lundi 22 août 2016

Pourquoi la cuisson d'un poulet au four est-elle si longue ?

 Oui, pourquoi la cuisson d'un poulet au four est-elle si longue ? Avec un rôtissage classique, dans un four à 180 ou 200 degrés, la cuisson dure environ une heure. Pourquoi est-ce si long, alors que la température est si élevée ? A cette question, il y a une réponse concise, que nous allons développer.

La réponse concise est la suivante : dans un four, les transferts de chaleur se font d'un gaz vers un solide ; dans la chair, la chaleur pénètre par conduction ; et l'évaporation de l'eau des couches superficielles consomme une énergie considérable, qui ralentit les transferts.

Expliquons maintenant ces trois phénomènes.

Pour le premier, on peut commencer par comparer l'entrée dans un sauna très chaud à l'immersion d'un doigt dans un verre d'eau très chaude. Alors que l'on peut facilement entrer dans un sauna, on expose très difficilement notre corps à un liquide très chaud. En effet, les transferts de chaleurs d'un liquide à un solide sont beaucoup plus efficaces que d'un gaz à un solide. Pourquoi ? Parce que les transferts de chaleur correspondent au fait que les molécules du liquide ou du gaz heurtent les molécules du solide et leur communiquent de l'énergie de mouvement : dans le choc, les molécules heurtées prennent des vitesses analogues à celles des molécules heurtantes, comme on le voit bien quand une bille de billart choque une bille immobile. Or la chaleur c'est cela : du mouvement des molécules : plus un corps est chaud, plus ses molécules sont en mouvement rapide. Une telle phrase n'est pas absolument suffisante, car on sait bien que quand on souffle de l'air contre notre main, on sent plutôt du froid. En effet, la chaleur, c'est plus précisément le mouvement désordonné des molécules, et non pas le  mouvement ordonné des molécules, comme dans un souffle, où elles sont toutes dans la même direction.
Dans un gaz ou dans un liquide chaud, il y a donc cette énergie de mouvement des molécules, qui va se communiquer aux molécules du solide. Toutefois un liquide est bien plus dense qu'un gaz, ce qui signifie qu'il y a beaucoup plus de chocs dans le cas du contact liquide-solide que dans le cas du contact gaz-solide.  De sorte que le transfert de chaleur est bien plus efficace à partir d'un liquide que d'un gaz.

Les transferts de chaleur par conduction, maintenant ? C'est en réalité ce que nous venons d'évoquer : des molécules d'un échantillon de matière heurtent des molécules d'un autre échantillon de matière, et la vitesse de ces dernières augmente. On comprend qu'un tel transfert soit lent, car si la surface est chauffée, les molécules de la surface vont ensuite heurter les molécules plus à l'intérieur de la viande, et les molécules de l'intérieur vont chauffer des molécules plus à l'intérieur encore, toujours par ce mécanisme d'augmentation des vitesses à l'occasion des chocs, jusqu'au coeur de la viande. Cela est lent.
Plus exactement, cela est lent pour les matériaux qui sont mauvais conducteurs de la chaleur, mais rapide pour les matériaux bons conducteurs. Ainsi, quand on met une cuiller en métal dans de l'eau liquide, on se brûle rapidement, alors que l'on peut tenir pendant très longtemps une cuiller en bois. Le métal est bon conducteur, contrairement au bois… et à la viande, qui est majoritairement faite d'eau. Pourquoi ces différences de conductivité thermique selon les matériaux ? Ce serait un peu long à expliquer ici, de sorte que je propose que nous en arrivions au troisième élément que nous devons présenter.

