Les étapes de la recherche scientifique

Rédigeant un billet, et voulant renvoyer mes amis vers une description de la méthode scientifique (pour les sciences de la nature, ou sciences quantitatives), je m'aperçois que cette description figure dans mon livre "{Cours de gastronomie moléculaire N°1 : Science, technologie, technique (culinaires), quelles relations ?}" (éditions Quae/Belin), mais qu'elle ne figure pas dans ce blog. Il faut absolument réparer cela.

A noter que la description que je donne a été testée devant les assemblées scientifiques les plus élevées, et notamment devant plusieurs lauréats du prix Nobel, ainsi que  devant des sommités des sciences chimiques, en de très nombreuses occasions, et tout particulièrement, le 4 juillet 2015, à Strasbourg (voir [http://www.canalc2.tv/video/1347->http://www.canalc2.tv/video/1347]2).
Comme personne ne m'a fait observer que j'étais dans l'erreur, je continue  de propager ma vision des choses (fondées, quand même, sur un examen soigneux de l'histoire des sciences et de l'épistémologie).

Je propose donc de considérer que la recherche scientifique se fait par les étapes suivantes, lesquelles constituent la "méthode scientifique" (pour les sciences de la nature, ou sciences quantitatives) :

1. identification d'un phénomène
2. quantification du phénomène
3. réunion des données quantitatives en "lois" synthétiques
4. par un processus d'induction, recherche des mécanismes quantitativement compatibles avec les lois identifiées, ce qui constitue une "théorie", un "modèle"
5. recherche de conséquences  de la théorie
6. tests expérimentaux de ces conséquences, ou "prévisions théoriques", en vue d'une réfutation, qui permettra de revenir à 1, et ainsi de suite à l'infini.

On ne  dira jamais assez que  toute théorie scientifique est fausse (disons insuffisante), et que l'on ne peut donc pas "démontrer scientifiquement", mais seulement réfuter. Autrement dit, l'activité scientifique produit des connaissances en réfutant les théories qu'elle produit.

On ne dira jamais assez, d'autre part, que les sciences de la nature ne sont pas un discours comme les autres : les théories, même si elles sont insuffisantes, comme on l'a vu plus haut, sont quantitativement compatibles avec les caractérisations quantitatives des phénomènes.
Les lois sont, évidemment, des façons synthétiques de donner des faits le plus juste possible, compte tenu des moyens de mesure à un moment donné, et les mécanismes proposés ne le sont pas au  hasard, mais parfaitement en accord avec les caractérisations quantitatives.

Et c'est ainsi que les sciences de la nature  sont particulières... et merveilleuses !

Vient de paraître aux Editions de la Nuée Bleue : Le terroir à toutes les sauces (un traité de la jovialité sous forme de roman, agrémenté de recettes de cuisine et de réflexions sur ce bonheur que nous construit la cuisine)

A propos de sel dans l'eau

Ce matin, un message :

Nous sommes un groupe de TPE qui travail sur un mythe urbain : "Le sel élève le point d’ébullition de l’eau". 

Ce qui implique que lorsqu'on fait chauffer de l'eau pour une cuisson il faut mettre le sel lorsque l'eau est chaude.
Nous avons fait des expériences en laboratoire pour tester plusieurs sels, plusieurs eaux et 2 quantités de sels.
 Nous avons aussi pu voir que les eaux sans sel atteignaient le point d'ébullition de l'eau plus rapidement que les eaux avec du sel de table. Donc cela confirme le mythe, sauf lorsque nous mettons une importante quantité de sel (8% contre 0,2%), Auriez vous une idée pour expliquer cela ?
L'eau de source, l'eau du robinet, l'eau déminéralisée et l'eau minérale sont les quatre eaux que nous avons étudiées. Pourquoi l'eau déminéralisée est-elle l'eau la moins efficace que les autres ? Et pourquoi l'eau de source est-elle la plus efficace ? Est-ce que les substances chimiques contenu dans l'eau du robinet ont des impacts sur le temps d'ébullition de l'eau ?
Le sel de table, le sel de Gérande et le sel noir d'Hawaï, le sel rose d'Himalaya et le sel bleu de Perse sont les sels que nous avons étudiés. Sont-ils tous des sels de mer ? Et y a t-il une différence entre le sel de mer et le sel gemme ? Nous avons pu constater que le sel noir d'Hawaï était le plus efficace lorsque l'eau contenait 0,2% de sel mais nous nous demandons pourquoi. Savez vous si le charbon a un impact sur l'ébullition ?

