A propos de saveurs

 Aujourd'hui, il sera question de la saveur, pour la « cuisine note à note ». 

 

Une précision d'abord : la saveur est bien rarement perçue indépendamment du goût total, car les récepteurs des papilles sont souvent stimulés en même temps que les récepteurs olfactifs, notamment, puisque, lors de la mastication d'une bouchée, les molécules odorantes remontent par les fosses rétronasales, à l'arrière de la bouche, pendant que l'aliment est mastiqué, et que les composés sapides, libérés dans la salive, migrent lentement vers  leurs récepteurs des papilles. 

Un élément important, d'autre part  : cela fait maintenant des décennies que l'on sait parfaitement qu'il n'existe pas quatre saveurs, ni cinq (merci d'oublier ce fautif « umami », qui n'est pas une saveur élémentaire identifiée), ni six, mais sans doute une infinité, ce qui rend en la question de la construction des saveurs d'un aliment note à note  bien plus difficile, et donc bien plus intéressante. Cette fois, la question est ainsi posée : nous construisons un aliment note à note, et nous supposons pour commencer que l'ajout de composés sapides ne modifie pas la consistance qui était construite par ailleurs. 

 

La vraie question est la suivante : dans quel stock de composés allons nous choisir ? 

 

Bien sûr nous pouvons choisir parmi les sucres, les acides aminés, les sels minéraux, tous composés qui ont une saveur, mais puisque des composés qui n'appartiennent pas à cette catégorie sont également sapides, cela prouve que l'univers où nous choisissons doit être d'abord balisé, exploré. 

Par exemple, l'acide glycirrhizique, responsable d'une saveur particulière de la réglisse, n'est ni salé, ni sucré, ni acide ni amère... 

Alors ? D'un point de vue moléculaire, ce n'est pas un sucre, ce n'est pas un acides aminés,  ce n'est pas un sel minéral ; il appartient donc à une autre catégorie, mais laquelle ? 

On le voit, pour cette question des saveurs, non seulement le mélange de plusieurs composés sapides a une saveur que l'on ne sait pas prévoir, mais, de surcroît, on ne sait même pas, aujourd'hui, dans quel univers choisir les ingrédients que nous allons utiliser ! 

Il y a donc beaucoup à travailler. Ce qui est  merveilleux, de surcroît, c'est que les découvertes ne sont pas taries. Par exemple, on a récemment identifié une saveur du calcium, très spécifique. Et, un peu avant, on avait identifié une sensation due aux  acides gras à longue chaîne insaturée, dont on ne sait même pas si c'est une saveur ou une autre modalité sensorielle... La question des saveur de la cuisine note à note est  merveilleuse, totalement ouverte.

Vous avez dit "science et cuisine" ?

 Je viens de comprendre que l'expression "sciences et cuisine" est un vaste fourre-tout. 

 

Car qu'est-ce que la "science" ?  

Il y a la science du cordonnier, la science du cuisinier, la science du maître d'hôtel... Et tout cela c'est du savoir. 

Comment refuser à des métiers techniques et artistiques d'avoir du savoir ? 

À côté de cela, il y a des sciences de l'humain et de la société  : de l'histoire, de la géographie, de l'anthropologie, de la sociologie, de l'économie...  Il s'agit  là bien autre chose que les sciences de la nature, lesquelles sont la chimie, la physique, la biologie... 

 

Parler de "science et cuisine", c'est donner la possibilité à tous ceux qui s'intéressent à la cuisine, plus exactement à la gastronomie, de se réunir... mais pourquoi ne pas simplement parler de "gastronomie", puisque c'est le juste terme ? 

Science culinaire ? Cette fois, il y a un risque à confondre les sciences culinaires et les sciences de la cuisine, ce qui doit nous faire penser à cette faute signalée dans les livres de grammaire : pour ceux qui parlent correctement, il y a lieu de ne pas confondre le cortège présidentiel et le cortège du président. 

