La glace

La glace à la chinoise

Je reviens de Chine. Un petit voyage de quelques semaines. Ce qui est bien avec les Chinois c’est qu’ils m’étonnerons toujours. Juste après avoir fait un marché, j’ai eu le plaisir de goûter une glace à la chinoise. Devinez le parfum..petits pois.. hé ouais une glace aux petits pois. Fallait y penser…enfin fallait oser. Concernant le goût c’est effectivement bizarre: ca mèlange le sucré et le goût de petits pois. Les chinois en raffolent. Il y en a partout. Evidemment inutile de dire que le Magnum vanille avec double couche au chocolat ils connaissent pas.

Magaret Thatcher nous a vendu de l’air

La crème glacée contient du lait, du sucre, des arômes plus ou moins naturels et parfois des œufs. Mais il y a un ingrédient qui ne figure jamais sur les étiquettes: l’air. Les crèmes glacées sont vendues au volume, pas au poids. Les fabricants ont trouvé l’astuce géniale d’insuffler de l’air dans les glaces pour en augmenter le volume jusqu’à 50%. Vous me direz quel est le rapport entre Magaret Thatcher et la glace. hé bien je vous répondrai que Mme Thatcher n’a pas toujours fait de la politique. Elle a été chimiste chez Lyons & Company. Elle a fait parti de l’équipe qui m’a mis au point un process pour injecter de l’air dans les glaces et ainsi contribua à nous vendre de l’air..hoho

Refroidissement de la glace (ice cream) : la magie du mélange: glace pilée + sel marin

Bien avant l’invention des appareils pour faire des glaces à la maison, la glace/sorbet liquide était initialement refroidit dans un pot qui était placé dans un conteneur plus large où l’on versait de la glace et du sel. Ce mélange réfrigérant a la propriété de refroidir un récipient sans faire appel à un appareillage compliqué. Ce mélange est connu depuis longtemps et a été utilisé par les petits marchants de glace, et l’est toujours par les poissonniers pour exposer leur marchandise. Ce phénomène est expliqué dans la section 3 ci-dessous. Mais pour bien comprendre tout le méchanisme chimique qui s’opère, vous pouvez commencer par la section 1.

1- les phénomènes de solidification/fusion/évaporation: force d’attraction contre agitation thermique.

D’un point de vue moléculaire, la glace est un réseau ordonné de molécules d’eau liées grâce à une certaine énergie (électrostatique?). Mais l’agitation thermique qui règne à l’intérieur de ce réseau tend à faire bouger les molécules et ainsi à briser les liens intermoléculaires. Au dessus de 0 °C, l’énergie thermique devient supérieure à l’énergie de liaison du réseau. Celui-ci va donc se désagréger (fusion) pour former de l’eau liquide (les liaisons intermoléculaires se forment et se brisent en permanence du aux 2 phénomènes opposés). Evidemment si l’agitation thermique est trop forte , on a le phénomène d’évaporation: les molécules sont éjectées du milieu liquide et on peut alors apercevoir de la vapeur. Si on abaisse la température alors la force d’attraction reprend le dessus sur l’agitation thermique et tout rentre dans l’ordre 😉 (solidification). NB1: une flaque d’eau peut s’évaporer sans atteindre 100°C car l’agitation thermique permet aux molécules d’eau à la surface de la flaque (moins solidement liées) de s’échapper de leur milieu. NB2: Petit rappel de Chimie: Tout changement d’état est consommateur d’énergie. Si nous avons un bout de glace à -10°C que nous le chauffons jusqu’à atteindre 0°, il restera solide. Il lui faudra un apport d’énergie supplémentaire (appelé chaleur latente) pour passer de l’état solide à l’état liquide. Ainsi en le chauffant encore un peu ( 6 KJ pour la glace ), il se transforme en liquide, restant toujours à 0°. Donc à 0° , on peut avoir de l’eau ou de la glace, it’s up to you man..

2- mélange Eutectique: le grain de sel.

Le mélange d’un liquide appelé solvant (eau par exemple) et d’une substance soluble appelée soluté (sel par exemple mais pourquoi pas du sucre) modifie les propriétés physiques du solvant: Les molécules du solvant se lient aux molécules du soluté (solvatation) du à l’agitation thermique et à la “rentabilité” énergétique de cette nouvelle liaison par rapport au liaison eau/eau. Ainsi à 0°c (pour l’eau) les molécules du solvant ne pourront pas s’arranger en réseau car liées aux molécules du soluté tenue par l’agitation thermique. Il faut donc que la température diminue pour que la force d’attraction regagne la bataille et que la solidification du mélange se fasse. Pour chaque composé soluble dans l’eau, il existe une température critique en deçà de laquelle il ne peut plus bloquer la solidification: pallier eutectique (-21°C pour le sel). NB1: Idem pour l’évaporation, cet ajout de soluté gêne les molécules du solvant à ” sortir ” du liquide et il faut augmenter la température (i.e agitation thermique) pour réussir à éjecter les molécules (ébullioscopie). Ainsi lorsque je fait des pates et que je met du sel , mon eau bout au dessus de 100°C. NB2: Dans le cadre de la prévention routière, on met du sel (+ du sable pour l’adhérence) sur les routes mouillées dans les moments de grand froid, histoire d’abaisser la température de fusion et ainsi faire fondre plus facilement le gêle ou de limiter la création de gêle dans la nuit.

3 – ok, bon et mon sorbet dans tout ça…

Lorsque la glace est au contact du sel, se produit un mélange Eutectique glace-sel qui abaisse la température du changement d’état fusion/solidification (-21°C dans les conditions optimales). Comme la température de la glace est au dessus de cette température critique , celle-ci va alors fondre. Or pour fondre (i.e. changement d’état) , il lui faut de l’énergie qu’elle absorbe sous forme de chaleur (i.e. l’agitation thermique qui va permettre de briser les liens intermoléculaires, cf section 1). Par ailleurs, la dissolution du sel dans l’eau absorbe également de la chaleur. Toute cette chaleur que le système glace+sel doit absorber, celui-ci va la prendre à l’extérieur, c’est à dire à notre récipient contenant notre sorbet qui est à son contact. Ainsi notre récipient va perdre de la chaleur et se refroidir, et ainsi former notre sorbet au bout d’un moment. voilà maintenant vous savez tout. NB: Donc quand je met du sucre dans mon café, sa solvatation va faire refroidir mon café… c’est beau la chimie..

Références pour le refroidissement glace+sel

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