Comment éviter que la casserole déborde ?

Mosaïques : CogitationsScience

dimanche 21 février 2016

Merde ! Ma casserole a encore débordé pendant la cuisson des pâtes ! Rebelote quand je fais bouillir le lait, il faut garder le bon œil ouvert (lequel déjà ?) sinon adios ma préparation culinaire ! Pourtant, il existe une astuce simple et efficace pour que l’eau ou le lait ne déborde pas de la casserole. Il suffit de placer une cuillère en bois sur le dessus de la casserole sans couvercle. Comme le montre l’image ci-dessous, la mousse va se former, gargouiller autour et rester bien sage sans déborder. Pourquoi ? Aôw !


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Pourquoi l’eau bout ?

Cette question, en apparence anodine, soulève de nombreux points qui ne sont pas toujours faciles à comprendre. Commençons déjà par le phénomène d’ébullition qui se résume en trois étapes. Elles sont reconnaissables par leurs types de bulles.

  1. Des petites bulles apparaissent rapidement. Elles correspondent à l’évacuation de l’air dissout dans l’eau. Ces bulles disparaissent dès que l’air a été évacué.
  2. Viennent ensuite des grosses bulles qui naissent au fond de la casserole. Là où la température de l’eau atteint les 100 degrés et aussi là où se trouve une surface irrégulière qui favorise la formation des bulles. Ces dernières se condensent donc, sans remonter totalement à la surface. Au contact des couches d’eau froide, les bulles se contractent violemment en faisant du bruit : l’eau frémit.
  3. Lorsque la surface de l’eau atteint également les 100 degrés, les bulles peuvent alors remonter totalement. Durant leur chemin vers la surface, elles grossissent car elles hébergent de plus en plus de molécules d’eau. Puis, arrivées à la surface, elles éclatent et libèrent toutes les molécules d’eau dans l’air sous forme de vapeur : l’eau bout.

Les trois étapes d'ébullition de l'eau
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Il est essentiel de saisir que l’eau ne peut plus rester liquide à 100°C. Elle se transforme alors en gaz invisible à nos yeux : c’est la vapeur d’eau. A ne pas confondre avec la fumée au-dessus de la casserole qui correspond à la condensation de la vapeur d’eau sous forme liquide (des gouttelettes en suspension dans l’air). C’est le même phénomène que pour les nuages. C’est pourquoi que si on attend assez longtemps, il n’y aura plus d’eau liquide dans la casserole. Toute l’eau sera devenue gazeuse et sera partie dans l’air.

Pourquoi le lait déborde si vite ?

A cause de la constitution du lait ! Elle contient, entre-autres, de l’eau, des graisses et des protéines dont les caséines. Ces dernières forment des micelles, elles-mêmes des assemblages de sous-micelles. Les micelles correspondent à des minuscules structures sphériques arrangés de telle sorte que l’intérieur est hydrophobe (repousse les molécules d’eau) et la surface hydrophile (attire les molécules d’eau).

Agglutination de sous-micelles de caséine de lait
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Le résultat est que les micelles de caséines ne se mélangent pas à l’eau (même chose pour les graisses). Des gouttelettes sont alors en suspension (d’ailleurs ce sont elles qui, en diffusant la lumière, donnent leur couleur blanche au lait) et elles ont tendance à se regrouper pour former des « globules » de plus en plus gros. Sous l’effet de la poussée d’Archimède, ces globules remontent à la surface du lait et il se forme naturellement une crème en surface.

Que se passe-t-il quand le lait est chauffé ? D’une part, les globules croissent plus vite et la formation de la crème s’accélère. D’autre part, les caséines coagulent lorsque la température atteint 70-80 °C : c’est la fameuse peau de lait. Puis, à 100°C, les bulles d’eau remontent à la surface pour éclater à l’air libre. Sauf que ce n’est pas possible car les bulles restent bloquées sous la fine pellicule formée par les protéines. Résultat : elles s’entassent, font pression et soulèvent progressivement la peau en entraînant le liquide vers le haut. Quand elles arrivent au sommet, le lait finit par s’échapper sur les côtés ! Ça déborde quoi, mamma mia !