Cela étant, l'histoire de la cuisine n'est pas une science culinaire puisqu'elle n'est pas culinaire  : c'est d'abord de l'histoire, et son sujet peut-être la cuisine. De même, la gastronomie moléculaire est une science de la nature et non pas une science culinaire, puisqu'elle n'est pas de la cuisine elle-même, mais plutôt de la physico-chimie. 

On comprend toutefois un mécanisme à savoir que toute initiative nouvelle doit avoir un nom, et qu'il peut être difficile de ne pas reprendre le nom juste puisqu'il est déjà pris. On invente alors un nom un peu différent, chatoyant mais qui, de ce fait devient fautif du point de vue lexical ou grammatical. 

Cela ne serait pas grave si on n'augmentait pas la confusion, au lieu de l'éviter. Or j'ai toujours l'envie que mes amis plus jeunes et moi-même apprenions à mieux parler pour mieux penser. 

Inversement, je suis toujours émerveillé de mieux utiliser l'outil qu'est la langue. Par exemple, je me souviens avec bonheur du jour ancien où j'ai compris que le mot rutilant ne veut pas dire brillant, doré mais au contraire rouge... comme ce minéral qui est le rutile.
De même, j'ai dit récemment combien j'étais heureux d'avoir compris que je m'étais trompé à propos du mot enseignement qui en réalité a l'étymologie de désigner. 

Bref, je suis heureux de mieux parler parce que parlons mieux j'espère penser mieux

Emulsions de beurre noisette

Une question m'arrive ce matin, à propos d'émulsions de beurre noisette... ce qui me donne l'occasion de parler à nouveau de cette merveilleuse sauce que j'avais introduite il y a de nombreuses années : la "sauce kientzheim" et, aussi, de rappeler des résultats obtenus lors d'un séminaire de gastronomie moléculaire à propos de sauce hollandaise. 

 

Je présente cela, avant de répondre à la question de mon correspondant. <em>D'abord, la sauce kientzheim</em> 

Cette invention que j'ai faite il y a de nombreuses années est une sorte de mayonnaise de matière grasse chaude. Voici le protocole, pour une des versions : 

1. dans une terrine, mettre le jaune d'un ou deux oeufs 

2. puis ajouter le jus d'un citron 

3. saler et poivrer vigoureusement (pour le poivre) 

4. faire un beurre noisette (on chauffe du beurre jusqu'à ce que l'apparence des bulles de vapeur change et qu'une légère coloration se forme, avec une belle odeur 

5. attendre que le beurre noisette refroidisse un peu (mais reste liquide : il faut pouvoir poser la main sur le bord de la casserole, preuve que la température ne sera pas suffisante pour coaguler l'oeuf) 

6. ajouter le beurre noisette refroidi goutte à goutte dans le mélange oeuf+citron, en fouettant comme pour une mayonnaise. 

 

C'est absolument délicieux et, on le voit, c'est une émulsion de beurre noisette dans un liquide (jaune d'oeuf + citron). Je rappelle en passant qu'une émulsion n'est pas une mousse : la mousse, c'est obtenu par foisonnement (ajout de bulles de gaz), alors que l'émulsion correspond à la dispersion de gouttelettes de matière grasse dans un liquide avec lequel la matière grasse n'est pas miscible). <em>

 

Puis notre séminaire

 

Dans notre séminaire, nous avons examiné, à une occasion, la question de la hollandaise que l'on rate : pouvait-on la rattraper en ajouter une goutte d'eau froide ? 

Et la réponse est oui : nous sommes devenus "champions du monde" de la hollandaise ratée (exprès) et rattrapée : il suffisait, une fois la sauce tournée, de mettre une ou deux cuillerées à soupe d'eau, et la sauce reprenait spontanément... comme je l'avais d'ailleurs signalé dès 1992 dans mon livre Les Secrets de la casserole (éditions Belin). 

