Modélisations : de quoi s'agit-il ?

Les étudiants en classe préparatoire aux concours des écoles d'ingénieurs doivent faire des travaux d'initiative personnelle encadrée, ou TIPE.

Aujourd'hui, certains me soumettent leur projet : étudier la confection de la mayonnaise, et ils me demandent notamment si une "modélisation" est possible. 

A cela, un commentaire préliminaire :  la confection de la sauce mayonnaise a fait l'objet de très nombreux travaux de TIPE ou de TPE (sans doute plusieurs centaines, voire milliers, si j'en juge aux courriels reçus).
Aussi, si j'étais dans la position de faire un de ces deux travaux, j'hésiterais à retenir le sujet de la mayonnaise, car je craindrais que mes examinateurs ne me soupçonnent d'avoir fait du copier-coller des travaux qui ont été mis en ligne. Et si je décidais de faire un travail original, je le signalerais tout d'abord, et j'expliquerais en quoi le travail est original. 


Vient maintenant la question de la "modélisation", qui est probablement requise par les instructions officielles. Nos jeunes amis qui doivent faire des TIPE gagneraient  à bien comprendre que l'activité scientifique commence par l'identification d'un phénomène, puis par la caractérisation quantitative de ce dernier, après quoi on relie les données en lois et l'on cherche des mécanismes quantitativement compatibles avec ces lois, afin de produire une théorie, un modèle, que l'on cherche à réfuter par une expérience. 

De ce fait, indépendamment des mesures que l'on peut faire, il y aurait lieu de décrire le phénomène à l'aide de symboles mathématiques (en pratique, des lettres) que l'on cherche à relier (en équations, relations, lois). Par exemple, pour la mayonnaise, il y a la quantité initiale de jaune d'oeuf J, la quantité de vinaigre V, et la quantité d'huile que l'on ajoute progressivement H(t), où t représente le temps. Lors de l'émulsification, il faut donner de l'énergie E(t), et la sauce peut se caractériser par une répartition de la taille des gouttelettes d'huile D(t). 

Modéliser, c'est donc décrire formellement le phénomène, avant d'introduire des données quantitatives qui fixeront les valeurs de paramètres que l'on aura utilisés pendant la modélisation. 

Autrement dit, je réponds à mes jeunes amis que, oui, mille fois oui, il est possible de modéliser, à propos de mayonnaise ! Mieux, il n'y aurait pas de travail scientifique sans cette modélisation. 



Question subsidiaire : comment une telle question a-t-elle pu se poser ? J'y vois le brouillard intellectuel dans lequel on laisse nos jeunes amis, ou dans lequel nos jeunes amis demeurent, peut-être parce qu'ils ont zappé des informations importantes qui leur ont été données.
On me connaît assez pour bien comprendre que je ne jette la pierre ni  à nos jeunes amis, ni aux  collègues, mais j'observe que, les faits étant les faits, il y a lieu de bien expliquer les diverses étapes de la recherche scientifique... mais aussi de la démarche technologique, quand on est dans une école d'ingénieurs ! 

Vient de paraître aux Editions de la Nuée Bleue : Le terroir à toutes les sauces (un traité de la jovialité sous forme de roman, agrémenté de recettes de cuisine et de réflexions sur ce bonheur que nous construit la cuisine)

Réponse à des questions, à propos de cuisine moléculaire (le passé) et de cuisine note à note (le présent, le futur)

Un journaliste m'interroge : 

La nouvelle technologie et les méthodes utilisées dans la cuisine moleculaire (azote liquide, cuisine sous-vide, gélifiants, émulsifiants) ont pour objectif final d'équiper l'espace domestique en y apportant de la précision en matière de temperature, en y évitant le gaspillage dû à des méthodes moyennageuses, en rendant la cuisine plus facile, avec des préparations comme les nouilles instantannées type ramen par exemple, tout en ayant comme aspect économique la réduction des prix. Comment penser ces instruments en terme d'acte et de puissance ? (ex. : le décalage entre la conception du micro-ondes, l'idéalisation de son utilisation dans la vie domestique et son utilisation réelle très limitée


Et voici la réponse.

Commençons par dire que la cuisine moléculaire avait pour but de rénover les techniques culinaires. 

À quel point nous y sommes-nous parvenus ? Je fais déjà observer que les siphons sont en vente dans les supermarchés les plus populaires. D'autre part les gélifiants que sont l'agar-agar, les carraghénanes, etc. sont maintenant partout, ce qui était un de mes objectifs (plus de notes sur le piano que les seules pectines et gélatines).

