pourtant, si on regarde les bords de la feuille à la loupe, on voit bien qu'il y a des très petites irrégularités. Mais en vrai ce serait une erreur de ne pas considérer que, au premier ordre, la feuille est rectangulaire.

Cette méthode de bien voir le gros avant le détail, et, en tout cas, de séparer les ordres de grandeur, de regarder par ordres de grandeurs successifs, doit être enseignée aux étudiants parce qu'ils sont souvent perdus dans les différents ordres de grandeur, et c'est à ce titre que j'avais introduit la méthode descendante d'analyse des systèmes physico-chimiques que j'ai publiée dans l'International Journal of Molecular and Physical Gastronomy : https://icmpg.hub.inrae.fr/international-activities-of-the-international-centre-of-molecular-gastronomy/international-journal-of-molecular-and-physical-gastronomy/3-educational-practices/3.2.-developments-practices-and-policy/3.2.2.-courses/descending-approach

Je la recommande à tous les étudiants qui me font l'honneur de faire confiance.

Derrière l'image : l'aromaticité du benzène

 

L'image qui est donnée ici est celle de la molécule de benzène : c'est une molécule très importante dans l'histoire de la chimie parce qu'elle a échappé à la théorie... et son analyse a fait progresser la chimie.

Le benzène est une matière qui a été découverte par le merveilleux physico-chimiste anglais Michael Faraday, alors qu'il étudiait lee résidu huileux qui résultait de la production du gaz d'éclairage. Et le nom a été donné plus tard, dérivé de "gomme benzoïne", une résine odorante connent depuis longtemps en Asie et utilisée en parfumerie.

Plus tard, on s'est aperçu que cette molécule avait (disons-le avec les mots modernes) six atomes de carbone et six atomes d'hydrogène, puis on a observé que les atomes de carbone étaient liés en un cycle.
Mais quand la tétravalence du carbone est apparue (le fait que chaque atome de carbone ait quatre liaisons avec des atomes voisins), alors il est apparu que la représentation moléculaire du benzène posait un problème, parce qu'on ne savait pas où placer trois doubles liaisons entre les atomes de carbone.

C'est finalement Auguste Kekule qui a proposé une solution : on a réussi à penser qu'il n'y avait pas les doubles liaisons connues alors,  mais ce que l'on nommerait aujourd'hui une délocalisation de six électrons sur l'ensemble des atomes de carbone.

Autrement dit, la représentation qui est donnée ici est parfaitement fautive, et elle méprise l'immense progrès qui a été fait à l'époque de Kekule.
Ce qui est pire, c'est qu'elle induit les étudiants en erreur  : je me souviens d'une doctorante qui croyait que l'on pouvait effectuer des réactions d'addition sur le benzène ou des molécules de la même famille, alors que précisément, le phénomène d'aromaticité montre que ce n'est pas possible, ou pas comme elle l'imaginait.
Il est convenu d'utiliser un cercle, dans de la molécule pour bien signaler la délocalisation des électrons. 

Je propose de toujours utiliser plutôt la représentation correcte même la représentation avec des doubles liaisons est acceptée, interprétée correctement par ceux qui savent déjà.

Mais notre but n'est-il pas d'aider les étudiants à apprendre ?

À partir d'une image

 

 



Quand on voit une telle image, on ne peut manquer de penser à ce que l'on nomme l'opération de régression linéaire et, aussi, à la possibilité d'une triche !

Souvent, lors des analyses, on obtient une série de valeurs que l'on peut ranger sur un diagramme à deux dimensions,  avec la valeur de commande en abscisse et le signal enregistré en ordonnée. Par exemple, imaginons que l'on mesure l'intensité d'un courant électrique créé par une différence de potentiel électrique, ou l'absorption lumineuse quand on éclaire une solution d'un composé dont on étudie la concentration.

Les couples de valeurs sont ce que l'on nomme des points expérimentaux.
L'opération d'ajustement, qui apparaît en troisième lieu, dans la démarche scientifique, consiste à chercher des relations entre ces points.
Par exemple, souvent, on cherche à savoir s'ils sont alignés, auquel cas il y aurait une relation de proportionnalité entre les valeurs des abscisses et les valeurs des ordonnées.

Pour les commençants, cette opération se fait avec ce que l'on nomme la régression linéaire, et plus précisément la recherche d'une droite par la méthode des moindres carrés, introduite par le merveilleux mathématicien Carl Friedrich Gauss : on cherche une droite qui, ne pouvant passer exactement par tous les points expérimentaux (sauf miracle), passe le mieux possible, ce qui se calcule en minimisant la distance des points à la droite.
La qualité de cet ajustement s'exprime notamment par un paramètres que l'on note R2 (je renvoie vers les cours complets),  et qui s'approche de 1, pour les ajustements qui seraient parfaits (ce qui est impossible). J'ajoute qu'il n'y a pas lieu d'être braqué sur cette méthode, et notamment le R2, et qu'il existe une "hyperbole de confiance" qui mérite d'être mieux connue qu'elle ne l'est.