Après quatre ou cinq rattrapages, nous avons décidé d'en finir, et de pousser la cuisson de la sauce... jusqu'au beurre noisette. Et quand nous avons mis une cuillerée d'eau froide, la sauce s'est rétablie, preuve que nous avions retrouvé une émulsion de type huile dans eau.

 

Jusqu'à mon "beurre feuilleté"

 

On le voit, on peut parfaitement faire des émulsions de beurre noisette dans un liquide, mais on peut faire aussi des émulsions d'un liquide dans du beurre noisette, et c'est ce qui m'a conduit à inventer, il y a plusieurs mois, le "beurre feuilleté". 

Dans cette préparation inspirée par la pâte feuilletée inversée, j'ai proposé qu'une des couches soit faite par une émulsion d'un liquide aqueux dans du beurre, et l'autre par une émulsion de beurre dans un liquide aqueux. Mon ami Pierre Gagnaire en a fait bon usage : http://www.pierre-gagnaire.com/#/pg/pierre_et_herve/travail_du_mois. 

 

Disperser du beurre noisette dans un liquide est, on l'a vu, sans aucune difficulté, mais disperser du liquide dans du beurre noisette ? Pas de problème non plus, et, de toute façon, si les protéines manquaient, il serait facile d'ajouter un blanc d'oeuf, ou un jaune d'oeuf, ou de la gélatine en solution dans le liquide, ou de la lécithine. Bref, on n'a aucune difficulté à émulsionner du beurre noisette !

Tu sais quelque chose ? Quelle est ta méthode ? Fais-le, et, en plus, fais-en la théorisation.

 Le titre de ce billet est affiché sur les murs de notre laboratoire. Pourquoi ? 

 Pour répondre, il convient d'abord d'évoquer les documents que nous nommons les « Comment faire ?», et qui sont une façon d’améliorer la qualité de nos recherches. Il convient également d'évoquer la méthode que nous mettons en œuvre pour notre travail scientifique. 

 

La question de la stratégie

 

Tout est fondé sur l'observation selon laquelle un travail doit avoir un objectif, lequel détermine une stratégie, une méthode, un chemin. Une métaphore s'impose : étant à Paris, si nous ne savons pas que nous voulons aller à Colmar, nous n'arriverons jamais à Colmar, mais nous risquons d'arriver à Rennes, ou à Bordeaux. Il faut donc que l'objectif soit parfaitement clair pour que nous ayons une chance de l'atteindre. L'objectif étant clair, c'est-à-dire Colmar étant décidé comme notre destination, alors nous pouvons chercher un type de chemin, c'est-à-dire la voie ferrée, la voie des airs, la route… 

Cela, c'est la stratégie, la "méthode", du mot grec {methodon}, qui signifie le chemin. Une fois le chemin déterminé, alors il devient possible de déterminer les différentes étapes dudit chemin, et cela est la tactique, l’analyse détaillée des étapes qui nous conduiront à l'objectif. 

 

En sciences de la nature il en va de même, à savoir qu'il faut que notre objectif soit clair pour que le chemin puisse être défini. Bien sûr, l'objectif général des sciences de la nature est de faire des découvertes, mais il y a aussi les différentes étapes de cette recherche, qui sont l'identification des phénomènes, leur caractérisation quantitative, la réunion des caractérisations quantitatives en lois synthétiques (des équations), la recherche de mécanismes par induction, à partir de ces lois, la recherche de prévisions théoriques qui découlent des théories proposées, le test expérimental de ces conséquences, et ainsi de suite. 

Pour chacune de ces opérations, il y a des sous-objectifs, des sous-tâches. Pour chacune, modeste ou pas, il y a lieu de bien identifier l'objectif correspondant et, donc, de déterminer la méthode, le chemin qui y conduit. 