Pour l'azote liquide, c'était une façon spectaculaire de montrer la possibilité de faire autre chose et parfois mieux que les techniques classiques.

De toute façon dans l'immensité des propositions, on ne pouvait pas imaginer que toutes seraient retenues. Mais aujourd'hui les fours domestiques sont équipés de fonction basse température et on n'a plus besoin de thermocirculateur.
D'autre part, même les cuisiniers qui disent qu'ils ne font pas de la cuisine moléculaire ont maintenant changé et des préparations qui n'étaient pas présentes dans La cuisine du marché de Paul Bocuse en 1976 sont partout dans le monde.

Ce mouvement de rénovation continue, c'est-à-dire qu'il doit se poursuivre sans relâche, et qu'il se poursuivra toujours.

De toute façon, je cherche à montrer maintenant une voie complètement nouvelle, à savoir la cuisine note à note. La cuisine moléculaire a été créée il y a 35 ans et c'est donc quelque chose très ancien, de sorte que je ne pense pas que les cuisiniers modernes doivent s'y intéresser beaucoup. En revanche, je suis absolument certain que la cuisine note est une tendance qui va être durable pour des tas de raisons que j'explique dans mon livre sur la cuisine note à note.

Notamment la cuisine note à note permet de lutter contre gaspillage... sachant quand même que la vraie question, c'est la démographie et que nous ne devons pas oublier de le dire et de le redire. Si nous manquons d'aliments, de la pollution, etc. c'est parce qu'il y a trop d'humains sur la terre.

Pour ce qui concerne les plats tout préparés, la question est compliquée, et je propose de considérer le sucre en poudre : personne, aujourd'hui, n'utilise de betterave ou de canne à sucre pour sucrer, et tous les cuisiniers du monde ont du sucre en poudre, qui le fruit d'un travail de l'industrie.

Pour les nouilles instantanées, par exemple c'est exactement la même chose et c'est pour cette raison que se pose avec beaucoup d'acuité aujourd'hui la question du fait maison. Si l'on supporte les nouilles instantanées, faut-il supporter dans les restaurants les pâtes feuilletées toutes faites, et pourquoi pas les coq au vin ?

Dans ce débat, la question économique n'est pas tout, et la question artistique est essentielle. Je rappelle qu'un morceau de papier et un morceau de charbon permettent à Picasso de faire des œuvres qui se vendent des millions de dollars. Il ne s'agit pas de technique, mais d'art.

Un ajout à propos de cuisine moléculaire : oui, il s'agissait bien de rénover des techniques complètement périmées. Il n'est pas vrai que le four à micro-ondes ait une utilisation réelle très limitée comme vous le dites, car les étudiants, qui vivent dans de petites chambres, n'ont, pour cuisiner, qu'un four à micro-ondes, et cet objet est tellement popularisé qu'il est en vente dans toutes les grandes surfaces. De même les appareils électroménagers, même s'il sont à mon goût très rudimentaires et insuffisants, se sont introduits partout, et ils facilitent le travail des cuisiniers, ce qui est essentiel.

Je propose, dans nos discussions, de ne pas faire d'amalgame, et de distinguer le travail des cuisiniers domestiques et des cuisiniers professionnels, mais aussi des cuisiniers de restauration collective qui sont beaucoup plus nombreux que les cuisiniers professionnels de restauration commerciale. Pour chaque profession, il y a des impératifs particuliers, et donc des techniques particulières. Par exemple on ne produit pas de la même façon pour 500 personnes et pour 50.

Une autre question :

On peut accorder que la cuisine moléculaire et la cuisine "note à note" ont un lien fantastique avec la science fiction. En relation à ça, pourriez-vous penser les différentes associations qui se font entre la science fiction et la réalité actuelle ou future de ces cuisines ?

Non je ne suis pas d'accord : la cuisine moléculaire et la cuisine note à note n'ont rien à voir avec la science-fiction. Ce sont des cuisines tout à fait pratiques tout à fait modernes, tout à fait actuelles. Ici, je propose de ne pas trop rêver. N'oubliez pas que je suis un physico-chimie, c'est-à-dire une brute, pratique, et je me préoccupe du quotidien de chaque citoyen. C'est pour cela que je suis payé par le gouvernement français. Je m'intéresse à la cuisine trois étoiles parce que c'est le moyen d'introduire des techniques et des produits qui sont refusés par le public, mais qui, s'ils sont plébiscités par les cuisiniers étoilés, redescendront vers le public. C'est une stratégie qui a été mise en œuvre par Parmentier pour introduire la pomme de terre en France. Je l'ai mise en œuvre pour la cuisine moléculaire, et je recommence avec la cuisine note à note.

