À votre santé! Comment la physique de Fizz contribue au bonheur humain

À votre santé! Comment la physique de Fizz contribue au bonheur humain

Pensez à la dernière fois que vous avez eu quelque chose à célébrer. Si vous avez grillé cette heureuse occasion, votre boisson était probablement alcoolique et pétillante. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi il est si agréable de boire un verre de quelque chose qui déclenche une série de micro-explosions dans la bouche?

Un verre de boisson pétillante regorge de physique, d’histoire et de culture. La découverte de l’alcool a probablement été la première fois que nous avons découvert le pétillant, car l’éthanol et le dioxyde de carbone (CO2) les gaz sont des sous-produits de la fermentation. Boire des substances gazeuses pour le plaisir - plutôt que de rester simplement hydraté - semble être quelque chose que seuls les humains font.

Au 17ème siècle en France, le moine bénédictin Dom Pérignon a grandement raffiné ce que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de Champagne. Il lui a fallu de nombreuses années pour mettre au point une conception de bouteille et de liège capable de résister aux pressions élevées requises par le processus. Dans le vin mousseux, une partie de la fermentation a lieu après la mise en bouteille du liquide. Depuis le CO2 ne peut pas échapper au conteneur fermé, la pression augmente à l'intérieur. À son tour, de grandes quantités de gaz sont réellement dissoutes dans le liquide, conformément à la loi de Henry - une règle stipulant que la quantité de gaz pouvant être dissoute dans un liquide est proportionnelle à la pression.

La loi d'Henry explique notamment pourquoi les plongeurs peuvent contracter le mal de décompression s'ils remontent à la surface: à de grandes profondeurs, le corps est soumis à une pression élevée et, par conséquent, des gaz se dissolvent à haute concentration dans le sang et les tissus. Ensuite, lors du surfaçage, la pression revient au niveau ambiant, de telle sorte que le gaz "se dissolve" et se libère pour former des bulles douloureuses et nocives dans le corps. La même chose se produit lorsque nous débouchons une bouteille de champagne: la pression retombe soudainement vers sa valeur atmosphérique, le liquide devient sursaturé en dioxyde de carbone - et voilà, des bulles émergent!

Au fil du temps, à mesure que le liquide libère du gaz, la taille des bulles augmente et leur flottabilité augmente. Une fois que les bulles deviennent suffisamment grosses, elles ne peuvent pas rester collées aux crevasses microscopiques du verre où elles se sont formées à l'origine et elles remontent donc à la surface. Peu de temps après, une nouvelle bulle se forme et le processus se répète. C'est pourquoi vous avez probablement déjà observé la formation de chaînes de bulles dans les flûtes de Champagne, ainsi que la tendance triste des boissons gazeuses à se dégonfler après un certain temps.

Curieusement, Gérard Liger-Belair, professeur de physique chimique à l’Université de Reims Champagne-Ardenne en France, découvert que la majeure partie du gaz perdu dans l'atmosphère dans le vin mousseux ne s'échappe pas sous forme de bulles, mais de la surface du liquide. Cependant, ce processus est grandement amélioré par la façon dont les bulles encourager le champagne couler dans le verre. En fait, s'il n'y avait pas de bulles, il faudrait des semaines à une boisson pour perdre son dioxyde de carbone.

Le caractère pétillant du champagne se retrouve dans d’autres boissons. En ce qui concerne la bière et l'eau gazeuse, les bulles ne proviennent pas de la fermentation, mais sont introduites artificiellement en embouteillant le liquide à haute pression avec une quantité excessive de dioxyde de carbone. Encore une fois, lorsqu’il est ouvert, le gaz ne peut pas rester dissous, ainsi des bulles apparaissent. La carbonatation artificielle a en fait été découverte par le chimiste anglais Joseph Priestley du 18e siècle, mieux connu pour sa découverte de l'oxygène, alors qu'il cherchait une méthode pour préserver l'eau de boisson des navires. De l'eau carbonatée est également présente naturellement: dans la ville de Vergèze, dans le sud de la France, où Perrier, la marque commerciale d'eau minérale, est embouteillée, une source d'eau souterraine est exposée au dioxyde de carbone sous haute pression et se forme naturellement sous forme de gaz.