 

Un exemple simple (en apparence)

 

Par exemple, peser : cela semble élémentaire, mais nous verrons que, au contraire, il y a lieu d'y passer du temps. Peser semble simple, puisqu'il s'agit « seulement » de déterminer la masse d'un objet avec une balance. Toutefois une balance est nécessairement imparfaite ; elle vibre, elle est « bruitée », de sorte que la valeur cherchée est en réalité inaccessible. Si l'on se représente les valeurs que l'on peut obtenir par la balance, de précision limitée, on a des graduations sur une règle. De sorte que l'on ne pourra jamais trouver la valeur vraie de la masse pesée, car la probabilité que cette valeur corresponde exactement à une graduation est mathématiquement nulle. 

Autrement dit on cherche une valeur sans avoir la moindre chance de l'atteindre, de sorte qu'il faut mieux savoir d'emblée que l'on cherche moins la masse exacte qu'une valeur approchée. Du coup, la méthode peut changer, et le chemin aussi. Dans un tel cas, pour l’utilisation d'une balance, il y a de nombreuses choses à savoir. Par exemple, qu'il faut mettre la balance bien d'aplomb grâce au niveau à bulles dont elle est équipée. Il faut aussi contrôler la balance à l'aide d'un étalon que l'on conserve au laboratoire, la "tarer" correctement, etc. 

 

Les "Comment faire"

 

Nos documents intitulés « Comment faire » sont précisément des descriptions de tout ce que nous devons faire pour avoir une chance d'obtenir un résultat admissible. Ces document concernent la totalité des actions que nous faisons, et c'est une des règles de notre groupe de recherche que de proposer à chacun de ne jamais se mettre en chemin sans avoir réfléchi à la stratégie et à la tactique. C'est cela que j'entendais par « théorisation », et il est remarquable d'observer que chaque acte intellectuel ou manuel mérite un « Comment faire », une réflexion théorique. 

Par exemple, quand nous présentons un poster : comment bien faire ? Par exemple quand nous préparons une solution : comment bien faire ? Par exemple quand nous encadrons un stagiaire, comment bien faire ? Pour chaque tâche, un document intitulé « Comment faire ? » s'impose. 

Mieux encore, ces documents méritent d'être le résultat d'un travail collectif, progressif, à savoir que la proposition d'un membre de l'équipe peut être améliorée par d'autres, ce qui conduit à une proposition améliorée, qui sera encore améliorée par d'autres, et ainsi de suite à l'infini : car tout ce qui est humain est imparfait, de sorte que si nous ne sommes pas paresseux, nous avons une sorte d’obligation morale d'améliorer.

Les "sciences appliquées" n'existent pas. Il y a (parfois) des applications des sciences

Je propose d'utiliser les mots pour ce qu'ils signifient, et non pas pour ce que nous voudrions qu'ils signifient. 

 

Dans un de mes précédents billets, il y a eu beaucoup de commentaires intéressés, mais j'ai été intéressé de voir que les critiques éventuelles portaient sur des idées fantasmées, nées de mots que j'utilisais pourtant à bon escient. 

Je répète ici, en préambule, que mes mots sont choisis, et que, en conséquence, je propose de rester à leur sens premier, le plus souvent tel qu'il est donné dans le Trésor de la langue française informatisé, cet extraordinaire du CNRS, gratuit, en ligne (<a href="http://atilf.atilf.fr/">http://atilf.atilf.fr/</a>). 

D'autre part, il est amusant de voir que les discussions sur la science, et éventuellement ses rapports avec l'activité d'application des sciences, suscite des remarques... qui n'ont rien à voir avec la question traitée. 

Qu'est-ce que la science ? Qu'est-ce que la technologie ? Ajoutons : qu'est-ce que la technique? qu'est-ce que l'art ? 

Pour ceux qui ne cherchent pas à compliquer d'emblée des choses simples, je crois qu'il n'est pas mauvais de commencer par observer qu'une activité se définit par son objectif, puis par sa méthode, éventuellement. 