Avec la cuisine note à note, d'ailleurs, je distingue bien la cuisine note à note pure, réservé à une élite, et la cuisine note à note pratique, qui sera une évolution lente et régulière de la cuisine générale. Il ne s'agit pas de science-fiction, mais simplement d'art moderne, lequel deviendra en art ancien. Pensez par exemple au jazz classique : à la fin de la guerre mondiale, cette musique était si moderne que les vieux disaient que c'était de la musique de sauvage, que ce n'était pas de la musique. Aujourd'hui elle est complètement classique. Il en sera de même pour la cuisine note à note, et je le répète, il ne s'agit certainement pas de science-fiction.

D'ailleurs j'ai réfléchi à ce qui suivrait la cuisine note à note, et je vois que des casques permettent d'introduire des souvenirs dans le cerveau des souris, de sorte que j'imagine très bien que l'on puisse transmettre des goûts, et que l'on puisse distinguer un jour les nutriments et les sensations sensorielles.

Et encore :

Si on dit que la cuisine "note à note"consiste en la préparation d´aliments à partir de composants (acides, sucres, éthanol, eau). Pourrait-on appliquer ce concept au vin? Comment serait son application à la vie domestique? D'un autre côté, que pensez-vous du dioxide de soufre et son utilisation dans la procédure de vinification ?

Attention à votre définition de la cuisine note à note : il ne s'agit pas de préparer des aliments à partir de composants mais de composés, en anglais « compounds ».

On peut parfaitement faire des boissons note à note.. et elles existent déjà : ce sont tous les Schweppes, Coca-Cola, les alcools de Bols, etc. J'en ai fait : ça prend quelques de secondes et c'est très amusant.

Pour le vin, en revanche, il y a une impossibilité légale, à savoir que le vin est par définition le résultat de la fermentation du jus de raisin dans des conditions parfaitement définies par la loi. Il est très facile de faire boissons qui ressemblent à du vin, il est très facile de faire des compositions odorantes qui s'apparentent parfaitement au bouquet d'un Haut Brion 85, mais ce n'est pas du vin.

Dans la vie courante ? Quand j'avais six ans, j'emportais à l'école de l'acide citrique et du bicarbonate de sodium pour me faire des limonades artificielles. C'est donc extrêmement facile, ce n'est pas nouveau, mais si nous avons à notre disposition des composés plus intéressants que les deux que je viens de citer, alors nous pouvons faire des choses absolument merveilleuses. Il y a quelques décennies, il y avait ainsi une poudre nommée Tang qui permettait de faire des jus d'orange instantanés. C'était amusant, un peu trop acide, cela a eu beaucoup de succès pendant un temps.

Pour le dioxyde de soufre, il faut savoir qu'il y a naturellement des sulfites dans les végétaux, donc dans les raisins. Ce que je vois, c'est que les vins sans soufre sont souvent acétifiés (je n'aime pas!), et que les méthodes trop « naturelles » conduisent souvent à augmenter les doses de sulfate de cuivre dans les vignes. Je m'étonne que le bio ait eu le droit d' utiliser pendant si longtemps le permanganate de potassium ! Car n'importe quel chimiste sait que ce composé est extrêmement violent. Il a été interdit il y a peu, ce qui est très bien, mais je vois quand même des comportements bizarres chez nos concitoyens. Par exemple, laisser la peau de pommes de terre sur des pommes de terre bio ! On voudrait éviter des pesticides, mais on laisse alors des alcaloïdes toxiques des tubercules ? Faisons des procès aux empoisonneurs !

En matière de santé et d'alimentation, je ne cesse de répéter que nos comportements sont complètement incohérents. De sorte que je refuse d'occuper de détail, quand le public fume, bois de l'alcool, mange des viandes cuites au barbecue, n'enlève pas la peau de pommes de terre, etc.

Que pense la gastronomie moléculaire du travail génétique des aliments?

Pour le travail génétique, la gastronomie moléculaire n'a rien à en penser... puisque la gastronomie moléculaire n'est pas une personne ne, mais une discipline scientifique.

Surtout, il y a une infinité de possibilités de transformations génétiques. Pour la technique culinaire, seule compte la composition physico-chimiques des aliments, de sorte que des végétaux génétiquement transformés dont la composition physico-chimique serait la même que celle de tissus végétaux classiques ne font pas de différence.

