La "corrélation" : méfions-nous un peu !

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1. Dans les débats publics, dans la presse, on entend souvent le mot "corrélation"... mais sait-on bien de quoi il s'agit ? Et, surtout, en sait-on les limites ?  

2. Ici, je veux signaler l'existence d'un excellent article, certes un peu ancien, mais dont les justes conclusions sont quasi intemporelles. Et ceux qui utilisent le mot "corrélation" devraient bien le lire, pour éviter de dire des âneries.
 

3. D'abord les références de ce texte : Anscombe FJ. 1973. Graphs in statistical analysis, The American Stastitician, vol. 27, N°1, pp 17-21.
L'article discute d'abord de l'importance des graphes... à une époque il n'était pas aussi facile d'en faire qu'aujourd'hui, raison pour laquelle son texte est un peu apologétique, de ce point de vue.
 

4. Mais, rapidement, notre homme discute la question des "régressions", ces analyses que des étudiants qui débutent dans les sciences et les technologies apprennent rapidement à faire, notamment avec ce mauvais logiciel qu'est Excel. 

5. De quoi s'agit-il ? D'analyser une série de données : pensons, par exemple, à la quantité de sucres dans un bouillon de carottes, en fonction du temps de cuisson. On obtient une telle série de données en faisant des bouillons de carotte, et en dosant les sucres à des temps de cuisson différents, et en analysant ces échantillons, afin de savoir combien ils renferment de sucre.
 

6. Ayant fait les analyses, on "contemple" les résultats, qui s'affichent d'abord sous la forme d'un tableau de nombres tel que :

7. C'est immangeable ! La première chose à faire, pour se parler à soi-même et parler aux autres, du résultat obtenu, consiste à représenter ces couples de données, sur un graphe. Les temps de mesure sont sur l'horizontale du bas, et les mesures des quantités de sucres sont sur la verticale de gauche ; à l'intersection de la verticale qui part du temps 5 (en bas), par exemple, et de l'horizontale qui part de la quantité 5,5 (à gauche), on met un point qui correspond à la mesure (temps =5, quantité = 5,5).
Et l'on fait ainsi pour tous les points. De sorte que l'on obtient un graphe fait des onze points de mesure.
 

8. Mais on voit bien, sur ce graphe, que plus le temps de cuisson augmente, et plus la quantité semble augmenter aussi. Et c'est là que les étudiants apprennent à tracer une "droite de régression", qui est la droite qui passe "le mieux" par les différents de mesure. Je passe sur le calcul simple qui permet de faire cette droite, pour me limiter à dire que beaucoup de ceux qui en font se contentent d'indiquer la "qualité de la régression" (de combien la droite passe bien ou mal par les points) à l'aide nombre qui est désigné par R2. Pour R2 égal à 1, les points sont parfaitement alignés sur la droite. Sur la figure 2, je montre une droite de régression et onze points, avec un R2 qui est égal à 0,667. 

 

9. Là où il faut faire attention, c'est que pour la figure 3, le R2 est encore égal à 0,667 ! 

 

10. Tout comme la figure 4. 

 

11. Tout comme pour la figure 5 !

 

 

12. On le voit, le R2 qui tous les débutants apprennent est bien insuffisant. Bien sûr, il faut commencer un jour, mais ne nous contentons pas de ce début. Avançons 

Une sauce qui tranche ?

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1. On m'envoie une recette de sauce à l'orange qui tranche et l'on m'interroge sur les causes possibles de ce désastre.

2. On réalise cette sauce en pressant des oranges, puis en faisant réduire le jus à feu doux, avec des épices; ensuite on peut mettre un peu d'alcool,  et on ajoute au dernier moment de la crème fraîche ou du beurre que l'on émulsionne.

3. La question est posée par un interlocuteur : pourquoi l'ajout de la crème fraîche conduit-il au tranchage ?

4. Une "autorité" (?)  répond dans un journal féminin que soit le mélange d'ingrédients n'a pas été suffisamment réduit, soit la crème a précipité en raisons de l'acidité du liquide, soit  la crème n'a pas été mélangée correctement, soit enfin il y a eu un choc thermique,  la crème ayant été sortie du réfrigérateur et mise directement dans la sauce au dernier moment.