1. L'objectif de la science, c'est d'agrandir le royaume du connu, de produire de la connaissance. 

2. Pour la technologie, il s'agit de produire de l'innovation, que cette dernière résulte de l'application des résultats des sciences, ou qu'il s'agisse d'être simplement "astucieux", à propos de faits techniques (je renvoie à mon "Cours de gastronomie moléculaire N°1" à ce propos, pour une distinction entre technologie globale, et technologie locale). 

3. La technique, c'est la production (de biens, de service) : technique vient de <em>techne</em>, qui signifie "faire". 

4. L'art... est quelque chose de compliqué, mais qui tourne autour du sentiments que l'oeuvre fait naître (en première approximation ; pour plus, voir mon livre "La cuisine, c'est de l'amour, de l'art, de la technique", Editions Odile Jacob). 

 

Commençons par observer que, de même que l'on ne compare pas des pommes à des oranges, il n'y a pas lieu de comparer la science à la technologie, ou à la technique, ou à l'art. Les quatre activités ont leur intérêt propre. Il n'y a pas lieu de mettre la science au-dessus de la technologie, par exemple, sous prétexte que la technologie utilise (parfois) la science... sans quoi on serait conduit à mettre la technique au-dessus de la science, puisque la science utilise la technique pour des travaux (par exemple, il faut des tournevis pour les expériences). Donc quatre champs parallèles, avec certes des relations, mais pas de hiérarchie. 

D'autre part, il n'y a pas lieu de confisque le "pouvoir" au profit d'un groupe particulier : les scientifiques, ou les technologues, ou les techniciens, ou les artistes. Car il y a d'abord à s'interroger sur la question du "pouvoir" : le pouvoir de quoi, pourquoi ? En passant, je vois sous ma plume le mot "technologue", et il faut absolument faire un commentaire. La technique produit, et la technologie est une réflexion sur la technique, en vue d'innovations. Ces innovations sont essentielles pour un pays, et il faut donc former des jeunes capables de produire cette innovation. Je me suis déjà expliqué dans mille billets sur cette question, mais j'insiste un peu : puisque des applications sont en jeu, ces applications sont "techniques", et l'innovation est donc véritablement "technologique". Donc le nom que l'on doit donner à des individus qui exercent cette activité de recherche d'innovations est "technologues". Ils se distinguent (parfois) des "ingénieurs", dont le nom a évolué avec le temps, mais qui sont souvent des gens qui mènent des projets. 

La technologie serait-elle une "science appliquée" ? Certainement pas : ce n'est pas de la science, au sens des sciences de la nature. Et l'expression est donc fautive. Il y a des applications des sciences, mais pas de sciences appliquées. J'ajoute que cette phrase, ainsi dite, remonte au moins à Louis Pasteur, qui produisit de la belle science, mais aussi de remarquables applications des sciences. Et j'ajoute que l'innovation n'a pas toujours besoin des sciences. 

J'en prends deux exemples personnels (pardon) : mon invention ancienne du "sel glace", et mon invention récente du "beurre feuilleté" ne doivent rien à la science, mais seulement à la réflexion sur les gestes techniques (de cuisine, en l'occurrence). De même, les premiers ordinateurs personnels n'étaient pas des innovations vraiment fondées sur la science, et le succès d'Apple ne résulte donc pas véritablement d'application des sciences. 

 

Ah, tant que j'y suis : nos discussions sont souvent empêtrées avec des expressions comme "science pure", ou "science fondamentale", et je crois que nous devons les combattre. A des "sciences pures", on oppose évidemment des "sciences impures", et l'on mèle donc de la morale aux débats. Cela n'a pas lieu d'être : soit on agrandit le royaume du connu, soit on ne le fait pas. Il n'y a pas plus de science pure que de science impure. Il y a les sciences de la nature, qui produisent des connaissances, un point c'est tout. D'autre part, cela n'a pas de sens de parler de "science fondamentale" : les sciences sont les sciences, et le boson de Higgs ou les trous noirs ne sont pas le "fondement" de l'épigénétique, par exemple. En passant, on voit que l'usage d'adjectifs conduit à la faute de pensée... raison pour laquelle, dans notre groupe de recherche, nous bannissons adjectifs et adverbes, pour les remplacer le cas échéant par la réponse à la question "Combien ?".