Mais, de toute façon, il s'agit d'une question politique, de sorte que répondre à la question ne conduit qu'à une conséquence : perdre des amis et ne convaincre personne. Cela fait longtemps que j'ai décidé de ne pas répondre à la question des OGM, et je propose plutôt à mes interlocuteurs de passer du temps à découvrir pratiquement dont il s'agit au lieu d'interroger des gourous.

D'ailleurs, j'ai fait une petite erreur en vous répondant que la composition chimique des aliments transformés génétiquement pouvait être la même que celle d'aliments classiques. Si vous n'avez pas envie de l'entendre, vous me direz que ce n'est pas juste et toutes les publications scientifiques que je pourrais vous donner pour attester mes dire de vous convaincront pas. De sorte que je reprends ma réponse. Je ne réponds pas à la question, et je vous invite à aller y voir plus en détail. Je revendique quand même que mes interlocuteurs qui parlent de génétique moléculaire sachent quand même ce dont il s'agit : qu'est-ce qu'une molécule ? Qu'est-ce qu'un composé ? Qu'est-ce qu'un composé artificiel ? Quelle différence avec un composé de synthèse ? Qu'est-ce qu'un composé chimique, qu'est-ce que l'ADN, qu'est-ce qu'une cellule, qu'est-ce qu'un organisme vivant ?

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Peut-on conserver de la mayonnaise ?

Peut-on conserver de la mayonnaise ? J'ai décrit la sauce en détail dans un autre billet, mais on m'a fait le reproche (amical) de ne pas avoir répondu à la question.

Et pour cause : je ne suis pas microbiologiste ! 

En conséquence, comme il y a une responsabilité à proposer de conserver ou non la mayonnaise, j'ai interrogé LE spécialiste de la microbiologie alimentaire, lequel est parfaitement à jour des études scientifiques.
J'en profite pour rappeler que nous ne sommes pas des experts si nous n'avons pas travaillé pour avoir de l'expertise. Et l'expertise, ce n'est pas rien. Par exemple, le praticien qui n'a pas de théorie reste un praticien, mais il n'a pas de vision générale d'un sujet. Personnellement, je n'aimerais pas être pris en faute de naïveté inconsciente, par ignorance, quand la vie d'autrui est en jeu.

Et il faut dire au public (nous) que, contrairement aux attaques hargneuses des roquets (dans la presse, sur des réseaux sociaux), les experts de l'Etat ne sont pas "vendus". Toute personne qui me le soutiendra sera disqualifiée à mes yeux... et j'irai bien vite chercher l'idéologie malhonnête derrière ses propos... à moins que ce soit de l'imbélicité ?

En tout cas, pour la mayonnaise, la réponse m'a été donnée par mon ami (c'est mon ami non pas parce que c'est mon ami, mais plutôt parce que je veux pour ami des gens travailleurs, honnêtes, bienveillants : qui se ressemble s'assemble, non ?). La voici :


Cher Hervé,
Tu as raison, le pH de la mayonnaise commerciale (3,0 à 4,2) prévient la croissance des bactéries pathogènes et permet même de les détruire.
 Le facteur limitant à leur conservation est le développement potentiel d'organismes d'altération acidophiles de type levures ou bactéries lactiques. Ce développement est très lent au froid. Donc une mayonnaise commerciale se conserve très longtemps en réfrigération, j'ai trouvé 2 à 8 semaines pour les salades à base de mayonnaise (qui sont les seuls aliments pour lesquels on trouve de la bibliographie), donc plusieurs semaines sans problème pour la mayonnaise commerciale réfrigérée (voire à température ambiante).
En revanche, il faut recommander de consommer rapidement (2 jours max au froid) une mayonnaise maison insuffisamment acidifiée (je n'évoque même pas une conservation à température ambiante).
Amitiés


Limpide, non ? Si nous voulons conserver un peu des mayonnaises, n'oublions pas ce paramètre important qu'est l'acidité... sans oublier qu'une mayonnaise n'est pas une rémoulade (dans la mayonnaise, jaune d'oeuf, vinaigre, huile ; dans la rémoulade, jaune, moutarde, vinaigre, huile).

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Dans la familles "fantasmes"...