5. Au fond, cette réponse est idiote, parce que tout ou presque est évoqué... alors que quelques principes simples auraient permis d'y voir vraiment plus clair, et d'aider nos amis dans le souci.

6. Commençons par balayer  l'explication du "choc thermique", car cela n'a généralement aucun sens. Cela fait chic d'utiliser cette expression, mais en général les gens qui l'utilisent ne savent même pas à quoi ça correspond, sauf peut-être à dire que il y a eu du froid et du chaud. Et alors ?

7. L'acidité ? Certainement oui :  la crème tranche quand elle est mélangée à un acide, et cela se produit avec le jus de citron,  mais aussi avec le jus d'orange ou le jus de framboise, etc.,  puisque souvent ces produits sont très acides : en bouche, cette acidité très réelle n'apparaît pas, parce qu'elle est contrebalancée par du sucre,  mais cette acidité réelle fait tourner la crème, tout comme elle ferait tourner du lait (mettez donc un jour du jus de citron dans du lait chaud ).

8. La réduction ? Il n'est pas certain qu'elle change l'acidité,  car les acides présents que sont l'acide ascorbique, l'acide citrique, etc.  ne s'évaporent pas lors de la réduction. Tiens, j'y pense : savez-vous que l'on peut réduire cette acidité à l'aide de bicarbonate ? Son ajout conduit à la formation d'une mousse sans importance, et on sale un peu... mais comme très peu de bicarbonate est nécessaire, il y a peu de sel ajouté.

9. Le "mauvais mélange" de la crème ? Ce n'est certainement pas une cause de tranchage de la crème. Certes, c'est la cause des émulsifications insuffisantes, mais le phénomène n'est pas celui qui est discuté ici.

10. La présence d'alcool, elle, n'est pas discutée, mais elle conduit à des modifications de la crème, et à sa déstabilisation.

11. Bref, on est irréfutable quand on imagine plein de causes possibles... mais on ne répond pas à la question. 

En revanche, pensons à l'acidité quand on utilise de la crème... car c'est bien l'acide dans les produits laitiers qui est à l'origine des yaourts, des fromages...

La notion d'éléments

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1. On voit bien, en parlant "dans la rue", combien la chimie est chose inconnue, et les cours qui sont dispensés en collège ne parviennent pas à éclaircir pour tous les questions de molécule, composé, élément...
 

2. Il faut dire que les abus de langage abondent, et que même des "spécialistes" ne sont pas au clair avec la terminologie... au point que j'en ai vu récemment qui, pour éviter de faire la différence entre molécule et composé (qu'ils n'avaient peut-être pas comprise eux-mêmes), se réfugiaient dans le terme de "substance", quasi médiéval.

3. Je suis bien certain qu'il y a derrière ces confusions la non compréhension de l'idée de classe d'équivalence, de catégorie, la vieille question du nominalisme, et ainsi de suite. Oui, une molécule est... une molécule, un petit objet fait d'atomes, alors que le type de molécules est nommé composé. Et l'élément est également une catégorie : celle d'atomes tous identiques.

4. Arriver à cela  n'a pas été facile, et c'est surtout sur la notion d'éléments que je veux insister aujourd'hui.

5. Aristote avait ses quatre éléments, et, dans le long cheminement qui mène à la chimie, il y a mille "éléments" venu d'en bas : le soufre, le mercure, le "sel", la quintessence... Le plus souvent, il s'agit d'entités imaginées.

