La physique des bulles de champagne. - Une première approche des processus physico-chimiques liés à l'effervescence des vins de Champagne

Abstract

L'objectif general de cet ouvrage consacre a l'etude des processus physico- chimiques de l'effervescence des vins de Champagne etait de decortiquer les differentes etapes de la vie d'une bulle de champagne en conditions reelles de consommation, dans une flute. Nous resumons ci-apres les principaux resultats obtenus pour chacune des etapes de la vie de la bulle, depuis sa naissance sur les parois d'une flute, jusqu'a son eclatement en surface.
 Naissance de la bulle A l'aide d'une camera munie d'un objectif de microscope, nous avons pu mettre en evidence les particules qui jouent le role de sites de nucleation des bulles sur les parois d'une flute a champagne. Dans la tres grande majorite des cas, ce sont des fibres creuses et allongees, de quelques dizaines a quelques centaines de microns, qui assurent la production repetitive de bulles par nucleation heterogene non classique (de type IV). Cette production repetitive de bulles au niveau des sites de nucleation est caracterisee par une gamme de frequences de bullage assez large. Au sein d'une meme flute, immediatement apres le versement, nous avons mesure des frequences qui varient de moins de 1 Hz a presque 30 Hz. C'est donc jusqu'a 30 bulles qui sont emises chaque seconde par les sites de nucleation les plus actifs.
 Vitesse ascensionnelle d'une bulle Pour mesurer la vitesse d'une bulle tout au long de son trajet vers la surface libre du champagne, nous avons tire profit de la production repetitive de bulles au niveau des sites de nucleation. Par la mise en place d'un dispositif experimental simple qui associe une lumiere stroboscopique et un appareil photographique muni de bagues macros, nous avons pu acceder a l'observation fine des trains de bulles ainsi qu'a la determination de la vitesse ascensionnelle des bulles. Les mesures experimentales du rayon et de la vitesse d'une bulle nous ont permis de determiner le coefficient de trainee d'une bulle montante qui constitue une mesure indirecte de son etat de surface en terme de mobilite interfaciale. Ces mesures nous ont montre que l'interface d'une bulle de champagne conserve une grande mobilite pendant sa phase ascensionnelle. C'est la faible dilution du champagne en macromolecules tensioactives et le grossissement continu des bulles pendant l'ascension qui assurent aux bulles une faible contamination de leur interface en molecules tensioactives. Pour comparaison, nous avons realise le meme type de mesures sur des bulles de biere. Le contenu en macromolecules tensioactives etant beaucoup plus important dans une biere, l'effet de dilution du materiel tensioactif a la surface des bulles lie a l'accroissement de la surface des bulles ne compense plus l'adsorption massive des tensioactifs a la surface des bulles. Contrairement aux bulles du champagne, les bulles de biere adoptent vite un comportement de type sphere rigide.
 Eclatement d'une bulle en surface Nous avons obtenu des images de la situation qui suit immediatement la rupture du mince film liquide qui constitue la partie emergee d'une bulle en surface. Nous avons ainsi pu mettre en evidence l'existence des jets de liquide engendres par les eclatements de bulle. En faisant un parallele legitime entre le petillement des bulles a la surface du champagne et le "petillement de l'ocean", nous avons emis l'idee que les gouttelettes de jet etaient beaucoup plus concentrees en materiel tensioactif (et potentiellement aromatique) que le cœur de phase du liquide. Il semble donc que les eclatements de bulles jouent un role essentiel dans l'effet exhausteur d'arome au cours de la degustation d'un champagne.
Pendant les quelques secondes qui suivent le versement du champagne dans la flute, nous avons egalement realise des cliches d'eclatement de bulles en monocouche. Les premiers resultats de ces observations font apparaitre des deformations spectaculaires dans le film liquide des bulles premieres voisines. Ces premieres images suggerent des contraintes, dans le mince film des bulles deformees, tres superieures a celles qui existent dans le sillage d'une bulle isolee qui eclate.