Ces temps-ci, les activistes anti-technique de tous poils font du bruit... quand on est abonné aux réseaux sociaux, mais on n'oubliera pas que le phénomène est anecdotique... puisqu'il n'est pas nouveau, et j'invite nos politiques à ne pas gober n'importe quelle lubie irrationnelle ou idiosyncratique, en n'oubliant pas que le peuple français s'est déchiré quand on a installé les premiers chemins de fer, qui devaient "faire tourner le lait des vaches", ou encore quand il s'est agi de voler : les familles s'entredéchiraient à propos du "vol du plus lourd que l'air". Risible.

En matière alimentaire, aussi, il y a eu des fantasmes, des craintes... Ainsi l'écrivain Gustave Lerouge avait imaginé une gelée parfumée sur mesure qui aurait nourri, et le chimiste Marcellin Berthelot avait prédit que, en l'an 2000, la chimie aurait résolu le problème de l'alimentation, par des "tablettes nutritives".
Si le premier est excusable, parce que la littérature propose de la fiction, le chimiste ne l'est pas, parce qu'il aurait dû connaître la quantité d'énergie maximale stockable dans une tablettes : bien trop peu pour nourrir, puisqu'il faut au minimum 360 grammes de matière grasse, quotidiennement, pour avoir assez d'énergie... sans compter que nous avons besoin aussi d'eau, de protéines et de saccharides, dont la densité énergétique est inférieure à celle de l'huile. Bref, de très grosses tablettes !
Mais on se souvient que Marcellin Berthelot était un arriviste... qui est arrivé (voir l'excellent Berthelot, ou l'autopsie d'un mythe, par J. Jacques), et qu'il agitait surtout de la philosophie chimique grandiloquente pour asseoir son prestige auprès des non scientifiques, alors même que ses pairs lui contestaient la primauté de nombre de ses prétendues découvertes ou même jugeaient bien légères ses "avancées".

Mais passons rapidement, car il y a tant de belles personnes, en science : Michael Faraday, André Ampère, Henri Poincaré... Et revenons à notre question des fantasmes alimentaires. Les tablettes ou les pillules nutritives ? Un fantasme. La vitalose ? Un fantasme.

Et celui-ci, dû à Anatole France, dans La rôtisserie de la reine Pédauque :

"On se nourrira alors d'extraits de métaux et de minéraux traités convenablement par des physiciens. Ne doutez point que le goût n'en soit exquis et l'absorption salutaire. La cuisine se fera dans des cornues et dans des alambics, et nous aurons des alchimistes pour maîtres-queux. N'êtes- vous point bien pressés, messieurs, de voir ces merveilles ?"

Non, cher Anatole France, on ne se nourrira pas d'extraits de métaux... parce que nous ne sommes pas des "hommes de fer". Notre nourriture est parallèle à notre composition chimique : notre organisme est fait d'environ 70 pour cent d'eau, et le reste, ce sont des molécules "organiques", faites, dans l'ordre d'abondance décroissant, de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote. Très peu de métal dans cette affaire.
Les métaux ? Très peu, même s'ils sont essentiels, tel le fer dans l'hémoglobine, le zinc dans des enzymes, ou le cobalt dans la vitamine B12... Les minéraux ? Nous ne sommes pas faits de silice, et le silicium (la silice, c'est de l'oxyde de cet élément) n'est pas pour grand chose, ce qui fait que le sable, inerte, est rejeté. L'argile, qui entre dans ces autres fantasmes que sont le golem, par exemple ? Des silicates ou des aluminosilicates, avec du calcium, du potassium, etc. qui ne sont pas abondants dans notre organisme... et n'ont donc guère de place dans notre alimentation.

 La cuisine dans des cornues ou des alambics ? Là, en revanche, pourquoi pas, puisque c'est déjà le cas avec les évaporateurs rotatifs qui font de si beaux extraits ! Mais des alchimistes pour maîtres-queux ? Certainement pas, comme on va le voir.
L'alchimie était le nom donné, jusqu'à l'Encyclopédie de Diderot et d'Alembert environ, à cette activité de recherche de la constitution de la matière. Puis se détacha une activité rationnelle, scientifique, qui est la chimie, tandis que des individus restaient collés à des recherches plus ésotériques ou spéculatives, avec la recherche d'un Grand Oeuvre, et autres espoirs que je crois vains.
Autrement dit, les alchimistes n'ont rien à voir avec l'alimentation. En revanche, la chimie ? Puisque c'est une science, ce n'est pas une technique, et il serait faux de dire que la cuisine pourra devenir de la chimie : une technique doublée d'un art (parfois) ne sera jamais une science.

Donc pas de fantasmes, fondés sur l'ignorance des faits ou sur un usage mal approprié des mots !







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