6. Avec Lavoisier (1789 , Traité élémentaire de chimie, Paris, Cuchet, XVI à XVII), c'est toute la perspective qui change, parce que, au lieu d'inventer n'importe quoi, on se fonde sur l'expérience :
"Je me contenterai donc de dire que, si, par le nom d'éléments, nous entendons désigner les molécules simples et indivisible qui composent les corps, il est probable que nous ne les connaissions pas ; que si au contraire nous attachons au nom d'éléments ou de principes des corps l'idée du dernier terme auquel  parvient l'analyse, toutes les substances que nous n'avons encore pu décomposer par aucun moyen, sont pour nous des éléments ; non pas que nous puissions assurer que ces corps que nous regardons comme simples ne soient pas eux-même composés de deux ou même d'un plus grand nombre de principes, mais puisque ces principes ne se séparent jamais, ou plutôt puisque nous n'avons aucun moyen de les séparer, il agissent à notre égard à la manière des corps simples, et nous ne devons les supposer composés qu'au moment où l'expérience et l'observation nous en aurons fourni la preuve."

7. Et c'est par ce sain principe que l'on est arrivé à nos éléments actuels. Quel génie ! 

La rentrée universitaire pour les étudiants du Master Erasmus Plus "Food Innovation and Product Design"

Une rentrée peu ordinaire pour le Master Erasmus Mundus FIPDes

mardi 15 septembre 2020

Le Master Erasmus Mundus « Food Innovation and Product Design » (FIPDes) est un programme académique de deux ans dans le domaine de l’innovation alimentaire visant à former une nouvelle génération de professionnels de l’alimentation capables de travailler au-delà des frontières, avec une vision inclusive de l’innovation pour créer des solutions alimentaires saines et durables pour les générations futures sur cette planète.

Après 9 ans, FIPDes est devenu une référence mondiale dans son domaine avec une visibilité répartie sur plus de 100 pays, des étudiants et des alumni de plus de 62 nationalités différentes et un réseau mondial de partenaires socio-économiques et de recherche sur 5 continents. FIPDes est coordonné par AgroParisTech et a été développé en partenariat avec trois autres universités européennes : l’Université Technologique de Dublin (Irlande), l’Université de Naples (Italie) et l’Université de Lund (Suède).

Cette année, crise sanitaire oblige, la FIPDes Week, grand évènement d’induction de la rentrée de cette formation, s’est déroulé en format virtuel : de nombreux événements en ligne ont été proposés tels que la visite virtuelle des posters, la remise des prix pour le meilleur poster, la meilleure présentation et la meilleure photo, ainsi que les réunions des comités de pilotage et de suivi.

Nous avons souhaité la bienvenue « virtuelle » à la nouvelle promotion d’étudiants à qui nous donnons RDV dans une année exactement (la Cohorte 10, composée à 90% d’étudiants non européens, voit sa rentrée décalée en septembre 2021 à cause de la Covid-19). Les futurs étudiants ainsi que les alumni et les étudiants en cours ont ainsi pu participer aux activités les plus marquantes tel que le webinaire FIPDes 2020 ayant pour thème : "Opportunities for the transition to sustainable, healthy and inclusive food systems - Lessons learned from Covid-19 Pandemic".

Quatre intervenants de renom (M. O’Donohue - INRAE, V. Orlien - Université de Copenhague, H. Bendaoud - Sodexo et A. Tiganj - Commission Européenne) ont pu partager leur vision inspirante et leurs expériences et répondre aux questions de plus de 100 participants connectés via GoToWebinar. Le webinaire FIPDes 2020 a été enregistré et mis en ligne pour que tous puissent y avoir accès, peu importe leur fuseau horaire.

Un gâteau se fend au centre lors de la cuisson ? Rien que de parfaitement normal quand on comprend le phénomène.

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1. Nous cuisons un gâteau dans un moule rectangulaire allongé, et nous le voyons se bomber à la cuisson, mais se fendre par le centre, selon la longueur. Peut-on l'éviter ? Faut-il l'éviter ?

2. Considérons en effet que l'appareil à gâteau est une préparation assez molle, surtout si l'on y a mis du blanc d' œuf battu en neige, mais retenons surtout qu'elle contient de l'eau.