D'abord l'objectif, en science comme en technologie

Pour ce qui concerne les bonnes pratiques scientifiques, il faut commencer par le commencement, c'est-à-dire toujours l'objectif. 

 

Et là, pour bien comprendre l'objectif de la recherche scientifique il faut que j'évoque l'activité nommée technologie, car il y a souvent des confusions entre science et technologie. 

Je crois d'ailleurs que la confusion est venue de jugements de valeur, qui n'ont rien à faire dans l'affaire. 

Disons donc, pour ce qui concerne le jugement de valeur qui a gauchi les débats, qu'il n'est pas moins bien de faire de la technologie que de faire de la science, ni d'ailleurs moins bien de faire de la science que de faire de la technologie. Les deux activités sont différentes, et toutes deux indispensables pour nos communautés, toutes deux ont leur intérêt, dans un monde où l'intellect n'est pas moins que le physique. 

 

Que sont ces deux activités ? 

 

La recherche d'applications est l'objectif de la technologie. La recherche de connaissances nouvelles est le but de la recherche scientifique. 

On voit qu'il ne faut pas tout confondre, et l'on doit éviter absolument de pervertir la recherche de connaissances scientifiques par la recherche d'applications, ou d'ailleurs de fausser la recherche d'application par la recherche de connaissances pures. 

Bien sûr, lors de travaux technologiques, il arrive que l'on trouve des connaissances nouvelles, concepts, notions, méthodes… mais c'est sans doute une bonne pratique que de bien identifier ce fait et de décider si l'on continue d'aller dans cette direction qui détourne de l'objectif. 

Bien sûr, quand on fait de la recherche scientifique, il arrive que l'on trouve des applications, mais, à nouveau, c'est une bonne pratique de le voir clairement et décider ou non d'aller dans cette direction. 

Le technologue qui irait trop dans la direction des connaissances pures faillirait à sa mission, tout comme le scientifique qui irait vers les applications. 

 

Mais, ici, l'objet était de discuter des bonnes pratiques en matière de recherche scientifique, et, tout ce qui précède étant dit, il y a donc lieu de bien comprendre ce que signifie « recherche de connaissances ». 

 

Parfois, on ajoute « pures », ou « fondamentales », pour caractériser les connaissances produites par la recherche scientifique. 

Pures ? Cela est un mauvais terme, car il s'oppose à « impures », comme si la recherche d'applications était impure. 

Non, il est préférable de dire « fondamental », car le fondement est bien ce qui supporte l'édifice : à partir de connaissances produites par la science, le technologue dispose d'un socle « frais », « nouveau », « récent », sur lequel il peut élaborer des applications nouvelles. 

Le cas de Louis Pasteur est d'ailleurs édifiant, et il faut préciser que ce que j'en dis ici est conforme à ce qu'il en disait lui-même. Pasteur, donc, a produit de nombreuses applications de ses travaux initiaux. Par exemple, c'est parce qu'il avait découvert ce concept nouveau des micro-organismes qu'il a pu explorer la confection du vinaigre, les maladies du vin, les maladies des vers à soie, la confection de la bière, les vaccins. Pasteur reconnaissait parfaitement que toutes ces applications étaient des applications, et il disait lui-même « application des sciences », reconnaissant que le temps qu'il passait à ces applications était autant de temps pris à se recherche scientifique. Il avait jugé que cela valait la peine de se détourner de la science, vu l'intérêt des applications qu'il pouvait développer. 