J'ai répondu à nos jeunes amis que leur résultat m'étonne... d'autant plus qu'ils donnent des valeurs sans indiquer d'incertitudes, de sorte que, sans doute, les répétitions n'ont pas été faites. 

D'autre part, j'avais moi-même fait les comparaisons expérimentales de façon TRES contrôlée, et je n'ai pas vu de différence significative : parfois, l'eau salée avant d'être chauffée mettait plus de temps à bouillir que l'eau chauffée  pure, puis additionnée de sel ; parfois, c'était l'inverse. 

Surtout, ces expériences méritent d'être faites de façon très contrôlée. Dans le message de nos jeunes amis, de nombreuses précisions manquent, car les biais sont possibles partout. 

Par exemple, ils ne signalent pas que l'ajout de sel diminue la température de l'eau, et que l'ajout de sel augmente la température d'ébullition. 

D'autre part, il faut comparer des choses comparables, et s'il est logique que de l'eau salée mette plus de temps à bouillir que de l'eau pure (il y a, dedans, la masse du sel, qu'il faut chauffer aussi), il vaut mieux comparer les deux cas suivants : 

- on prend une casserole, on y met une masse d'eau pesée (précision de la balance ?), puis on pose la casserole sur un dispositif de chauffage et l'on attend l'ébullition ; on ajoute le sel (ce qui fait tomber l'ébullition), puis on mesure le temps à partir duquel on a formé de l'eau salée bouillante

- on prend une casserole, on y met la même masse d'eau que précédemment, la même masse de sel que précédemment, on pose la casserole exactement au même endroit du système de chauffage (ou mieux, on ne bouge jamais la casserole, afin que le contact soit  le même), puis on attend l'ébullition. 

Bref, le résultat de nos jeunes amis est douteux, d'autant que, pour comparer des expériences répétées, il faudra avoir donné une moyenne et un écart-type, et avoir comparé les résultats par un test statistique (ANOVA, Student...). 

Plus généralement, on voit bien, ici, la nécessité d'une description très détailles des matériels et des méthodes. Une "expérience de laboratoire", ce n'est pas le fait qu'elle soit faite dans un laboratoire : il faut surtout qu'elle soit faite sans biais ! 

Enfin, pour le sel  noir de Hawai, je ne suis certain qu'ilest noirci par du charbon. Les sites qui décrivent ce sel évoquent aussi des laves, ce qui me semble plus plausible.

Vient de paraître aux Editions de la Nuée Bleue : Le terroir à toutes les sauces (un traité de la jovialité sous forme de roman, agrémenté de recettes de cuisine et de réflexions sur ce bonheur que nous construit la cuisine)

Une bonne pratique scientifique :

Une bonne pratique scientifique : conserver tous les échantillons... et réfléchir.

L'explication sur http://www.agroparistech.fr/Conserver-les-echantillons.html

Hier, lors d'une formation à des ingénieurs titulaires d'un doctorat, j'exposais un résultat mathématique que je connaissais quand j'étais adolescent (je ne répéterai jamais assez qu'il existe un merveilleux livre de mathématiques, publié aux éditions Mir (Moscou), de Nicolas Piskounov : Calcul différentiel et intégral). Dans le feu de l'exposition, je me suis surpris à dire "C'est élémentaire"... mais comme exposer des matières que  je connais à mes amis me sert à la fois à leur rendre service et à surveiller mes paroles, j'ai donc entendu ce "C'est élémentaire", alors que je voyais bien que cela ne l'était pas.

Etait-ce finalement élémentaire ? Oui pour moi ; non pour eux.

La suite sur http://www.agroparistech.fr/Elementaire.html

A propos de gougères

Ce matin, une question amusante  m'arrive par email :

J'ai remarqué que vous aimez bien expliquer les réactions qui se passe dans un produit.
J'aurais aimé savoir si vous aviez un peu de temps à me consacrer pour m'expliquer comment obtient on  des "gougères" car je suis en train de travailler sur ce sujet pendant mon stage.
Si je comprends bien c'est la vapeur d'eau qui fais qu'un chou augmente son volume ? Faut-il avoir une perte d'eau importante ? Si elle est trop importante le chou gonflera-t-il comme même ?
De plus, est-il nécessaire d'avoir un déssèchement de la pâte. Mais  ne serait-il pas possible de créer une pâte à chou sans déssèchement mais en ayant une teneur d'eau optimal et la faire au "Cooking Chef" ?