3. Quand le gâteau est chauffé, il subit plusieurs modifications. Par le dessus, l'eau s'évapore et forme une croûte, selon le bon "commandement" selon lequel un produit alimentaire qui contient un liquide est mou, alors qu'il est dur quand il n'en contient pas. La croûte, c'est tout (la farine, les protéines de l'oeuf, du sucre) sauf l'eau qui s'est évaporée.

4. Il y a aussi une formation de croûte, au contact des bords du moule, parce que ceux-ci sont rapidement très chauds. Au début de la cuisson, l'appareil (la préparation) colle aux parois, tout comme de la viande que l'on fait sauter commence par attacher à la poêle. Mais ensuite la croûte se forme, parce que l'eau de cette partie s'évapore, formant des bulles de vapeur que l'on peut voir crever.

5. Et toute la vapeur évaporée par le fond et par les parois se retrouve plutôt au centre, soulevant la partie supérieure du gâteau: l'ordre de grandeur à bien conserver, c'est qu'un gramme d'eau fait environ un litres de vapeur et qu'un gâteau de 100 grammes perd environ dix grammes, soit dix litres de vapeur !

6. Bref, la vapeur d'eau formée dans le moule soulève les couches du gâteau vers le haut, créant le bombé initial.

7. Mais ce n'est pas tout  : la vapeur doit s'échapper. Or elle ne peut pas s'échapper par les bords,  de sorte qu'elle s'échappe nécessairement par le centre, d'où l'espèce de fissure centrale dans le gâteau, là où le bombé est le plus fragile.

8. Peut-on l'éviter ? Certainement  : si l'on évite ces bulles, notamment en cuisant au four à micro-ondes, par exemple, ou en chauffant par le haut, ou en faisant une croûte initiale suffisamment résistante, celle-ci ne fissurera pas.

9. Mais faut-il l'éviter ? Pas certain : c'est si engageant, de voir l'intérieur tendre du gâteau à travers la croûte !

Un principe de réalité, à propos des publications scientifiques

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1. J'ai peut-être effleuré la question un jour,  mais il faut que j'y revienne : dans nos master internationaux, il y a un "conseil" (nous nommons cela "board", parce que c'est international) où nous réunissons des collègues étrangers, des collègues français, des industriels (notamment de sociétés susceptibles d'employer nos étudiants), des administrateurs.

2. Les industriels nous disent que tout va bien, qu'ils sont très désireux de recruter ceux que nous formons,  et la seule critique qu'il fassent est que nos étudiants, en fin de Master, ne sachent pas suffisamment identifier la qualité des textes qu'ils utilisent pour leurs travaux.
Ces textes sont des articles scientifiques, et la question et bien évidemment essentielle, car de même que l'on ne construit pas sur du sable, on ne doit pas utiliser ou citer des connaissances médiocres.

3. Évidemment, nos amis ont raison, mais c'est souvent au moment de la thèse, la première année, que les docteurs apprennent bien à faire leur bibliographie. Cet apprentissage, qui se fait en une bonne année, voire plus, peut difficilement se faire à la hâte.

4. J'ajoute que le grand public ignore largement que beaucoup d'articles publiés dans des revues scientifiques, et même des grandes revues scientifiques avec rapporteur, ne valent pas grand-chose. Oui, dans un monde idéal, un article publié par une revue à comité  de lecture devrait être impeccable, mais en pratique, les détails de l'édition  scientifique conduisent à bien autre chose que ce dont le monde scientifique peut rêver, et cela pour mille raisons. Notamment la pression pour la publication conduit certains auteurs, d'une part, mais aussi certains éditeurs et certains rapporteurs à faire paraître des articles qui ne devraient jamais être publiés tant leur qualité est mauvaise. 

5. Et les faits sont là : il y a beaucoup d'articles publiés qui valent rien et, en conséquence, nous devons tous bien nous assurer, quand nous utilisons un article,  que ce dernier est de bonne qualité.