 

Mais revenons maintenant à la science, et à son objectif, dont il est une bonne pratique qu'il soit bien clair. 

 

L'objectif de la science est la recherche de connaissances nouvelles, que l'on obtient, jusqu'à plus ample informé, en cherchant à répondre à la question « quels sont les mécanismes ? ». Oui, à tout moment de la recherche scientifique, il y a cette question posée. Parfois elle s'estompe un peu, quand on a « les mains dans le cambouis », quand on est en train de produire des données quantitatives en caractérisant les phénomènes que l'on a décidé d'explorer, quand on cherche un peu techniquement à réunir ces innombrables données quantitatives en lois, c’est-à-dire en équations, quand on met au point, quand on exécute l'expérience avec laquelle on veut réfuter une théorie. 

Mais toujours il y a cet objectif à ne pas oublier : nous cherchons les mécanismes des phénomène. Nous ne pouvons pas nous reposer sur nos équations et a fortiori sur des données quantitatives que nous aurions produites même au prix de grands efforts ; nous ne devons pas nous arrêter à la production des données, comme cela est fait trop souvent, surtout quand le temps imparti est insuffisant (je pense à des stages, à des thèse qui ne durent plus que trois ans, à des séjours post-doctoraux). Dans notre groupe, comme dans d'autres groupes de recherche, il y a des données quantitatives en extrême abondance, et, dans notre groupe comme dans les autres, il manque trop souvent cette étape essentielle qui consiste à chercher les mécanismes des phénomènes, à produire des concepts ou notions. 

On observera que des « discussions » dans les articles scientifiques, sont le lieu d'indiquer les notions et concepts nouvellement produits : dans ces parties, il ne s'agit pas de savoir si les résultats sont cohérents, en phase avec ceux qui été produits par d'autres, antérieurement, mais bien plutôt de produire du nouveau, proposer des modèles, des théories, qui dépassent ce qui a déjà été fait. Une discussion, dans un article scientifique ; ne doit pas être une vérification ou une confirmation du passé, sans quoi c'est la faillite du travail, qui n'a donc rien découvert. 

Et un travail scientifique sans la découverte, cela n'est rien ! 

Dans les « conseils aux auteurs » des revues scientifiques, il y aurait donc lieu, pour la partie « discussion » ou « interprétation » de mettre en tout premier que l'on doit, à cet endroit, produire des connaissances nouvelles, proposer de telles connaissances : notions, concepts...

Pourquoi l'eau dans un verre disparaît-elle ?

Des  amis s'interrogent : si on laisse de l'eau dans un verre, dans une pièce à la température de 20 degrés, l'eau s'évaporera-t-elle ? 

Mes amis me rassurent en me disant qu'ils savent que oui, l'eau s'évaporera, mais ils sont confondus par le fait que la température d'ébullition soit de 100 degrés, alors que, dans la pièce, il n'en fait que 20 environ.

Je ne suis donc pas dans je ne suis donc pas fou quand je dis que les notions élémentaires de physique ne sont pas bien fixées ! 

 

D'ailleurs, dans la discussion qui précède mes explications, j'entends de mes amis des mots de trois syllabes... que mes amis ne différencient pas bien   : vaporisation, évaporation, ébullition...

D'ailleurs, dans un autre billet, j'avais également discuté le fait que certains de mes  amis avaient imaginé que les routes sèchent après la pluie était que l'eau parce que l'eau se serait infiltrée dans le sol... ce que j'avais réfuté en expliquant que le bitume est une émulsion et qu'il ne laisse pas passer l'eau.
Raison pour laquelle des torrents s'écoulent sans pouvoir s'infiltrer en cas de grosse pluie. 

 

Finalement, comment expliquer l'ensemble des phénomènes ? 