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Quand une boisson gazeuse est riche en contaminants qui collent à la surface, on appelle ça agents tensio-actifs, les bulles peuvent ne pas éclater au sommet, mais s'y accumuler sous forme de mousse. C'est ce qui donne à la bière sa tête. À son tour, cette mousse affecte la texture, la sensation en bouche et la saveur de la boisson. D'un point de vue plus physique, la mousse isole également la boisson en la maintenant plus froide plus longtemps et en empêchant la fuite de dioxyde de carbone. Cet effet est si important que dans le Dodger Stadium de Los Angeles, la bière est parfois servie avec une mousse artificielle. Récemment, des chercheurs ont découvert autre effet intéressant: une tête en mousse empêche la bière de se renverser quand on marche avec un verre ouvert à la main.

Dmalgré notre solide compréhension de la formation de bulles dans les boissons, une question demeure: pourquoi aimons-nous les boissons avec des bulles? La réponse reste difficile à atteindre, mais certaines études récentes peuvent nous aider à comprendre. L'interaction du dioxyde de carbone avec certaines enzymes de la salive provoque une réaction chimique qui produit de l'acide carbonique. On pense que cette substance stimule certains récepteurs de la douleur, similaires à ceux activés lors du goût d'aliments épicés. Il semble donc que la «morsure de carbonatation» soit une sorte de réaction épicée - et les humains (étrangement) semblent l’aimer.

La présence et la taille des bulles peuvent même affecter notre perception du goût. Dans un récent étude, Les chercheurs ont découvert que les gens pouvaient ressentir la piqûre d'acide carbonique sans bulles, mais les bulles ont changé le goût des choses. Nous n’avons toujours pas une idée précise du mécanisme par lequel les bulles influencent la saveur, bien que les fabricants de boissons gazeuses aient les moyens d’ajuster la quantité de gazéification en fonction de la douceur et de la nature de la boisson. Des bulles aussi affecter la vitesse à laquelle l'alcool est assimilé dans le corps - il est donc vrai qu'une boisson gazeuse vous donnera l'impression d'être en état d'ébriété plus rapidement.

En ce qui nous concerne, tout cela offre une excellente excuse pour parler de physique. Bien sûr, nous apprécions également les boissons pétillantes - mais personnellement, nous célébrons l’ajout d’une touche scientifique à un sujet afin que la plupart des gens puissent le comprendre. De plus, les liquides à bulles ont de nombreuses applications pratiques. Ils sont essentiels à certaines techniques d’extraction pétrole; pour expliquer les explosions sous-marines mortelles connu as éruptions limniques; et pour comprendre beaucoup d'autres géologiques phénomènes, tels que les volcans et les geysers, dont l’activité est fortement influencée par la formation et la croissance de bulles de gaz dans le liquide en éruption. Ainsi, la prochaine fois que vous fêterez et dégusterez un verre de champagne, assurez-vous de savoir que la physique contribue à la somme du bonheur humain. Santé!Compteur Aeon - ne pas enlever

À propos des auteurs

Roberto Zenit est chercheur et professeur d'ingénierie à l'Université nationale autonome du Mexique et membre de l'American Physical Society. Son travail a été publié au Journal de mécanique des fluides Examen physique des fluides, parmi beaucoup d'autres.

Javier Rodríguez Rodríguez est professeur associé au groupe de mécanique des fluides de l'Université Carlos III de Madrid. Son travail est apparu dans le Journal de mécanique des fluides, parmi beaucoup d’autres publications.

Cet article a été initialement publié sur Temps infini et a été republié sous Creative Commons.

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