A chinese lion statue

Les bulles de champagne sont uniques grâce aux propriétés chimiques de cette boisson qui leurs confèrent des caractéristiques particulières. La bulle est soumise à de nombreuses forces lors de son détachement du site de nucléation , ainsi que durant ascension:
-Les forces capillaires (découlant des forces de Van Der Waals) ont permis l'adhésion de la bulle sur la paroi.
-La poussée d'Archimède va quant à elle, permettre le détachement de la bulle de son site de nucléation puis son ascension.
-Les forces de frottements seront également responsables, d'un léger ralentissement de l'ascension de ces petites sphères...
La bulle, durant sa progression, se charge en dioxyde de carbone mais aussi en molécules dîtes tensioactives.

Le détachement de la bulle

Les forces capillaires ainsi que la poussée d'Archimède jouent un rôle majeur dans cette partie de l'éphémère vie d'une bulle. Les forces découvertent par le physicien hollandais Van Der Waals permettent l'adhésion de la bulle sur les impuretés du récipient. Cependant, une fois attachée à ces impuretés, la bulle et son volume augmente progressivement et la poussée d'Archimède1 s'en trouve ainsi modifiée. En effet, celle ci étant liée au volume de la sphère, elle augmente considérablement et devient plus importante que les forces de Van der Waals. Ainsi, la bulle va être inexorablement attirée vers le haut et va se détacher de son site de nucléation.
decollement de la bulle

L'ascension de la bulle

Quelle est la principale force intervenant sur l'ascencion de la bulle?


Durant son ascension, la bulle se charge progressivement en dioxyde de carbone sous forme gazeuse (CO2) ; c'est celui ci qui l'a fait grandir. La poussée d'Archimède (proportionnelle au volume de la bulle) va permettre l'ascension et son l'accélération progressive.
Des mesures, après versement du champagne dans la flûte, ont permis d'établir la vitesse de la bulle champagne : elle atteint 15cm/s en haut de la flûte soit 0,54km/h. La taille de la bulle est multipliée par un million durant son ascension : elle passe d'environ 10micromètre à 1millimètre. ascension de la bulle



La pénétration du dioxyde de carbone dans la bulle

Nous avons précédemment admis que la bulle se chargeait progressivement en dioxyde de carbone. Comment ces molécules parviennent elles à pénétrer dans la bulle? Il s'agit, ni plus ni moins, que d'une différence de pression. La bulle a en effet, une pression bien moindre que le liquide. Or, le dioxyde de carbone, avec l'effet des forces de pression bien supérieures, va réussir a transpercer la bulle, pour la pénétrer à l'intérieur.

Les molécules tensioactives

Chimiquement , le champagne est une solution d'eau et d'alcool, composé de macromolécules dîtes tensioactives sursaturées en dioxyde de carbone dissous. Ces molécules proviennent de la baies des raisins ainsi que des levures. Grâce a leur structure moléculaire, elles possèdent une double affinité:

La surface des bulles de champagne se relève donc comme un véritable « piège » pour ces molécules à double affinité (hydrophile /hydrophobe). Elles vont se fixer sur la bulle, la rigidifier et surtout libérer du dioxyde de carbone qui permettra l'augmentation du volume de la bulle.On obtient alors cette structure :
bulle_tensio
C'est grâce à ces molécules que la bulle est ronde. La bulle est ronde ou plutôt en forme de sphère pour diminuer la surface de contact entre les deux milieux qui entourent la bulle : l'air et le liquide. En fait, La bulle est constituée de molécules tensioactives dont une partie est dans le liquide et l'autre dans l'air. Pour diminuer cette insatisfaction, la bulle va se mettre sous la forme d'une sphère. La surface est minimale quand la forme est sphérique. Les molécules tensioactives, en rigidifiant la bulle, vont modifier l'écoulement du liquide autour d'elles: elles vont accentuer les forces de frottements. Cependant, ces forces sont considérée comme négligeables car de l'ordre de 2-3% en haut de la flûte. Le liquide exerce sur la bulle une force de frottement, proportionnelle à sa vitesse, de valeur F'= k.v, colinéaire et de sens contraire au vecteur vitesse.
Nous pouvons donc en conclure : l 'ascension est quant à elle régie par de nombreux paramètres physiques , mais le plus important reste la poussée d'Archimède qui permet l'arrivée au nirvana, même si les forces de frottements sont présentes! Comme nous l'avons vu, de nombreuses forces interviennent sur les bulles lors de l'ascension, mais, comment la bulle rigidifiée par les molécules tensioactives va-t-elle éclater ?
Cette partie soulève bien évidemment beaucoup de questions concernant la qualité du champagne en fonction de la structure des bulles, du nombre de bulles...N'hésitez pas à visiter notre foire aux questions.

Remarque:

Random foliage

Déguster du champagne sur la lune (avec une gravité six fois moins importante que sur Terre) aurait pour conséquence une ascension six fois plus lente mais aussi un volume en bulles multiplié par six!
Alors que dans un vaisseau spatial soumis à aucune gravité, les bulles ne monteraient pas et gonfleraient pour se fusionner en une seule, géante, qui en occupant tout le volume de la flûte, expulserait le vin!

Nullam Dolore