6. Comme dit précédemment, cela n'est pas facile,  mais cela s'apprend. J'ai donné ailleurs des indications pour s'y repérer ;  j'ai expliqué en détail à quels signes évidents on peut reconnaître les bons ou les mauvais articles. Surtout, j'ai discuté la question difficile de savoir quoi faire avec de mauvais textes, où le bon est mêlé mauvais : quelle confiance pouvons-nous attribuer à  des données figurant dans des textes médiocres ?
Au fond, si les auteurs sont médiocres, ou,  plus exactement, si des scientifiques ont fait un travail médiocre, alors leur bibliographie est sans doute médiocre, et les références qu'ils donnent ne doivent pas être retenues. Sur les sujets évoqués, il faut faire notre propre travail de bibliographie, sans nous reposer sur eux. A propos de leurs résultats expérimentaux, aussi, il y a lieu de tout  prendre avec des pincettes. Et finalement, puisque les bases sont fragile et les constructions aussi, les interprétations ne doivent pas manquer d'être "discutées" très soigneusement, au lieu d'être acceptées.
 

Bref il y a lieu de ne pas trop perdre de temps avec de tels textes et de se focaliser sur les quelques articles remarquables qui paraissent au milieu de tout ce qui est médiocre. 

Lavoisier a fait mieux que ce que j'en disais

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1. Je m'aperçois que je n'ai pas bien présenté l'importance des travaux de Lavoisier (Antoine Laurent de Lavoisier, 1743-1794), &, notamment, ses études de la calcination des métaux, avec laquelle il réfuta la théorie erronée du "phlogistique", & engendra la chimie moderne. 

2. J'avais bien expliqué,  dans plusieurs textes (notamment, mon livre La sagesse du chimiste), que, contrairement à la théorie du phlogistique, qui imaginait que les métaux calcinés dans l'air prennent du poids parce qu'il perdent une masse négative (!), Lavoisier avait compris que les métaux gagnent au contraire quelque chose, et que ce quelque chose venait de l'air (l'oxygène ; on dirait aujourd'hui le dioxygène). 

3. Dans mes textes, j'avais insisté sur le fait que les métaux prennent du poids lors de leur calcination dans l'oxygène, mais je m'aperçois que je n'ai pas assez dit qu'il y avait en réalité l'utilisation d'un bilan  :  Lavoisier avait  mis au point des ustensiles de chimie très extraordinaires, qui lui avaient permis de voir que l'air contenu dans la cloche de verre sous laquelle il opérait perdait du poids. Vous imaginez l'expérience : peser de l'air !

4. Autrement dit, le métal calciné pèse plus lourd parce qu'il absorbe une partie de l'air (le dioxygène, donc), au cours de la combustion.

5. Ces expériences eurent lieu en 1772 et l'on comprend que la balance en était un élément  essentiel. Il faut dire et redire, alors que nous avons des balances électroniques de précision, que les balances de nos prédécesseurs étaient tout à fait remarquables, et difficiles à dépasser, surtout quand nos prédécesseurs savaient bien les utiliser (connaissez-vous la méthode de la "double pesée"?).

6. Le génie de Lavoisier, c'est aussi d'avoir calciné les métaux à l'aide d'un "verre ardent",  c'est-à-dire en réalité d'une espèce de de loupe qui brûlait le métal à travers une cloche en verre enfermant le gaz que l'on pesait.

7. Et c'est ainsi que Lavoisier ruina à la théorie du phlogistique.

8. On comprend mieux aussi, avec tout cela, pourquoi Lavoisier alla beaucoup plus loin que Joseph Black, Henry Cavendish ou Joseph Priestley:  il ne s'agissait pas simplement de voir qu'il y avait de l'oxygène dans l'air, mais de comprendre que cet oxygène se combinait avec les métaux de façon chimique.

9. D'ailleurs en disant "combinait", je mets mes amis sur une fausse piste parce qu'il faut bien comprendre que la chimie n'est pas une simple agrégation de composé, une simple juxtaposition, mais un réarrangement de ces composés pour faire des composés nouveaux.

10. Et c'est ainsi que la chimie est merveilleuse !