 

À la réflexion, je crois je crois que, vu l'incompréhension qui résulte des cours de thermodynamique classique, où l'on fait des bilans avec des mots de plus trop trois syllabes et où l'on cherche à faire écrire des formes différentielles... sans y arriver, il vaut bien mieux discuter les phénomènes en termes moléculaires, et d'abord sans calculer. 

L'eau, ce n'est pas "H2O" ;  c'est d'abord une substance matérielle qui  se trouve à l'état liquide dans certaines conditions de température et de pression. D'ailleurs, il y a lieu de s'étonner que l'eau puisse être solide (glace) basse température, liquide aux températures ambiantes, et sous la forme de vapeur à température supérieure. Cela se comprend si l'on se représente les molécules d'eau comme des boules de billard animées de vitesses différentes, dans toutes les directions. 

Pourquoi ces molécules ne quittent-elles pas le liquide pour aller dans l'air ? En réalité, certaines -les plus rapides- le quittent, et cela conduit à la lente évaporation de l'eau à température ambiante.
Il faut imaginer un caillou, une fusée : dans les deux cas, on les lance vers le haut, mais le caillou retombe, car sa vitesse n'est pas suffisante, alors que la fusée, dont la vitesse est supérieure à la vitesse de "libération", parvient à quitter la Terre pour l'espace. 

Pour l'eau, il en va de même : les molécules d'eau les plus lentes sont retenues par les forces d'attraction exercées par les molécules du liquide (ces forces sont notamment les "liaisons hydrogène"), mais certaines molécules plus rapides parviennent à s'échapper. 

C'est d'ailleurs un exercice de physique élémentaire amusant que de que de calculer cette vitesse de libération: il suffit de connaître la notion de travail d'une force, d'une part,  et la notion dénergie cinétique, d'autre part. 

 

Donc oui, dans un bol qui contient de l'eau, il y a des molécules plus ou moins rapides et les molécules les plus rapides, celles qui ont une vitesse supérieure à la vitesse de libération, peuvent quitter le bol pour partir dans l'atmosphère. En revanche, si le bol est fermé, par exemple par un film de cuisine transparent,  alors s'établira un équilibre entre l'eau liquide et l'air qui la surmonte, chargé de vapeur d'eau. D'ailleurs, on voit des gouttes d'eau sous le film  : n'est-ce pas une belle indication que la vapeur d'eau s'est alors recondensée. 

 

A tout cela, il faut ajouter la notion de "pression de vapeur saturante" : sous le film, la pression partielle de vapeur d'eau dépend de la température, augmentant avec la température jusqu'à atteindre pression atmosphérique quand la température atteint la température d'ébullition. 

D'ailleurs, dans une casserole d'eau que l'on chauffe, on voit bien les phénomènes : si on plonge un thermomètre dans l'eau, on voit la température augmenter, puis une fumée bleutée, puis blanche : c'est de la vapeur qui se recondense : la "fumée", ce n'est pas de la vapeur mais des gouttelettes d'eau recondensée, parce que la vapeur avait atteint l'air plus froid. 

Puis on voit des bulles au fond de la casserole, alors que la température n'est pas de 100 °C : ce sont les gaz dissous qui dégazent. 

 

Et l'on atteint la température de 100 °C : là, les bulles qui se forment au fond de la casserole sont des bulles de vapeur, et, ce qui est merveilleusement intéressant, c'est que, malgré l'énergie apportée, la température n'augmente plus. En effet, il faut beaucoup d'énergie pour permettre aux molécules d'eau de quitter l'eau, de vaincre les forces qui les retenaient. Et cette énergie a pour nom la "chaleur latente de vaporisation"

 

Tout cela me fait penser que l'on aurait dû commencer par expliquer avec les mains les phénomènes avant de calculer à l'aide de la thermodynamique classique. Sans quoi nos amis non seulement échouent à décrire les phénomènes mais en plus à les comprendre. Oui, comprenons le monde en termes moléculaires : vive la chimie !