Il s'agit de se focaliser maintenant sur ce que l'on nomme la chaleur latente d’évaporation de l'eau : c'est la quantité de chaleur qui est nécessaire pour transformer de l'eau liquide en eau à l'état gazeux, en vapeur.  Même quand la température de l'eau est de 100 degrés, il faut une énergie considérable pour la faire passer de l'état liquide à l'état gazeux. En effet, le fait que l'eau soit liquide  correspond à l'existence de forces puissantes entre les molécules d'eau. Pour faire passer l'eau à l'état gazeux, il faut apporter une énergie supérieure à l'énergie de ces liaisons, et l'on s'aperçoit facilement que cette énergie est considérable quand on examine une simple casserole d'eau que l'on fait bouillir. Partant d'une température ambiante d'environ 20 degrés, on voit la chaleur du feu augmenter progressivement la température de l’eau, jusqu'à ce que l'on atteigne 100 degés ; mais là, il faut tant d'énergie pour rompre les liaisons entre les molécules d'eau que, tant qu'il y a de l'eau liquide, la température n'augmente plus, et reste à 100 degrés.
On voit donc que cette question de vaincre les forces entre les molécules d'eau liquide est fondamentale, et ce mécanisme se retrouve dans le poulet qui rôtit : l'air chaud qui environne le poulet transfère donc de l'énergie à la chair. La température de cette dernière augmente progressivement jusqu'à atteindre 100 degrés. Mais nous avons dit que  les aliments sont majoritairement faits d'eau, et notamment la viande qui en contient environ 75 pour cent, de sorte que la température dans un poulet sera toujours limitée à 100 degrés tant qu'il y a aura de l'eau dans la chair. Or  le poulet qui cuit comporte deux parties : le centre et la croûte. La croûte, c'est cette partie où toute l'eau de la viande a été évaporée, de sorte que la température a pu dépasser 100 degrés. La croûte est très mince. On le  voit mieux sur un pain, un gâteau ou un soufflé, où après une heure de cuisson, il n'y a qu'un ou deux millimètres de croûte. Si l'on avait mis un thermomètre dans le pain, gâteau ou soufflé, on aurait vu que la température restait partout inférieure à 100 degrés, sauf à atteindre la croûte, où, à l'extérieur de cette dernière la température est celle du four, tandis qu'elle est exactement de 100 degrés pour la couche interne.
Or avec une différence de température de 100 degrés, à l'intérieur de la croûte, et de 20 degrés, au coeur du poulet, le transfert de chaleur est lent. Bref ce mécanisme d'évaporation de l'eau réduit les transferts de chaleur.

Finalement, avec ces divers phénomènes, on voit que le rôtissage classique n'est pas un procédé très efficace, et l'on comprend pourquoi l'emploi de micro-ondes, qui viennent déposer l'énergie à coeur des aliments, permet des cuissons bien plus rapides. Il manquerait la croûte ? Qu'est-ce qui nous empêche de cuire d'abord par micro-ondes, puis de faire cette croûte, avec un chalumeau, ou une résistance électrique ?
Cela, c'est pour les gens pressés, mais il y a une autre solution pour des cuisiniers pas pressés mais qui veulent faire du très bon : c'est la basse température qui a l'avantage de conserver des chairs très tendres et juteuses. Si l'on place un poulet dans un four ou dans un liquide à 70 degrés environ, les micro-organismes sont tués et les chairs coagulent, cuisent, mais sans se contracter excessivement, de sorte qu'elles conservent leur eau, leur jutosité, et en conséquence la tendreté de la viande.  Le phénomène est le même que pour des œufs que j'avais fautivement nommés « parfaits » quand je les avais  inventés il y a plusieurs décennies, mais ce serait trop long d'expliquer cela, et je renvoie vers des billets.
Avec un poulet cuit à basse température, on a donc une chair très tendre, juteuse, mais là encore, il manque la croûte. Qu'à cela ne tienne : l'emploi pendant quelques dizaines de secondes d'un chalumeau ou d'un pistolet décape peinture permet d'obtenir cette dernière, et c'est ainsi que l'on évitera avec bonheur les volailles sèches que l'on nous a trop souvent infligées à Noël. Avec la compréhension des phénomènes, nous cuisons enfin des volailles merveilleuses !