Tout d'abord, je ne sais pas si "j'aime expliquer" les réactions qui se passent dans les produits. Disons plutôt que mon objectif est d'identifier  des mécanismes et des phénomènes inédits, à partir des transformations culinaires. Il s'agit donc d'une question scientifique (je répète que la gastronomie moléculaire est une discipline scientifique, et non pas de la technologie), et pas technologique, mais  il est exact que la technologie bénéficie nécessairement des résultats scientifiques.

D'autre part, du temps à consacrer à quelqu'un qui étudie les gougères ? Non, je n'ai pas de temps pour cela, parce que ces demandes individuelles m'arrivent environ 30 fois par jour, et ma mission de service public ne consiste pas à faire des assistances techniques particulières... d'où des réponses collectives, que je fais ici, donc.

Les gougères, enfin ? La question est traitée en détail dans mon livre Révélations gastronomiques. Cela dit, je peux ajouter quelques points ici.

Oui, c'est bien l'eau qui s'évapore au contact de la plaque de cuisson qui fait gonfler les choux... puisque, en réalité, les gougères ne  sont autres que des choux au fromage.

 "Faut-il avoir une perte d'eau importante ?" : la question est étrangement posée... surtout, il y a ce "il faut", qui s'apparente à "on doit", qui cache souvent l'essentiel. Il faudrait cela pourquoi ? Sans savoir ce que pense mon interlocuteur à ce sujet, disons que s'il y a évaporation de l'eau, alors le chou gonfle, et le gonflement est d'autant plus grand que plus d'eau s'évapore... à condition que la vapeur soit retenue par la croûte supérieure.

La question est la suivante : les choux subissent à la fois ce gonflement, en raison d'une évaporation de la base, mais  aussi  un croûtage de la surface supérieure, d'une migration des bulles de vapeur dans la masse (comme dans  un soufflé, où, à travers la porte vitrée du four, on voit les bulles crever à la surface), et d'une coagulation de la masse, en raison de la présence de l'oeuf.
Et l'on se reportera à deux séminaires de gastronomie moléculaire de 2015, que  nous avons consacrés aux gougères : [http://www.agroparistech.fr/Les-seminaires-de-gastronomie,3092.html.->http://www.agroparistech.fr/Les-seminaires-de-gastronomie,3092.html] Les comptes rendus sont sur ce site, et l'on peut s'inscrire, pour les recevoir automatiquement, en envoyant un email à icmg@agroparistech.fr.

 Est-il nécessaire d'avoir un dessèchement de la panade ? Cela n'est pas clair, à ce jour, et tout dépend notamment des proportions d'eau  et de farine de la panade. Surtout, le dessèchement permet d'introduire de l'oeuf tout en conservant une tenue qui évite l'étalement.

Vive l'Etude !


 

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A propos d'ajustements

Dans la série des "bonnes pratiques en science et en technologie", il y a la question des ajustements : http://www.agroparistech.fr/A-propos-d-ajustement.html

Pour les étudiants en science et technologie, et pour nous-mêmes :

A propos d'ajustements : http://www.agroparistech.fr/A-propos-d-ajustement.html

Gastronomie moléculaire et cuisine note à note

Une conférence filmée sur http://www.scienceaction.asso.fr/ressources/videos/la-gastronomie-mol%C3%A9culaire-pour-la-recherche-scientifique-et-la-cuisine-note-%C3%A0

De retour d'Irlande

L'Ambassade de France en Irlande m'a invité, il y a quelques jours, à présenter la gastronomie moléculaire et la cuisine note à note en Irlande (Cork, Dublin).

Lors de cette mission, j'ai rencontré des journalistes, et voici le lien pour un entretien à la radio :
http://www.rte.ie/radio/utils/radioplayer/rteradioweb.html#!rii=9%3A20885266%3A19148%3A%3A

Vive la gourmandise éclairée ! 

Comment éviter que le jus de pommes brunisse ?

La réponse est donnée sur la partie "technologique" du Centre international de gastronomie moléculaire, à l'adresse http://www.agroparistech.fr/Comment-eviter-que-le-jus-de-pomme-ne-brunisse.html

Vient de paraître aux Editions de la Nuée Bleue : Le terroir à toutes les sauces (un traité de la jovialité sous forme de roman, agrémenté de recettes de cuisine et de réflexions sur ce bonheur que nous construit la cuisine)