Mais pourquoi l’eau parfois déborde aussi ?

A cause de ce qu’on a mis dedans ! Le riz, les pâtes et les pommes de terre ont un point commun : ils possèdent tous de l’amidon ! Quézaco ? L’amidon est un polysaccharide (ou sucre complexe), c’est-à-dire un assemblage de glucose (ou sucre simple) mis bout à bout comme le montre l’image ci-dessous.


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Deux assemblages sont alors possibles : soit les glucoses s’associent de façon linéaire et on obtient l’amylose qui s’entortille en hélice. Soit, les glucoses forment des branchements et on obtient l’amylopectine.

Chaînes ramifiées et linéaires de l'amidon
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Forme de l'amidon selon le type de polymère
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L’amidon est donc un mélange de ces deux polymères : environ 75% d’amylopectine et 25% d’amylose qui serviront de réserve d’énergie pour les végétaux. C’est pourquoi on retrouve l’amidon dans les graines des céréales (blé, maïs…), les racines, les fruits, les tubercules ou encore les rhizomes. Étant insoluble dans l’eau, l’amidon permet de stocker les sucres sans les dissoudre dans l’eau, assurant alors une réserve nécessaire a la survie du végétal pendant les saisons sèches.

Voilà pourquoi on en retrouve dans les pâtes, le riz, les pommes de terre ou.. la farine qui est à base de blé ou de maïs ! Et alors ? Eh bien, si l’amidon est insoluble dans l’eau froide, la situation change dans l’eau chaude. Les liaisons entre les atomes se dilatent et les molécules de glucose s’espacent également. Les molécules d’eau en profitent pour se glisser dans ces espaces : l’amidon se solubilise plus ou moins. Ainsi, à partir de 60°C, les grains d’amidon absorbent plusieurs fois leur poids en eau. Ils gonflent et forment un gel épais, visqueux et translucide : l’empois d’amidon (sans lui, pas de sauce béchamel).

Rebelote, il se forme alors une pellicule d’une autre nature à la surface de l’eau qui empêche les bulles d’éclater à l’air libre. Comme pour le lait, elles s’entassent, font pressier et ça déborde ! D’ailleurs, as-tu remarqué que la deuxième face de la crêpe boursoufle toujours ? A cause de l’empois qui emprisonne la vapeur d’eau !

Et la cuillère en bois dans tout ça ?

Pour éviter que ça déborde, la solution est de permettre aux bulles de sortir. Pour cela, il faut percer un trou dans la pellicule. Et c’est là que la cuillère remplit son rôle en laissant une ouverture vers la surface. La pellicule n’est plus uniforme. Pourquoi en bois ? Té, qui a envie de se brûler la main quand il faudra la prendre ?! Après, rien n’empêche de mettre un ustensile en métal pour vérifier si la matière joue un rôle important (n’oublie pas ta manique dans ce cas).

Aôw ! La cuisine est un véritable laboratoire de physico-chimie. Sans le savoir, nous sommes tous des physiciens en herbe et manipulons des phénomènes complexes. Il y a de quoi être fier, nom d’un p’tit bonhomme !

En savoir plus…
Du lait sur le feu
Le lait à la loupe
La cuisson des pâtes : tout un art !

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4 Pierrot ont pris leur plume. Et toi ?

  1. Sbgodin

    Excellent article. Merci !

    lundi 22 février 2016 à 7 h 56 min
  2. Sirtin

    Merci !
    🙂

    lundi 22 février 2016 à 12 h 23 min
  3. Jasmine

    Merci pour cette démonstration et explication. Je vais tenter l’expérience à la prochaine préparation de repas.

    lundi 22 février 2016 à 18 h 40 min
  4. Sirtin

    Je serais intéressé d’avoir ton retour si ça bien marché ou pas.
    🙂

    mardi 23 février 2016 à 13 h 26 min

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