Affichage des articles dont le libellé est conduction. Afficher tous les articles
Affichage des articles dont le libellé est conduction. Afficher tous les articles

mercredi 8 février 2017

Pourquoi du bois pour les cuillers de cuisine ?

Pourquoi des cuillers en bois, en cuisine ? Parce que l'on se brûle quand on laisse des cuillers métalliques dans les casseroles où un liquide est chauffé !

La question renvoie à cet étonnement que l'on a en été, quand on entre, à l'ombre, s'asseoir sur une chaise, alors qu'on est en short ou en maillot de bain : on sent du froid quand la chaise est en métal.

Analysons : supposons qu'il fasse une température de 30 degrés, à l'intérieur de la maison ou de l'appartement.
La chaise, qu'elle soit en bois ou en métal, est à cette température, parce que, si elle était plus chaude, elle rayonnerait, et ne cesserait de le faire qu'en étant à 30 degrés; et si elle était plus froide, elle se réchaufferait. Nous nous asseyons donc sur une chaise dont la température est de 30 degrés... mais notre corps est plus chaud : par exemple 37 degrés.

De ce fait, sur une chaise en bois, notre corps communique rapidement sa chaleur au bois... mais le bois est mauvais conducteur de la chaleur, ce qui signifie qu'il est chauffé localement, et que la chaleur déposée à cet endroit y reste.
Bref, le bois vient vite à la température du corps, de sorte que nous ne percevons bientôt plus de différence.
Pour du métal, au contraire, notre corps chauffe le métal à l'endroit où nous sommes assis... mais le métal évacue la chaleur vers le reste de la chaise, de sorte qu'il faut que le corps redonne de la chaleur, et ainsi de suite.


Pour les cuillers en bois, c'est le même phénomène de conduction de la chaleur : la cuiller en métal conduit la chaleur du contenu de la casserole, de sorte que nous nous brûlons quand nous touchons le manche. Alors qu'avec une cuiller en bois, seule la partie de cuiller dans la casserole est chauffée.



Tout cela étant dit, le bois a d'autres avantages, à savoir qu'il ne raye pas le métal ou les couches anti-adhésives. Inversement, il est difficile à nettoyer et à débarrasser de ses bactéries, qui peuvent venir entre les fibres.

Enfin, il a été dit que l'on pouvait éviter de pleurer en épluchant des oignons si l'on mord dans une cuiller en bois... mais j'ai fait l'expérience, et cela n'a pas marché. Je rappelle qu'il suffit d'un seul contre exemple pour abattre une règle générale. L'idée est donc abattue.





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)

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 !










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)     

mercredi 24 avril 2013

Le matériau des moules à kougelhopfs


Mardi 23 avril 2013 :
La Connaissance par la lorgnette de la gourmandise : le matériau des moules à kougelhopfs est-il important ?

Oui, bien sûr, on sait que les moules à tarte sont essentiels, et que des résultats différents s'obtiennent avec des moules différents. Il y a là une question simple, qui tourne autour de l'expression compliquée « transfert de chaleur ». Et chacun sait que le métal conduit mieux la chaleur que la porcelaine ou les matières plastiques. Que cela signifie-t-il ? Physico-chimiste, je n'oublie pas que je ne dois pas me cacher derrière des mots savants, mais au contraire partager avec mes amis l'émerveillement de la connaissance. Et l'Expérience est essentielle, dans ce partage !
L'expérience ? Si je mets une cuillère en métal dans l'eau bouillante, la cuillère chauffe rapidement, et je finis par me brûler ; tandis que si j'utilise une cuiller en bois, le manche reste quasiment sans chauffer. Par parenthèse, c'est d'ailleurs pour cette même raison que les frites ne doivent pas être faites dans de l'huile trop chaude : comme la pomme de terre est thermiquement assez peu conductrice, la surface des frites brûle avant que l'intérieur soit cuit.
Pour en revenir à nos tartes, avant de revenir aux kougelhops, il y a donc le fait que le moule en métal, surtout s'il est posé sur le fond du four (la « sole »), et surtout si le four chauffe par le fond plutôt que par convection, va cuire la pâte, la faire croustiller, au lieu qu'elle se détrempe avec la garniture qui est portée par dessus. Avec un moule en porcelaine, la cuisson de la pâte sera plus homogène.
Est-ce à dire que les moules métalliques sont préférables aux moules en porcelaine, en matière siliconée ou en verre ? Non : à chaque outil son utilisation.

Pour en revenir aux kougelhops, il est certain que le matériau aura une influence, et que les moules métalliques conduiront mieux la chaleur : cela devrait conduire à l'évaporation de l'eau de la préparation, et, peut-être, à un gonflement supérieur des kougelhopfs... comme cela se produit pour les soufflés. Mais verrons-nous d'autres effets ? C'est ce qui sera testé le 23 mai, à 16 heures, à l'Ecole supérieure de cuisine française, lors du Séminaire de gastronomie moléculaire.
Voulez vous nous rejoindre ? La participation est libre et gratuite... Parce que c'est la mission de l'Etat (et donc de l'INRA) que d'accompagner les développements citoyens et professionnels.
Et, si vous ne pouvez pas vous libérer, vous trouverez le compte rendu du séminaire à http://www.inra.fr/xxxxx.
Vive la gourmandise éclairée !