Mais revenons à notre R2 : comme il s'agit d'expérience, il ne peut y avoir de proportionnalité exacte et R2 sera toujours inférieur à 1.
Certes, dans les bons cas, il pourrait être de 0,99 ou 0,9999 mais pas  1 exactement !
De sorte que si l'on voit un R2 = 1, cela peut signifier soit que la valeur de R2 a été arrondie, ce qui n'est pas à faire puisqu'on laisserait penser à un alignement parfait, soit  que l'on a changé les valeurs des points pour qu'il s'alignent exactement... ce qui n'est pas admissible.
Les points expérimentaux sont des points expérimentaux jamais parfaitement alignés, et la droite que l'on trace est une droite parfaitement rectiligne, mais elle ne peut pas passer exactement par les points expérimentaux.

Il y a un monde entre les points expérimentaux, qui relèvent de l'expérience, et  la droite, qui de relève de la modélisation. Il ne faut pas tout confondre

Des ganaches sans additifs ?

La correspondant m'interroge : comment faire des ganaches sans additif ? Et la question appelle tout d'abord des questions préalables : qu'est-ce qu'une ganache ? qu'est-ce qu'un additif et pourquoi vouloir le supprimer s'il est utile ? 

1. La crème ganache

Pour bien savoir ce dont on parle, il faut 

- consulter les billets terminologiques : https://nouvellesgastronomiques.com/tags/terminologie/, et plus spécifiquement, pour les ganaches : https://nouvellesgastronomiques.com/mais-au-fait-dou-vient-la-ganache/ 

- consulter des recettes par de bons auteurs, tels Emile  Darenne et Emile  Duval, 1909 : 

"Crème Ganache. — Mettre trois tablettes (125 gr.) de chocolat à fondre à l’étuve ou au four, les placer dans une terrine et y ajouter 30 gr. de beurre fin, puis un huitième de litre de crème fleurette ; laisser un peu refroidir avant l’emploi (à défaut de crème, employer du lait bouilli)."

Cela étant, on fera mieux si l'on se souvient de la mayonnaise, où l'on ajoute de  l'huile à une préparation qui contient de l'eau (l'inverse "rate"). Ici, on ajoute du chocolat fondu dans de la crème tiédie, pour avoir une émulsion. Et pour que tout se passe bien, il faut que la crème ajoutée soit plus chaude que le chocolat fondu. A noter que certains professionnels font bouillir de la crème, ajoutent le chocolat fondu au milieu et tournent avec la maryse à la limite des deux masses. Cela revient à l'émulsion que je décrivais... si les températures sont bien contrôlées.

 

2. Les additifs

Là, c'est un terrain que je sais miné, parce que les opposants à l'industrie alimentaire (pourquoi ne pas se limiter à ne pas acheter les produits de cette industrie si on veut les éviter ?) dénoncent sans relâche les additifs. 

Cela dit, il y a de tout, dans cette liste de produits largement testés du point de vue toxicologique : des conservateurs, des émulsifiants, des gélifiants... Et il y a sans doute lieu de conserver le meilleur, pour nos usages culinaires.
Par exemple, la "pectine" reçoit le numéro E440, la "lécithine" prend le numéro de code E322.

 

3. Utiliser ou non des additifs ? 

Mais, au fait, pourquoi en utiliser dans des ganaches ? Observons qu'il y en a le plus souvent dans le chocolat, parce que cela apporte du fondant, du croquant, par exemple (Valrhona dixit). En tout cas, cela permet de réduire l'énergie considérable qu'il faut dépenser pour le conchage, l'opération de division et de dispersion des grains de sucre en poudre dans la masse de chocolat fondu.

Mais je pressens que la question qui m'était posée visait plutôt la conservation, parce que l'on se souvient que la ganache, avec de la matière grasse dispersée dans l'eau, a tout ce qu'il faut -hélas- pour favoriser des proliférations microbiennes : de l'eau, des nutriments. Pour peu que la température soit suffisamment douce, les micro-organismes prolifèrent, et cela est d'autant plus gênant que la ganache n'est guère acide, et n'a pas, contrairement à des yaourts, ces "protection" (relative) de l'acidité.

Au fond, d'un strict point de vue technique, la question que je me poserais plutôt est : puisque les industriels utilisent des additifs dans leurs produits, pourquoi n'en utiliserions-nous pas en cuisine ?

Il y a lieu de savoir ce que l'on fait. Par exemple, savoir qu'il y a lécithine et lécithine : certaines viennent du soja, d'autres du colza, etc. Or le soja contient des phytohormones qui peuvent être déconseillées. Autrement dit, si l'on utilise une lécithine de soja et qu'on est prédisposé au cancer du sein, il faut être attentif non pas à la lécithine de soja en tant que lécithine, mais aux "impuretés" qui accompagneraient la lécithine.
D'ailleurs, de ce point de vue, le fait que la lécithine soit "bio" ou non ne fait aucune différence.